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模拟电子技术课程教学规范

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《模拟电子技术》课程教学规范学时数:52学时                          学分数:3.5授课对象:应用物理专业;物理学专业第一部分  教学基本要求一、 课程的性质与任务本课程是应用物理学、物理学、自动控制类专业的一门关于模拟电子技术方面入门性质的技术基础课,它具有自身的体系,是实践性很强的课程。本课程的任务是使学生获得模拟电子技术方面的基本理论、基本知识和基本技能,培养学生分析问题和解决问题的能力,为以后深入学习模拟电子技术的某些领域,以及为模拟电子技术在专业中的应用打下基础。二、 课程基本要求通过本课程的各教学环节,在模拟电子技术的基本理论、基本知识和基本技能方面,应达到以下要求:   (一) 器件:      本着管为路用,分立为基础,集成为重点的原则,熟练掌握常用器件的外特性和主要参数,并能合理选择和正确使用。了解集成运放的结构与工作原理,掌握其主要性能和使用方法。  (二)电路:      1)掌握共射、共集、差动、基本运算电路的组成原理,性能和运用。      2)熟悉放大电路中的负反馈,振荡电路中的正反馈,掌握负反馈的基本方式及其对放大器性能的影响。      3) 熟悉功率放大电路、RC正弦波振荡电路、直流稳压电源的组成,工作原理和应用。  (三)分析方法:      1)掌握微变等效电路分析法,能正确计算静态工作点,电压放大倍数,输入输出电阻等指标。      2)掌握图解分析法,能正确分析Q点位置对波形失真的影响,确定合理的工作点。      3)熟练掌握含运算放大器的电路的基本分析方法。  (四)基本技能:1)能正确使用常见仪器,如示波器、毫伏表、信号源、万用表等。2)掌握基本测试技能,熟悉基本单元电路主要指标的测试方法与测试步骤,有初步检测故障的能力。3)具备查阅手册的初步能力。4)初步掌握阅读和分析电子电路电原理图的一般方法。5)进一步提高书写实验报告的能力。说明:基本要求从高到低按熟练掌握、掌握、初步掌握、熟悉、了解进行区分三、 本课程与其它课程的联系和分工:本课程的先修课程是高等数学、普通物理、电路分析基础。本课程至少应在电路分析基础学完之后开设。通过电路分析基础等课程的学习,学生应对电路元件、交流、直流、参考正方向、等效、受控源等概念有一个明确的认识,对网络定理(如克希霍夫定理、戴维南定理、迭加定理等)、双口网络、线性交流电路等具有一定的基础。本课程的后续课程不同的专业有反馈控制理论、半导体变流技术、检测仪表、传感器与信号转换技术、工厂电器控制设备等,教学中应注意后续课程同本课程的衔接,避免脱节或不必要的重复,如本课程中的有关晶闸管、频率特性及负反馈电路的稳定性等内容受教学学时的限定可不讲。课内外学时比例1:1.5主要教学参考书: 华成英、童诗白.模拟电子技术基础(第三版).北京:高等教育出版社,2001年1月第二部分  教学大纲第一部分  内容提要及学时安排  绪论                         1学时一、内容提要   模拟电子技术概况      课程性质、任务、内容、要求、学习方法二、学时安排      1学时第一章  常用半导体器件               6学时一、内容提要1. 1 半导体基础知识物质的导电性能,导体、半导体和绝缘体。半导体的共价键结构。 本征半导体,载流子的形成——激发与复合的概念。电子和空穴,空穴导电的特点。杂质半导体:P型半导体,N型半导体。多数载流子与少数载流子。  半导体中载流子的漂移运动和扩散运动。1. 2 半导体二极管     PN结的形成及耗尽层的建立,PN结的单向导电性。半导体二极管:结构、伏安特性、温度对特性的影响、主要参数及使用注意点。1.3  双极型三极管     结构,电流分配与放大原理,共基极与共射极连接方式。三极管的共射输入和输出特性曲线、温度对特性的影响、三极管的三个工作区域、主要参数及使用注意点。