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模拟电子技术基础笔记
根据十年来电子技术的新发展和丰富的教学实践,新版对第二版进行了全面修订。在基本保留第二版理论体系的基础上,精炼了基础部分,适当拓宽了知识面,新增了自测题,并力图在文字叙述方面更具启发性,有利于学生创新意识的培养。下面是小编精心整理的模拟电子技术基础笔记,欢迎阅读与收藏。
模拟电子技术基础笔记
一、模拟电子技术基础- -模拟信号与模拟电路
1、模拟信号
我们将连续性的信号称为模拟信号,而将离散型的信号称为数字信号。
2、模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路,其最基本的处理是对信号的放大,含有功能和性能各异的放大电路。
二、模拟电子技术基础- -电子信息系统的组成
电子信息系统由信号的提取、信号的预处理、信号的加工和信号的驱动与执行四部分构成。
三、模拟电子技术基础- -半导体
1、基本概念
导体:极易导电的物体;
绝缘体:几乎不导电的物体;
半导体:导电性介于导体和绝缘体之间的物质;
2、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
3、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
四、模拟电子技术问答题
1、空穴是一种载流子吗?空穴导电时电子运动吗?
答:不是,但是在它的运动中可以将其等效为载流子。空穴导电时等电量的电子会沿其反方向运动。
2、制备杂质半导体时一般按什么比例在本征半导体中掺杂?
答:按百万分之一数量级的比例掺入。
3、什么是N型半导体?什么是P型半导体?当两种半导体制作在一起时会产生什么现象?
答:多数载子为自由电子的半导体叫N型半导体。反之,多数载子为空穴的半导体叫P型半导体。P型半导体与N型半导体接合后 便会形成P-N结。
4、PN结最主要的物理特性是什么?
答:单向导电能力和较为敏感的温度特性。
5、半导体材料制作电子器件与传统的真空电子器件相比有什么特点?
答:频率特性好、体积小、功耗小,便于电路的集成化产品的袖珍化,此外在坚固抗震可靠等方面也特别突出;但是在失真度和稳定性等方面不及真空器件。
6、什么是本征半导体和杂质半导体?
答:纯净的半导体就是本征半导体,在元素周期表中它们一般都是中价元素。在本征半导体中按极小的比例掺入高一价或低一价的杂质元素之后便获得杂质半导体。
7、PN结还有那些名称?
答:空间电荷区、阻挡层、耗尽层等。
8、PN结上所加端电压与电流是线性的吗?它为什么具有单向导电性?
答:不是线性的,加上正向电压时,P区的空穴与N区的电子在正向电压所建立的电场下相互吸引产生复合现象,导致阻挡层变薄,正向电流随电压的增长按指数规律增长,宏观上呈现导通状态,而加上反向电压时,情况与前述正好相反,阻挡层变厚,电流几乎完全为零,宏观上呈现截止状态。这就是PN结的单向导电特性。
9、在PN结加反向电压时果真没有电流吗?
答:并不是完全没有电流,少数载流子在反向电压的作用下产生极小的反向漏电流。
10、二极管最基本的技术参数是什么?
答:最大整流电流
11、二极管主要用途有哪些?
答:整流、检波、稳压等。
12、晶体管是通过什么方式来控制集电极电流的?
答:通过电流分配关系。
13、能否用两只二极管相互反接来组成三极管?为什么?
答:否;两只二极管相互反接是通过金属电极相接,并没有形成三极管所需要的基区。
14、什么是三极管的穿透电流?它对放大器有什么影响?
答:当基极开路时,集电极和发射极之间的电流就是穿透电流: ,其中 是集电极-基极反向漏电流, 和 都是由少数载流子的运动产生的,所以对温度非常敏感,当温度升高时二者都将急剧增大。从而对放大器产生不利影响。因此在实际工作中要求它们越小越好。
15、三极管的门电压一般是多少?
