《模拟电路基础》教学大纲
课程编号:10100940 学时:48(理论)+16(实验) 学分:4
先修课程:《微积分》、《大学物理》、《电路分析基础》、《电路分析实验》
一、 课程性质和任务描述
《模拟电路基础》是电子信息类专业的专业基础课程。本课程主要是研究半导体器件基础和低频电子电路及其组成系统。通过本课程的学习,使学生了解半导体器件基础和低频电子电路及其系统的工作原理,掌握重要电路的分析和计算。本课程是学习《高频电子线路》,《微波固体电路》、《集成电路原理》等电路课程的必修课程。
学习基本电子技术理论更重要的途径是通过实验技术与技能的培训来加强对电子技术理论的理解和应用,它和理论学习相辅相成,是理论联系实践的学习环节,通过本课程开设的实验课,进一步熟悉常用电子仪器的使用,电子电路的结构和调整技术,电子技术的各个指标的测量及基本的电子电路设计方法,从而提高学生对基本电路分析设计的方法及实际动手能力。本课程以理论讲授、实际操作和技能考核为教学手段,着重对学生进行电子技术实验技术和测试方法的训练。
二、理论教学内容和要求
基本要求:
通过本课程的学习,能较全面地掌握模拟电子技术的基本概念、基本原理、电路的分析方法,能应用模拟电子技术的基本概念和基本原理阐释三极管、场效管放大电路的组成,能正确分析计算放大电路的静态工作点参数、放大倍数、输入电阻、输出电阻等参数;理解反馈的类型和极性以及反馈对放大电路的作用;掌握集成运放线性和非线性应用电路的分析方法;理解功率放大电路的工作原理;能设计、调试简单的应用电路(如放大电路等)。
主要内容:
第1章 半导体器件(4学时)
教学内容:
1.半导体中的载流子导电规律,PN结的原理和特性;
2.半导体二极管、三极管工作原理、特性曲线和主要参数。
教学重点:
二极管的伏安特性、三极管输入特性和输出特性、主要参数的物理意义是本章重点。
第2章 放大电路的基本原理和分析方法(16学时)
教学内容:
1.基本共射放大电路的工组原理和分析方法;
2.静态工作点的稳定,共集、共基放大电路的原理和有关计算;
3.多级放大电路;
4.场效应管的微变等效电路;
5.场效应管共源极放大电路、共漏极放大电路的分析和计算。
教学重点:
1.应强调理解基本放大电路概念和定义,特别是静态工作点的作用和放大的本质;
2.掌握基本放大电路的工作原理、分析计算方法、特点和应用是本章的重点;
3.正确估算基本放大电路的静态工作点和动态技术指标,放大电路的图解分析法是本章的难点。
第3章 放大电路的频率响应(2学时)
教学内容:
1.放大电路频率响应概述;
2.晶体管的高频等效模型;
3.单管放大电路、多级放大电路和集成运放的频率响应。
教学重点:
分析放大电路的频率响应,把放大电路等效为RC高通和RC低通电路的过程。
第4章 功率放大电路(4学时)
教学内容:
1.功率放大电路的基本概念、基本要求;
2.功率放大电路的组成原则,OCL的工作原理;
3.功率放大电路的最大输出功率和效率的计算;
4.集成功率放大电路的工作原理。
教学重点:
功率放大电路的组成原则,OCL的工作原理是本章的重点。
第5章 集成运算放大电路(6学时)
教学内容:
1.集成运算放大电路结构特点、组成及传输特性;
2.集成运放中的各种电流源电路;
3.差动放大电路。
教学重点:
1.恒流源电路的原理和模型,基本镜像恒流源、比例恒流源和微电流恒流源电路和特点,有源负载放大器原理。
2.差动放大电路(重点掌握基本概念和分析方法)。掌握:差放的信号分解(vic、vid与任模信号关系),各种差放电路,工作点估算,差放的指标(Avd,Avc,KCMR,Rid,Ric , Ro)及用单边等效电路法求指标。
第6章 放大电路中的反馈(6学时)
教学内容:
1.反馈的基本概念及其判断方法;
2.负反馈放大电路的四种组态(类型);
3.具有深度负反馈放大电路的计算;
4.负反馈对放大电路性能的影响。
教学重点:
1.四种反馈放大电路的性质和类型的判断是本章的重点;
2.估算深度负反馈条件下的放大倍数是本章的难点。
第7章 模拟信号运算电路(6学时)
教学内容:
1.集成运放组成的同相、反相比例运算电路,加法、减法、微分、积分运算电路;
2.微分、积分、对数、反对数运算电路;
3.乘法和除法电路。
教学重点:
1.叠加原理和节点电压法是分析基本运算电路的重要方法;