1.4 场效应三极管  N沟道结型和绝缘栅型(增强型与耗尽型)场效应三极管的结构、工作原理、共源特性曲线、工作区域、主要参数及使用注意点二、学时安排1.1   1学时1.2   1学时1.3   2.5学时1.4   1.5学时第二章 基本放大电路                   10学时一、 内容提要2.1 放大的概念和放大电路的主要技术指标放大的概念;放大电路的主要技术指标:放大倍数A、输入电阻RI、输出电RO、最大不失真输出幅度Uom等2.2 基本共射放大电路的工作原理基本共射放大电路的组成及各元器件的作用、Q点设置的必要性、基本共射放大电路的工作原理及波形分析、放大电路的组成原则;2.3 放大电路的分析方法   1、直流通路与交流通路、静态与动态;   2、图解分析法:(1)、静态分析:直流负载线、Q点的确定;(2)元器件参数对Q点位置的影响;(3)动态分析:UI与UO的波形及相位关系、电压放大倍数、交流负载线与最大不失真输出幅度、Q点位置对波形矢真的影响;3、微变等效电路分析法:(1)、微变等效电路分析法的基本思想、H参数及其减化等效电路、H参数的物理意义及其确定方法;双极型三极管的物理模型及其减化微变等效电路;(2)、用减化微变等效电路分析放大电路的AU、、RI、 R0的概念与计算;4、两种分析方法的比较及应用范围;    2.4 放大电路的静态工作点稳定   温度对放大电路的静态工作点的影响;稳定放大电路的静态工作点的思路;典型静态工作点稳定电路的组成、工作原理、分析计算; 2.5 晶体三极管单管放大电路的三种基本接法基本共集电路和基本共基电路的组成、工作原理、分析计算及其工作特点;三种基本接法的性能比较及应用范围;2.6 FET放大电路FET放大电路的静态Q点设置与分析、gm的确定;FET的等效电路与FET放大电路的分析计算;FET放大电路的特点;二、 学时安排2.1      1学时2.2      1学时2.3      4学时2.4      1学时2.5      1学时        2.6       2学时    第三章   多级放大器                  4学时        一 、内容提要3.1 多级放大电路的耦合方式耦合的概念、要求;直接耦合与阻容耦合的特点及其Q点的设置,适用范围3.2多级放大电路的动态分析放大电路级连的影响;多级放大电路的电压放大倍数、输入输出电阻的分析计算3.3 直接耦合放大电路(1) 直接耦合放大电路的零点漂移现象及其产生的原因和危害与解决的零点漂移思路(2) 差分放大电路:差分放大电路的组成特点及其克服零点漂移的原理;差模与共模的概念、长尾式差分放大电路的工作原理、差模与共模放大倍数、共模抑制比、差分放大电路的四重连接方式与不平衡输入、差分放大电路的失调及失调补偿改进型差分放大电路二、 学时安排3.1       1学时3.2       1学时3.3       4学时 第四章   集成运算放大电路           2学时一、内容提要4.1  集成运算放大电路概述           集成运算放大电路的组成特点、及其各部份的作用;集成运算放大电路的传输特性4.4成运放的特性指标及低频等效电路集成运放的主要技术指标;集成运放的低频等效电路        4.5  集成运算放大电路的种类及选择            集成运放的发展概况、种类、集成运放的选择原则二、学时安排4.1       0.5 学时4.4       1 学时4.5       0.5学时第六章  放大电路中的反馈         7学时一、内容提要6.1 反馈的基本概念及判断方法反馈的概念、分类、反馈极性的判断—瞬时极性法6.2 负反馈放大电路的四种基本组态负反馈放大电路的方框图、电流反馈与电压反馈、串联反馈与并联反馈、反馈组态的判断6.3 负反馈放大电路的方块图及一般表达式负反馈放大电路的单线方块图及闭环增益方程6.4深负反馈放大电路放大倍数的分析深负反馈的条件、特点;深负反馈放大电路闭环放大倍数的分析(AF=1/F、XI=XF)6.5负反馈对放大电路性能的影响对放大倍数、输入输出电阻、通频带宽度、非线性失真的影响;引入负反馈的原则二、 