答:硅管一般为0.5伏。锗管约为0.2伏。
16、放大电路放大电信号与放大镜放大物体的意义相同吗?
答:不相同。
17、在三极管组成的放大器中,基本偏置条件是什么?
答:发射结正偏;集电结反偏。
18、三极管输入输出特性曲线一般分为几个什么区域?
答:一般分为放大区、饱和区和截止区。
19、放大电路的基本组态有几种?它们分别是什么?
答:三种,分别是共发射极、共基极和共集电极。
20、在共发射极放大电路中,一般有那几种偏置电路?
答:有上基偏、分压式和集-基反馈式。
21、静态工作点的确定对放大器有什么意义?
答:正确地确定静态工作点能够使放大器有最小的截止失真和饱和失真,同时还可以获得最大的动态范围,提高三极管的使用效率。
22、放大器的静态工作点一般应该处于三极管输入输出特性曲线的什么区域?
答:通常应该处于三极管输入输出特性曲线的放大区中央。
23、在绘制放大器的直流通路时对电源和电容器应该任何对待?
答:电容器应该视为开路,电源视为理想电源。
24、放大器的图解法适合哪些放大器?
答:一般适合共射式上基偏单管放大器和推挽式功率放大器。
25、放大器的图解法中的直流负载线和交流负载线各有什么意义?
答:直流负载线确定静态时的直流通路参数。交流负载线的意义在于有交流信号时分析放大器输出的最大有效幅值及波形失真等问题。
26、如何评价放大电路的性能?有哪些主要指标?
答:放大电路的性能好坏一般由如下几项指标确定:增益、输入输出电阻、通频带、失真度、信噪比。
27、为什么放大器的电压增益的单位常常使用分贝?它和倍数之间有什么关系?
答:放大器的电压增益的单位常常使用分贝的原因:
(1)数值变小,读写方便。
(2)运算方便。
(3)符合听感,估算方便。二者之间的关系是:
28、放大器的通频带是否越宽越好?为什么?
答:不!放大器通频带的宽度并不是越宽越好,关键是应该看放大器对所处理的信号频率有无特别的要求!例如选频放大器要求通频带就应该很窄,而一般的音频放大器的通频带则比较宽。
29、放大器的输入输出电阻对放大器有什么影响?
答:放大器的输入电阻应该越高越好,这样可以提高输入信号源的有效输出,将信号源的内阻上所消耗的有效信号降低到最小的范围。而输出电阻则应该越低越好,这样可以提高负载上的有效输出信号比例。
30、设计放大器时,对输入输出电阻来说,其取值原则是什么?
答:高入低出。
31、放大器的失真一般分为几类?
答:单管交流小信号放大器一般有饱和失真、截止失真和非线性失真三类、推挽功率放大器还可能存在交越失真。
32、放大器的工作点过高会引起什么样的失真?工作点过低呢?
答:饱和失真、截止失真
33、放大器的非线性失真一般是哪些原因引起的?
答:工作点落在输入特性曲线的非线性区、而输入信号的极小值还没有为零时会导致非线性失真。
34、微变等效电路分析法与图解法在放大器的分析方面有什么区别?
答:可以比较方便准确地计算出放大器的输入输出电阻、电压增益等。而图解法则可以比较直观地分析出放大器的工作点是否设置得适当,是否会产生什么样的失真以及动态范围等。
35、用微变等效电路分析法分析放大电路的一般步骤是什么?
答:
1)计算出Q点中的 ;
2)根据公式 计算出三极管的 。
3)用微变等效电路绘出放大器的交流通路。
4)根据和相应的公式分别计算放大器的输入输出电阻、电压增益等。
36、微变等效电路分析法的适用范围是什么?
答:适合于分析任何简单或复杂的电路。只要其中的放大器件基本工作在线性范围内。
37、微变等效电路分析法有什么局限性?
