《醫(yī)學電子學》理論課教學大綱（供四年制本科信息與計算科學、醫(yī)學信息工程專業(yè)使用）

《醫(yī)學電子學》理論教學大綱（供四年制本科信息與計算科學、醫(yī)學信息工程專業(yè)使用）I前言醫(yī)學電子學是一門新興學科，隨著電子儀器和電子技術的應用日益廣泛，醫(yī)學電子學作為醫(yī)學院校信息與計算科學、醫(yī)學信息工程專業(yè)本科生選修課或必修課的需求也成為必然。本課程以加強學生基礎理論、基本知識和基本技能為目的，為學生學習與本專業(yè)相關的后續(xù)課程奠定必要的基礎。教學內容概括：電路基礎，放大器的基本原理，生物醫(yī)學常用放大器，集成運算放大器，振蕩電路，高頻電路，直流電源、醫(yī)用儀器干擾的抑制和安全用電等。以及與教材相配套的醫(yī)學電子學實驗。本大綱適用于四年制本科信息與計算科學、醫(yī)學信息工程專業(yè)使用?，F(xiàn)將大綱使用中有關問題說明如下:一為了使教師和學生更好地掌握教材，大綱中每一章節(jié)均由教學目的、教學要求和教學內容三部分組成。教學目的注明教學目標，教學要求分掌握、熟悉和了解三個級別，教學內容與教學要求級別對應，并統(tǒng)一標示(核心內容即知識點以下劃實線，重點內容以下劃虛線，一般內容不標示)便于學生重點學習。二教師在保證大綱核心內容的前提下，可根據(jù)不同教學手段，講授重點內容和介紹一般內容。三總教學參考學時為54學時，其中理論課38學時，實驗課16學時；理論與實驗學時之比2.4:1。四教材及參考書：教材：《醫(yī)學電子學基礎》，人民衛(wèi)生出版社，陳仲本，第3版，2012年11月。參考書：《模擬電子技術基礎》，高等教育出版社，童詩白，第3版，2001年1月。Ⅱ正文第一章電路基礎一教學目的電路理論是在物理學中的電磁理論基礎上發(fā)展起來的，它的基本概念和基本定律是電子技術的基礎，其分析和綜合方法已在各種儀器的設計中得到了廣泛的應用。本章將介紹直流電路、電路的暫態(tài)過程、交流電路和四種常用濾波電路等，為后面學習電子線路打下基礎。二教學要求（一）掌握直流、交流電路的基本概念。（二）掌握電壓源、電流源的概念及其相互轉換的規(guī)律。（三）掌握疊加原理、戴文南定理，了解諾頓定律。（四）熟悉正弦交流電的基本概念和規(guī)律。（五）掌握R、C、L的電路特性及其串并聯(lián)特性。

三教學內容（一）直流電路1電路的基本概念：電流、電導、電路：內電路、外電路。2電流和電壓的參考方向。3基爾霍夫定律：基爾霍夫第一定律、基爾霍夫第二定律。4電壓源和電流源：電壓源：理想電壓源、實際電壓源。電流源：理想電流源、實際電流源。電壓源和電流源的等效轉換。5疊加原理：內容及應用。6戴文南定理和諾頓定律：戴文南定理；有源二端網(wǎng)絡(含源二端網(wǎng)絡)、無源二端網(wǎng)絡。諾頓定律。（二）電路的暫態(tài)過程1ＲＣ電路的暫態(tài)過程：ＲＣ電路的充電過程：時間常數(shù)。ＲＣ電路的放電過程。2ＲＬ電路的暫態(tài)過程：時間常數(shù)。（三）正弦交流電路1正弦交流電：正弦交流電的三要素、有效值。2正弦交流電的相量表示法。3電阻、電感與電容在交流電路中的特性：純電阻電路。純電感電路。純電容電路。4ＲＬＣ串聯(lián)電路及其諧振：交流電路的阻抗、電抗、串聯(lián)諧振狀態(tài)。5ＬＣ并聯(lián)諧振回路：并聯(lián)諧振狀態(tài)、品質因素Ｑ。6ＲＣ串聯(lián)電路。第二章放大器的基本原理一教學目的在認識直流電路的基礎上，學習半導體元器件知識，然后學習基本放大電路的結構和原理。二教學要求（一）掌握半導體器件的基礎PN結。熟悉晶體二極管特性，主要參數(shù)。（二）掌握晶體三極管電流放大作用，熟悉晶體三極管特性，主要參數(shù)和輸入輸出特征曲線，等效電路。（三）從共發(fā)射極放大電路出發(fā)，重點掌握放大電路的基本原理，放大器的主要性能指標。（四）掌握放大電路的基本分析方法：近似法；.圖解法；微變等效電路法。（五）掌握確定靜態(tài)工作點的方法。（六）掌握射極輸出器的分析和應用。（七）了解多極放大器的應用。