学时安排6.1        2学时6.2        2学时6.3        1学时6.4        2学时6.5        2学时       第七章  信号运算电路                  4学时一、 内容提要7.1概述电子信息系统的组成、运放的理想特性、虚短路和虚断路的概念7.2基本运算电路比例运算、求和运算、积分与微分运算、对数与指数运算、集成运放性能指标对运算误差的影响7.3模拟乘发器及其在运算电路中的应用模拟乘发器、模拟乘发器在运算电路中的应用7.4有源滤波电路滤波的概念、低通滤波电路、其它滤波电路二、 学时安排7.1           0.5学时7.2            2.5学时7.3            1学时7.4            2学时第八章 波形发生和信号的转换       8学时一、内容提要8.1正弦波振荡电路产生正弦波振荡的条件、正弦波振荡电路的分类及判断电路能否产生振荡的方法;串并联RC网络的频率特性、串并联RC网络正弦波振荡电路的组成、工作原理、起振条件及振荡频率的估算;并联LC网络的阻抗频率特性、LC正弦波振荡电路的组成、工作原理、振荡频率的估算;石英晶体正弦波振荡电路8.2电压比较器临界条件与比较电平、电压比较器的传输特性、简单电压比较器、迟滞(滞回)比较器、窗口比较器8.3非正弦波发生电路非正弦波发生电路的分析方法;矩形波发生电路的组成、工作原理、振荡周期的估算;三角波与锯齿波发生电路;波形变换电路二、学时安排8.1        4学时8.2        1学时8.3        3学时第九章 功率放大电路                 2学时一、 内容提要9.1功率放大电路概述功率放大电路的主要技术指标、特点及分析方法;9.2互补功率放大电路OCL电路的组成、输出功率及效率、功放管的选择二、 学时安排9.1          0.5学时9.2          1.5学时第十章 直流电源                  5学时一、 内容提要10.1直流电源的组成及各部份的作用10.2单相小功率整流电路整流电路的基本参数及分析方法;单相半波、全波及桥式整流电路的组成,输出电压平均值的估算与整流元件的选择10.3滤波电路电容滤波电路的组成、特点及输出电压平均值的估算;倍压整流电路10.4稳压二极管稳压电路稳压二极管稳压电路的组成及工作原理、限流电阻的选择10.5串联型稳压电路组成与工作原理、三端集成稳压器的应用二、 学时安排10.1           1学时10.2           1学时10.3           1学时10.4           1学时10.5           1学时说明:复习另安排3个学时第三部分  课程的重点、难点及处理方法第一章 常用半导体器件    本章为课程的难点但是非重点,应本着管为路用的原则讲清楚器件的外特性重点:器件的伏安特性及主要参数器件的伏安特性(集成电路则是端口特性)是构成电子线路的中心内容,也是本课程的基础,要讲清楚它们的物理意义;主要参数要讲清楚它们的物理意义和定义之外还应讲清楚定的条件的物理意义,如交流短路电流放大系数β的定义中交流短路的含义;难点:半导体器件内部的物理过程应按管为路用的原则,讲清物理概念,能有助于理解器件外部性能即可;第二章 基本放大电路    本章为课程的基础,重点在概念和与电分相关知识的连联系重点:放大、动态、静态的概念;放大电路的组成和基本分析方法;共射与共集电路;本课程的重点在于基本电路的分析与应用。由于集成电路是在分立元件的基础上发展起来的,而且分立元件电路的组成和基本分析方法有利于概念的建立,故其仍应占有一定的比重。难点:放大电路的分析方法与前修课程特别是电路分析基础的联系与差别;本课程采用工程分析法,分析的对象的实质是非线性的故以受控源为主;交直流共存于同一电路文字符号多,电路花样多。