答:只能解决交流分量的计算问题,不能用来确定Q点,也不能用以分析非线性失真及最大输出幅度等问题。
38、影响放大器的工作点的稳定性的主要因素有哪些?
答:元器件参数的温度漂移、电源的波动等。
39、在共发射极放大电路中一般采用什么方法稳定工作点?
答:引入电流串联式负反馈。
40、单管放大电路为什么不能满足多方面性能的要求?
答:放大能力有限;在输入输出电阻方面不能同时兼顾放大器与外界的良好匹配。
41、耦合电路的基本目的是什么?
答:让有用的交流信号顺利地在前后两级放大器之间通过,同时在静态方面起到良好地隔离。
42、多级放大电路的级间耦合一般有几种方式?
答:一般有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合几种方式
43、多级放大电路的总电压增益等于什么?
答:等于各级增益之乘积。
44、多级放大电路输入输出电阻等于什么?
答:分别等于第一级的输入电阻和末级的输出电阻。
45、直接耦合放大电路的特殊问题是什么?如何解决?
答:零点漂移是直接耦合放大电路最大的问题。最根本的解决方法是用差分放大器。
46、为什么放大电路以三级为最常见?
答:级数太少放大能力不足,太多又难以解决零点漂移等问题。
47、什么是零点漂移?引起它的主要原因有那些因素?其中最根本的是什么?
答:放大器的输入信号为零时其输出端仍旧有变化缓慢且无规律的输出信号的现象。生产这种现象的主要原因是因为电路元器件参数受温度影响而发生波动从而导致Q点的不稳定,在多级放大器中由于采用直接耦合方式,会使Q点的波动逐级传递和放大。
48、什么是反馈?什么是直流反馈和交流反馈?什么是正反馈和负反馈?
答:输出信号通过一定的途径又送回到输入端被放大器重新处理的现象叫反馈。如果信号是直流则称为直流反馈;是交流则称为交流反馈,经过再次处理之后使放大器的最后输出比引入反馈之前更大则称为正反馈,反之,如果放大器的最后输出比引入反馈之前更小,则称为负反馈。
49、为什么要引入反馈?
答:总的说来是为了改善放大器的性能,引入正反馈是为了增强放大器对微弱信号的灵敏度或增加增益;而引入负反馈则是为了提高放大器的增益稳定性及工作点的稳定性、减小失真、改善输入输出电阻、拓宽通频带等等。
50、交流负反馈有哪四种组态?
答:分别是电流串联、电流并联、电压串联、电压并联四种组态。
模拟电子技术基础
一、“模拟电子技术基础”课程概述
“模拟电子技术基础”是理工科自动化、电气工程及其自动化、电子信息、通信工程等电类专业必修的专业基础课,该课程不仅具有自身的理论体系,而且还是一门实践性很强的课程,该课程和“数字电路”合称为“电子技术基础”。“模拟电子技术基础”课程的主要任务是解决电子技术入门的问题,该课程的学习,使学生掌握模拟电子电路的基本工作原理、分析方法和设计思路,为深入学习数字电路、微机原理及应用、单片机原理与应用、自动控制原理等后续课程和从事有关电子技术方面的实际工作打下坚实的基础。同时由于全国大学生电子竞赛和各省组织的省级电子竞赛的深入开展,以此为契机,“模拟电子技术基础”成为各大院校重中之重。模拟电子技术简称“模电”,很多学过该课程的学生称其为“魔电”。面对学生口中所说的“魔电”,笔者在长期的教学中,根据理论教学、实验教学的效果和多年指导大学生进行电子竞赛的经验,对该课程的教学质量问题进行了一定的探讨,从中得出几个方面的问题所在,其中最重要的有以下几点:
1.教材选用问题