三教學內容（一）晶體二極管1半導體的導電特性：本征半導體；雜質半導體：Ｎ型半導體、Ｐ型半導體。2ＰＮ結及其單向導電性：ＰＮ結的形成；ＰＮ結的導電特性：單向導電性。3晶體二極管及其特性：晶體二極管的伏安特性；晶體二極管的主要參數(shù)。4特殊二極管：穩(wěn)壓二極管；變容二極管；光電二極管；發(fā)光二極管。（二）晶體三極管1晶體三極管的結構：ＰＮＰ型、ＮＰＮ型。2晶體三極管的放大作用：三極管放大的偏置條件；三極管的放大作用；3晶體三極管的特性曲線：輸入特性曲線；輸出特性曲線：放大區(qū)、截止區(qū)和飽和區(qū)。4晶體三極管的主要參數(shù)：電流放大系數(shù)；極間反向電流；極限參數(shù)。（三）基本放大電路1放大電路的基本概念：信號的輸入、輸出和放大；放大電路的主要性能指標。2基本放大電路及其工作狀態(tài)分析：基本放大電路；放大電路的靜態(tài)工作點；放大電路的動態(tài)分析；放大電路的非線性失真。3放大電路性能指標的計算：晶體三極管的微變等效電路；用微變等效電路計算性能指標。4靜態(tài)工作點的穩(wěn)定電路。5多級放大電路：放大倍數(shù)；輸入阻抗和輸出阻抗。第三章生物醫(yī)學常用放大器

一教學目的在認識一般晶體管放大器放大原理的基礎上，學習生物醫(yī)學信號的特點，針對其特點討論適合生物電信號的放大器。二教學要求（一）重點掌握：電壓串聯(lián)，電壓并聯(lián)，電流串聯(lián)，電流并聯(lián)反饋的判別，電路特點。掌握負反饋對放大器性能的影響。（二）了解直流放大器特點和差分放大器的工作原理，以及差分放大器抑制零點漂移的原理。三教學內容

（一）生物電信號的特點1生物電信號的基本特性：頻率特性；幅值特性；信噪比較低。2生物醫(yī)學放大器的基本要求：高放大倍數(shù)；高輸入阻抗；高共模抑制比；低噪聲；低漂移；適當?shù)念l響。（二）負反饋放大器1反饋的基本概念：反饋的定義；反饋放大器的組成。2負反饋的基本類型：負反饋的分類；四種形式的負反饋放大電路：電壓串聯(lián)負反饋；電流串聯(lián)負反饋；電壓并聯(lián)負反饋；電流并聯(lián)負反饋。3負反饋對放大器性能的影響：降低放大倍數(shù)；提高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性；改善波形失真；展寬通頻帶；對輸入電阻和輸出電阻的影響。（三）直流放大器1直流放大器的零點漂移2差分放大器：零點漂移的抑制；差分放大器對信號的放大作用；典型差分放大器。第七章直流電源一教學目的認識直流電源的基本組成和基本原理。二教學要求重點掌握各類整流濾波電路和穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的工作原理及相關參數(shù)。

三教學內容（一）整流電路1單向半波整流電路；2整流電路的主要參數(shù)：輸出直流電壓Ｕ0；脈動系數(shù)Ｓ；二極管最大反向峰值電壓ＵＲＭ。3單向橋式整流電路；（二）濾波電路1電容濾波電路；2電感濾波電路；3π型濾波電路。

（三）穩(wěn)壓電路1穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。Ⅲ教學組織與方法一實施機構：由基礎醫(yī)學院物理學教研室執(zhí)行。二組織內容：教案講義審核、集體教學備課、教學方法研究、多媒體教學手段的應用等。三教學方法：1理論教學：采用啟發(fā)式、討論式、交互式、問題式案例式等課堂教學方式，輔助現(xiàn)代教育技術和傳統(tǒng)教學手段。核心內容以講授為主，重點內容以介紹為主，一般內容以自學為主。2實驗教學：集體備課，布置實驗內容，課堂講解和演示，實驗分組（25人/實驗室），學生個人獨立操作。3輔導形式：輔導講義、課堂、課后答疑，網(wǎng)絡查詢。四考核辦法：閉卷考試，形成性考核（理論考試65℅，實驗20℅，作業(yè)10℅，考勤5%）。Ⅳ教學時數(shù)分配表講課內容教學手段時數(shù)實驗內容教學時數(shù)實驗類型緒論。第一章電路基礎第一節(jié)直流電路一、二CAI2三、基爾霍夫定律四、電壓源和電流源；四、疊加定理。CAI2五、戴維南定理和諾頓定理第二節(jié)電路的暫態(tài)過程。一；CAI2討論課：三大定理1、內容，條件，使用步驟；2、應用：CAI2第二節(jié)電路的暫態(tài)過程。一、RC電路的暫態(tài)過程二、RL電路的暫態(tài)過程CAI2第三節(jié)交流電路。一、正弦交流電的三要素二、正弦交流電的相量表示法；CAI2三、電阻、電感與電容元件在交流電路中的特性CAI2四、RLC串聯(lián)電路及其諧振；相量圖法討論；CAI2R、L、C串聯(lián)諧振電路的研究4驗證型五、LC并聯(lián)諧振回路；六、RC串聯(lián)電路CAI2第二章放大器的基本原理。第一節(jié)晶體二極管。一、半導體的導電性；二、PN結極其單向導電性；三、晶體二極管極其特性CAI2電路元器件伏安特性的測繪4驗證型四、特殊二極管；第七章直流電源。第一節(jié)整流電路；一、單向半波整流電路；二、整流電路的主要參數(shù)；CAI2整流濾波電路4綜合型三、單相橋式整流電路。第二節(jié)濾波電路。一、電容濾波電路；二、電感濾波電路；三、π型濾波電路；CAI2三、晶體二極管極其特性四、特殊二極管；第二節(jié)晶體三極管一、晶體三極管的結構；CAI2二、晶體三極管的放大作用；三、晶體三極管的特性曲線；四、晶體三極管的主要參