2.理想运放工作在线性区时虚短路和虚断路特性。
第8章 信号处理电路(1学时)
教学内容:
1.集成运放组成的有源低通、高通滤波电路,有源带通、带阻及全通滤波电路;
2.电压比较器电路。
教学重点:
1.低通、高通、带通和带阻滤波电路的基本组成和主要性能指标;
2.单限电压比较器电路的工作原理。
第9章 波形发生电路(1学时)
教学内容:
1.正弦波振荡电路的分析方法;
2.rc正弦波振荡电路;
3.lc正弦波振荡电路。
教学重点:
正弦振荡电路的组成、工作原理振荡频率及其应用是本章的重点。
第10章 直流电源(2学时)
教学内容:
1.单相整流电路、滤波电路的基本组成、工作原理及其主要参数;
2.稳压管稳压和串联型稳压电路的基本组成、工作原理。
教学重点:
1.整流、滤波及稳压电路的工作原理、重要参数的计算是本章的重点;
2.整流二极管、滤波电容、稳压二极管的参数计算以及输出电压调节范围的计算是本章的难点。
三、实践教学内容和要求
教学目的:
训练并培养学生在电子技术应用领域的实验与实践能力,激发学生的创新意识,实现对学生的电子线路领域理论知识到实践能力的全面培养。具体体现在以下方面:
1.学习正确使用常用电子仪器:如示波器、信号发生器、万用表等;
2.掌握基本测量方法:如信号主要参数的测量;放大电路静态、动态参数与特性曲线的测量方法等;
3. 能够正确处理实验数据,进行误差分析,并写出符合要求的测试与实验报告;
4. 培养学生综合运用所学电子技术相关理论知识分析解决实际问题的能力,能够调节具体模拟电子电路的参数使其达到预期的性能指标;
5. 初步掌握分析、查找并排除实验电子电路中故障的方法。
实验项目:
序号 | 实验项目名称 | 实验学时 | 实验类型 | 开出要求 | 是否提交实验报告 |
1 | 基本共射放大电路 | 4 | 验证 | 必做 | 是 |
2 | 射极输出器 | 2 | 验证 | 必做 | 否 |
3 | 阻容耦合放大电路 | 2 | 验证 | 必做 | 是 |
4 | 负反馈放大电路 | 2 | 验证 | 必做 | 否 |
5 | 恒流源式差分放大电路 | 2 | 验证 | 必做 | 是 |
6 | 集成运算放大器 | 2 | 验证 | 必做 | 否 |
7 | 测量放大器的设计 | 2 | 验证 | 必做 | 是 |
内容要求:
实验一、 基本共射放大电路(4学时)
要求熟悉NPN和PNP型半导体三极管的极性判断和构筑单管放大电路的结构,掌握两种半导体管的电源供应方法,掌握放大器静态工作点的调试及对输出动态的影响,学会测量Q点,Av,Ri,Ro
实验二、 射极输出器(2学时)
要求加深对射极输出器电路特性的理解,并熟练掌握放大电路静态工作点参数和动态参数的测量方法。
实验三、 阻容耦合放大电路(2学时)
要求学习放大电路频率特性的测量方法,进一步熟练掌握和运用放大电路主要性能参数(如静态工作点参数、放大倍数、输入电阻、输出电阻)的测试方法。
实验四、 负反馈放大电路(2学时)
要求学习开环增益和闭环增益的测试和比对,验证负反馈对电路性能的影响。
实验五、恒流源式差分放大电路(2学时)
要求掌握差动放大技术和差动放大电路的四种类型电路的比较,进一步理解差动放大电路的应用。
实验六、 集成运算放大器(2学时)
要求掌握集成运放构成同相(包括跟随)放大、反相放大、测量放大电路的性能和结构,进一步了解差模放大和共模放大,运放的线性放大应用的实验。虚短路和虚断路的概念。
实验七、 测量放大器的设计(2学时)
要求在掌握运放基本原理的基础上,学习测量放大器的设计方法并掌握测量放大器的调试方法。
四、建议教材和参考资料
建议教材:
1. 杨素行,高等教育出版社,模拟电子技术基础简明教程(第三版),2014
2. 陈卉、文毅,自编,《模拟电路实验指导书》, 2010
参考资料:
1. 康华光, 高等教育出版社,电子技术基础(模拟部分)(第四版),1999
2. 谢嘉奎,高等教育出版社,电子线路(线性部分)(第五版),2010
3. 林红,周鑫霞,清华大学出版社,模拟电路基础,2007
4. 童诗白,华成英,高等教育出版社,模拟电子技术基础(第四版),2006
5. 江晓安,董秀锋编著,西安电子科技大学出版社,模拟电子技术(第三版),2012
6. 罗杰、谢自美,电子工业出版社,《电子线路设计·实验·测试》(第五版),2011
修订:陈卉 审定:胡云峰