一般的高等院校选用两个教材,其中一个是《模拟电子技术基础》,清华大学出版社出版,由童诗白、华成英主编;另一个是《电子技术基础(模拟部分)》,高等教育出版社出版,由康华光主编。这两套教材的侧重点有所不同,但是课程内容大同小异。
2.课程的授课学时问题
一般院校的总学时为80学时,其中理论学时为64,实验学时为16,从近年的课堂理论教学情况来看,需要增加相应的理论学时以提高理论学习的深度和应用型知识的广度,同时实验课时也需要增加。但是在整体消减学时的大背景下,增加课时还是有难度的。
3.理论教学内容方面的问题
整个课程理论教学的内容安排还是偏重于理论性的知识,通常向学生讲授的是“是什么”的问题,而本科教育的目标是培养应用型的人才,主要掌握的应该是“怎么用”的问题,因此需要从中选用一套适合本校实情的教材,同时还要对教材内容进行一定的取舍和重新组织,尽量多安排一些与实际应用相关的知识点。
4.实验教学内容方面的问题
以往的模拟电子技术实验多为验证性的内容,引不起学生的兴趣,因而要增加一些应用性和设计性的实验内容来培养学生的学习兴趣,同时也可以增加一些与实际工程联系紧密的实验。
对于传统黑板板书教学方式,画电路和波形比较慢,而且比较抽象,学生难以理解;而通过采用多媒体技术和板书结合的方式就能达到很好的教学效果。
从笔者多年指导电子竞赛的经验看出,学生理论联系实际的能力较差,因此需要加强这方面的练习。
二、理论教学内容探讨
本科院校尤其是工科院校是培养应用型创新人才的摇篮,它的教育目标是顺应社会尤其是时代需求培养学生的实际应用能力。在这个大政方针的指引下,电气类学科中的“模拟电子技术基础”的教学目的是主要培养学生能够正确选择合适的电路元器件和设计具有某种特定功能的电路的能力,理论知识以够用为基本原则,不需要面面俱到,更不需要钻牛角尖,要尽可能地避免烦琐的公式推导和大篇幅的理论分析。一些基本原理和电路的内部结构可不作详细地分析,在介绍基本原理后直接使用。例如,三极管放大状态下内部载流子的传输过程,各种场效应管的内部工作原理的讲解等一直是理论教学的难点,但是实际应用中学生只要会分析三极管和场效应管组成的六种放大电路即可,因此就可以大胆地删除这些内部工作原理的讲解,把教学重点放在这两种放大器件组成的放大电路的应用场合和分析思路的讲解中,就可以达到偏重应用型教学的目的。从整体上看,模拟电子技术的重要内容是放大电路。而放大电路包括分立元件,三极管和场效应管组成的放大电路,集成电路组成的放大电路。其中分立元件组成的放大电路是基础,而集成电路的内部是由分立元件组成的功能更强的放大电路,而且集成电路体现的是现代电子技术发展的趋势。因此理论教学要“以分立电路为基础,集成电路为重点”来进行,适当加强大规模集成电路的内容。在集成电路教学中,要适当缩减内部电路的分析,加强集成电路的电路及实际应用方面的内容,适当向学生介绍一些在工程实践和电子竞赛中使用的新器件,如开关电源,各种滤波器,高速放大器等,培养学生分析电路和解决实际问题的能力,同时也能使学生了解现代电子技术发展的前沿和动态。此外,最为关键的是在讲授的同时给学生贯穿实际电路设计的知识,使学生认识到理论分析和实际设计的差距,从而能够理论联系实际,更大程度地激发学生学习“模拟电子技术”的兴趣。当然,在教学中应适当注重课程内容与其他专业课程的联系与衔接,注重课程内容的工程应用背景,提高学生对课程内容的兴趣。
三、实验教学内容探讨