学生思维方式的转换与适应是学好本课程的难点之第三章 多级放大电路   本章的地位与第二章相同    重点:直接耦合电路Q点的设置方案、放大电路级联的影响;差分电路的结构特点、克服零点漂移的原理、差模信号共模信号和共模抑止比;直接耦合电路和差分电路是自动控制专业使用较多的单元电路之一,温漂、失调、差模共模等概念对信号处理有着重要的意义而差分电路的静态和动态分析是从差分电路的结构与性能特点出发的;放大电路级联的影响是联系单级与多级放大电路技术指标的纽带;    难点:温漂、失调、差模、共模等概念、差分电路的相位关系;多级放大电路技术指标的分析计算;    温漂(含零漂)与失调、差模与共模在概念与处理方法的差别第四章 集成运算放大电路    本章为运放应用打基础重点:通用型集成运放的外特性及其线性与非线性工作区域;通用型集成运放的常用指标难点:正确理解理想运放的特性第六章  放大电路中的反馈        本章既是课程的重点又是难点,学完本章后应做到会看、会引、会算重点:反馈的概念、反馈极性与组态的判断、深负反馈放大电路闭环放大倍数的分析、会按要求引入合适组态的反馈难点:反馈的概念、基本放大器与反馈网络的区分、反馈极性与组态的判断、按要求引入合适组态的反馈;对前面各章基本概念、基本知识、基本分析方法的掌握,如放大器的输入、输出回路,差动放大器的输入、输出信号的相位关系等第七章 信号的运算和处理本章中的基本运算电路及其分析方法亦是课程的重点重点:掌握虚短和虚断的概念分析各种运算电路输入电压与输出电压的运算关系;掌握比例、求和、积分电路的工作原理与分析方法;滤波的概念、各种滤波电路的适用范围及其幅频特性的定性分析难点:运算电路与滤波电路的的区分;有源滤波电路的的分析第八章 波形的发生和信号的转换重点:正弦波振荡的条件、正弦波振荡电路的组成、能产生正弦波振荡可能性的判断方法;文氏电桥正弦波振荡电路的组成、起振条件及其振荡频率的估算;LC、石英晶体振荡电路的组成及适用范围;各种比较器的特点及用途、电压比较器传输特性的分析方法;波形变换电路的工作原理、电路结构难点:电路具有一定的综合性,往往含有多种基本单元电路,故对前修各章的知识一定要注重第九章 功率放大电路重点: 功率放大电路的组成、特点、分析方法;OCL功率放大电路的分析难点:功率放大电路的组成原则、主要参数、分析方法第十章 直流电源    重点:直流电源的组成及各部份的作用;单相整流电路的分析估算;电容滤波电路的分析估算;稳压二极管稳压电路的分析及限流电阻的选择;三端集成稳压器的应用第三部分   作业次数 类型 要求 作业量 批改要求   在本课程学习过程中必须布置一定量的习题,从而巩固课堂知识和培养学生独立思考的能力。习题可分为必作题和选作题,一般必作题总共50个左右,选作题20个左右。一、 作业要求1、 每次上课布置作业。下一次上课前交作业,防止缺交或迟交。2、 作业做在作业本上,用钢笔、园珠笔按一定规格书写、字迹清晰,防止漏题不做。3、 教师每次登记作业情况,期末讲算作业成绩,按A、B、C、D四级计分。二、 批改要求教师至少批改作业三分之一。三、考核办法考试采用闭卷方式,其中主要考查基本内容。考试内容中要体现实验内容,一般占10%左右。学生最后成绩由两部份组成,一部份为考试的试卷成绩,占70%,一部份是平时成绩,包含作业、实验和课程设计(一周)的情况,占30%。第四部分  实现教学目标的措施、办法一、《模拟电子技术基础》课程的主讲教师应是取得高等学校教师任职资格并受学院聘任的教师,并具备讲师以上的职称。第一次担任《模拟电子技术基础》课程主讲的教师,上课前必须担任过该课程的辅导环节并经过不少于三次的试讲(至少一次是指定内容,每次试讲时间不少于两小节),经领导批准后方可担任。二、《模拟电子技术基础》课程的主讲教师应按模拟电子技术基础教学基本要求和教学大纲规定的要求内容与学时安排教学。三、 主讲教师上课前必须认真备课并写出教案,所写教案应留存以备教研室检查。四、 每周按规定的时间与地点进行答疑、辅导。五、 每学期中由教研室安排教师进行教学检查,包括课堂纪律、教风、学风、学生作业及辅导情况,考查、考试分析。

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