除了理论教学外,“模拟电子技术”这门课程非常注重实验教学,这也是学生获得知识以及激发其学习理论知识的主要途径之一。事实上,既然是培养应用型的人才,实验教学应该是重中之重,但是通过多年的教学发现,大部分学生对于这个重中之重的课程并不“感冒”,学生经常忽视这个问题,当然最主要的原因不能怪学生,而主要在于实验内容上。由于大部分的实验属于验证性实验,而且传统的实验教学往往是以教师为主,实验指导教师从实验目的、实验步骤到实验注意事项逐步讲解,而学生按照教师的讲解进行实验的具体操作,按部就班地将教师讲授的内容依葫芦画瓢地加以练习。如果最后的实验结果和教师讲的不一样或者得不出结果,学生的第一反映是找老师帮忙。显然这种教学方式不利于学生分析问题、解决问题能力的培养,极大地限制了学生的主观能动性和创造性。可以夸张地讲,学生即使不懂实验原理,只要懂得中文,按照实验步骤去做,一般都能做好实验,这也是学生提不起实验兴趣的主要原因。如何解决这个问题呢?首先对于各类实验尤其是验证性的实验,必须要求学生做好实验前的准备工作,弄清楚实验所涉及的原理,不能不懂装懂,要做预习实验报告,这时需要教师在实验课前进行严格地检查,督促学生养成预习的好习惯;其次,实验指导书的编排上尽量将实验步骤不要写得太详细,甚至可以不写,给学生独立思考的空间;第三,实验课堂上要以学生为主,教师为辅,尽可能地将教师的讲课内容压缩在15分钟之内,给学生充分的时间去做实验,即使学生做实验的时候出现一定的问题,也要学生尽可能自己独立解决;第四,除验证性实验外,尽可能多地安排一些设计性和综合性的实验,对于这类实验,可以不限定时间由学生独立完成,他们可以随时到实验室进行实验的调试和设计,当然这就需要很多配套的硬件设施和开放更多的实验室。同时改革实验考核办法,在要求完成的实验内容之外,另选一个实验作为实验考试内容,由操作、实验报告、考试三部分的成绩综合得到实验总评成绩,以此来督促学生,提高实验教学的质量。
四、教学方式的探讨
传统的教学方式主要是板书,作为学生口中的“魔电”,学生普遍反映“模拟电子技术”这门课程难学,主要难在课程的基本原理、概念比较多而且抽象,尤其是放大电路的两大分析方法之一的图解分析法,如果单纯地用黑板加上粉笔的这种传统教学方法去讲解,曲线图的绘制不但慢而且效果不太好。此时如果加入多媒体课件,就能很形象生动地向学生展示模拟电子技术的魅力,多媒体教学的优点还有信息量大。当然这并不是说板书不好,相反,通过调查发现,学生更愿意接受板书的教学方式,主要原因是多媒体教学速度太快,学生的思维跟不上,而板书速度较慢,学生更容易理解。在教学过程中,尽量多媒体和板书相结合,从而在一定程度上提高教学质量。
五、电子竞赛的契机
全国大学生电子设计竞赛是教育部和前电子工业部于1994年共同倡导主办的,全国先后举办了九届竞赛;它是四大学科(电子设计、数学建模、机械设计、结构设计)竞赛之一,面向全国大学生的群众性科技活动;它和全国大赛相对应,各个省份的电子竞赛也如火如荼地进行,竞赛内容紧扣当前教学内容与教学环节,注重理论联系实际、传统器件与新型器件应用的结合,也特别注重在新技术、新器件、新仪器上的应用。电子竞赛对高校教育思想和教育观念的转变、教育教学改革特别是模拟电子技术课程教学改革起积极的推进作用。竞赛逐渐成为教学改革实践的载体,从而越来越被高校所重视,得到广大师生的认可和积极参与,且参与人数逐年增加。
通过武汉工业学院多年的电子竞赛经验可以看出,电子竞赛更注重学生实际动手能力的培养,这种竞赛与实验教学的效果相比,更能激发学生的创新精神。但是最初参加竞赛的学生实际动手能力并不好,比如有的学生拿到几个发光二极管,什么实验还没做就烧坏了,主要原因是相关元器件的使用说明书他们没有认真看,直接加电压结果是电流过大二极管都烧毁了。当然这些注意事项课堂上都讲过,但是学生的理论联系实际的能力欠缺,最有效的方法是在实践中学习模拟电子电路。实践是检验真理的唯一标准,通过设计实际的电路,学生能够认识到知识的重要性。所以说,全国电子竞赛和各省组织的省级电子竞赛是学好“模拟电子技术”基础的契机,也是高校教师教好“模拟电子技术”的契机。
借鉴电子竞赛的实施方法,通过一系列的实际训练,学生普遍较好地掌握简单电子系统设计基本方法的同时,了解元器件的基本知识,并进一步熟练各种基本仪器的使用,而且动手能力和相应的计算机应用能力得到明显提高。这种方法的实施效果明显,学生在训练中非常认真,而且特别投入,有一部分学生整天在实验室工作,几乎达到了废寝忘食的程度;更重要的是通过这一环节,学生真切地体会到电子技术的魅力,对电子技术课程的兴趣普遍增大,能够在课外主动思考用所学知识解决身边一些问题的方法,能够主动去做一些感兴趣的简单设计,能够积极地参加各类相关科技竞赛,同时又通过电子竞赛和参赛同学的积极反馈作用,更有效地提高了教学质量。在竞赛中,以学生为主,教师指导为辅,从而为培养创新型应用人才打下了坚实的基础。
六、结语
本文通过对“模拟电子技术基础”理论教学、实验教学、教学方式的分析和探讨,又根据电子竞赛的影响力和契机,提出了以学生为主,教师为辅的培养方式和教学改革方式。但是这样的教学改革并不是一朝一夕能够完成的,需要广大高校师生的全力配合。只有这样,才能在提高“模拟电子技术基础”教学质量的基础上,实现培养创新型应用人才的目标。
模拟电子技术基础
1、主讲教材的选取
经过多年的课程教学和对各大高校该门课程的调研,从中发现主要有两种教材使用率很高。其中一个是高等教育出版社出版由康华光主编的教材,另一本是是清华出版社出版的由童诗白主编的教材。康华光版的教材思路清晰,知识点的编排逻辑性强,课程内容易学易懂,而童诗白版的教材更侧重于基本概念的讲解,逻辑性强,知识点丰富,学生需要掌握的内容多,学生学起来较为吃力,所以一般选用康华光主编的教材。本校采用的也是这本教材,而将童诗白版的教材作为主要的参考资料,以增加学生的知识面。
2、主讲内容的取舍
所谓的模拟电路就是处理模拟电压和电流的电路,而由于现实生活中大多信号较为微弱,所以要进行信号的放大,这也是模拟电子技术课程的核心部分,同时放大电路的设计也是历年全国电子设计大赛必选题目之一,因此本课程的主讲内容自然非放大电路莫属。
放大电路主要有两种类型的电路构成,其一是由三极管、场效应管等分立元件组成的放大电路,主要分布在教材的第三和第四章;其二是由集成运算放大器所形成的放大电路,主要分布在第二和第七章。
除放大电路外,还有一个重要内容是直流稳压电源。因为既然称之为电路,必然有供电电源且大多数电源为直流电源,但是现实生活中由于发电厂的原因大多为交流电源,所以必然需要一种交流转为直流的电路,此电路就是直流稳压电源,主要分布在第三和第十章。
由此可知,主讲内容就是放大电路和直流稳压电源,且主要分布在第二、三、四、五、七和第十章。
3、教学方法的改进
确定好主讲内容,教学方法自然也要改进,不能从头讲到尾、面面俱到,而应该讲重点内容,从简单内容开始,减少复杂原理的讲解,提高学生的学习兴趣,总而言之是避难就易,使学生摆脱“魔电”的困扰。
这里主要提一下放大电路内容的教学方式。先介绍分立元件组成的放大电路,该部分由三个方面组成:三极管、场效应管的放大原理,两者组成的放大电路类型和放大电路的分析方法。其中三极管、场效应管的放大原理是难点,教师可以少讲,只需让学生知道只有这两种器件可以用于放大即可,避开难点,而放大类型是简单内容,学生易于掌握且为主要内容,最后一个是放大电路的分析方法,这也是学生学习模拟电子技术必须掌握的核心内容,同样采用避难就易的方式,重点讲解分析的步骤和技巧,而分析的步骤主要分为两大步,其一是直流状态下的静态分析,其二是交流状态下的动态分析过程。
至于集成运算放大器组成的放大电路更为重要,但其实它的分析非常简单,只需掌握虚短、虚断的分析方法即可。
所以,通过“避难就易”的教学方式,学生一般能克服对于“模电”的恐惧心理。
4、结束语
本文通过对于模拟电子技术课程主讲教材的选用、主讲内容的取舍和教学方法的改进等方面进行一定的分析和探索,找出了一条适合教学、学生易懂的教学方式,经过多年的实际应用,学生反映非常好,各位专家也是大为赞赏,值得各院校推广。
模拟电子技术基础
模拟电子技术基础总结,模拟电子技术是电气工程及其自动化等专业的学生必须掌握的一门技术,此课程在专业培养计划中具有举足轻重的的地位,少年子弟江湖老,如今,走上工作岗位的我们在工作中也许会接触到这些知识,下面就模拟电子技术中的重难点做一些说明。
一、放大电路基础作为本课程的基础,由于课程刚入门,概念较多,又要初步培养分析、计算能力,因此,必须放慢进度,保证足够的学时。
关于半导体的物理基础部分,因“物理”和“化学”两课中一般都已讲过,本课程不必重复,可从晶体的共价键结构讲起。
PN结是重点内容,要求用物理概念讲清PN结的单向导电性,三极管的电流分配及放大原理。
重点掌握二极管与三极管的特性和主要参数。
1、在放大器的三种基本组态(共射、共基、共集)中,应重点掌握共射和共集电路的组成和工作原理。
2、放大器的图解分析法,主要用来确定静态工作点和分析动态工作过程,不要求用它来计算放大倍数。
3、微变等效电路分析法是分析放大器的一个重要工具。
H参数的导出,等效电路的建立,受控电源的概念等要让学生牢固地掌握。
要使学生能用h参数等效路计算放在器的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻。
要通过各个教学环节,把上述分析工具应用达到熟练掌握的程度。
4、在放大器的工作点稳定电路的特性分析中,以射极偏置电路为主。
但对集电极——基极偏置电路,可以简单地介绍其稳定工作点的物理过程,也可以组织学生自学。
至于用密勒定理来分析此电路,可在习题课中介绍,或指导学生阅读。
密勒定理在电子电路的近似分析中有一定的实用价值,不仅在这里应用在 高频特性分析中,由于密勒效应而引出密勒电容一词。
在由集成运放组成的积分与微分电路中,也可用密勒定理来解释电路时间常数的扩大与缩小。
5、在介绍射极偏置电路之后,可以顺便引出恒流源,它作为一种电路组成单元,不仅在分立元件电路中常见,在模拟集成电路中使用更为普遍。
6、对于共集电极电路,除讲基本电路外,最好能介绍一下复合自举跟随器,复合管的概念,在功放及电源中要用到;自举的概念也常用于许多实际的电路。
二、场效应管放大器场效应管是一种单极型器件。
这部分内容可以重上讨话结型场效应管及其放大电路,绝缘栅型管及其放大电路可与型场效应管及其放大电路类比研究。
结型场效应管是以PN结为基础的场效应器件。
要熟悉它的简单结构和工作原理、特性曲线、主要参数和使用注意点。
对于场效应管放大器,主要讲清偏压电路及其交流放大实质(输入电压对输出电流的控制)。
由于器件特性的分散性,在分析表态工作点时,可偏重于公式 计算法。
在分析它的放大倍数等指标时,则用微变等效电路法。
三、频率特性与多级放大器
1、这部分内容,首先要明确研究放大器频率特性的实际背景,目的、意义,并讲清基本概念,使学生从物理概念理解隔直电容和射极旁路电容对电路低频特 性的影响,结电容(扩散电容和势垒电容的总称)和接线电容对电路高频特性的影响。
2、为了简明起见,可以通过RC高通和RC低通电路,讨论频率特性的近似分析方法——波特图法。
然后,把阻容耦合放大器简化为高通电路和低通电路来分析。
3、当讨论共射电路低频特性时,对低频特性的影响可由输出(发射极旁路电容在输出回路基本上不存在折算的问题、且发射极旁路电容一般远大于输出耦合电容,故发射极旁路电容在输出回路对低频特性的影响可忽略)、输入回路的时间常数确定(至于发射极旁路电容对低频特性的影响,可把发射极旁路电容折合到基极电路来处理,由输入回路的时间常数确定),若输入回路与输出回路决定的下限截止彼此相差在四倍以上,则将其中较大者作为放大器的下限频率。
4、讨论电路高频特性时,重点讨论混合∏型等效电路和三极管的高频参数。
5、单级放大器的瞬态特性可以不作要求。
6、RC耦合多级放大器主要计算其电压放大倍数,在计算过程中,要注意级间的相互影响,要让学生掌握一种重要关系,即前级的输出电阻就是后级信号源的内阻,而后级的输入电阻就是前级的负载。
对多级放大器的频率响应,能定性地了解级数愈多频带愈窄即可。
模拟电子技术基础的知识
模拟电子技术以晶体管、场效应管等电子器件为基础,以单元电路、集成电路的分析和设计为主导,研究各种不同电路的结构、工作原理、参数分析及应用。
一、模拟电子技术基础
1、模拟信号
我们将连续性的信号称为模拟信号,而将离散型的信号称为数字信号。
2、模拟电路
模拟电路是对模拟信号进行处理的电路,其最基本的处理是对信号的放大,含有功能和性能各异的放大电路。
二、模拟电子技术基础- -电子信息系统的组成
电子信息系统由信号的提取、信号的预处理、信号的加工和信号的驱动与执行四部分构成,如下图所示。
三、模拟电子技术基础
1、基本概念
导体:极易导电的物体;
绝缘体:几乎不导电的物体;
半导体:导电性介于导体和绝缘体之间的物质;
2、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
3、本征半导体
共价键:在硅和锗的结构中,每个原子与其相邻的原子之间形成共价键,共用一对价电子;
自由电子:由于热运动,具有足够能量而挣脱共价键束缚的价电子;
空穴:由于自由电子的产生,使得共价键中产生的空位置;
复合:自由电子与空穴相碰同时消失的现象;
载流子:运载电荷的粒子;
导电机理:在本征半导体中,电流包括两部分,一部分是自由电子移动产生的电流,另一部分是由空穴移动产生的电流,因此,本征半导体的导电能力取决于载流子的浓度。温度越高,载流子浓度越高,本征半导体导电能力越强。
四、课程特色:
以实际材料为例,迅速讲解相关知识,举例大量的实际电路知识,图示性强。能使人很清晰的看懂知识点。
第一章:直流稳压电源的制作与调试(第1-12课时)
第二章:分立元件放大电路分析与调试(第12-30课时)
第三章:集成运算放大器基础及负反馈电路(第31-37课时)
第四章:集成运算放大器的应用(第38-49课时)
第五章:功率放大电路(第50-58课时)
第六章:正弦波振荡电路(第59-63课时)
第七章:光电子器件及其应用(第64-68课时)
第八章:晶闸管及其应用电路(第69-76课时)
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