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模拟电子技术(MOOC)
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课程介绍

课程说明  

        课程介绍:

随着电子技术的不断发展,带动了人类技术进步。电子技术已经成为现代科学技术的一个重要组成部分,对许多学科领域起着重要的技术支撑与促进作用。根据处理信号类型的不同,电子技术分为“模拟电子技术”和“数字电子技术”。

模拟电子技术基础是电子技术方面入门性质的技术基础课,是计算机科学与技术、自动控制、生物医学工程及电力系统及自动化等许多专业的重要学科基础课。它以半导体二极管、半导体三极管和场效应管为关键电子器件,包括功率放大电路、运算放大电路、反馈放大电路、信号运算与处理电路、信号产生电路、电源稳压电路等研究方向。

      学习目标:

课程的任务是使学生获得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,为以后深入学习电子技术某些领域中的内容打好基础。

本课程的主要先修课程有高等数学、大学物理、电路原理。

     课程教学目标:

模拟电子技术课程是电气电子信息类专业必修的专业基础课。通过本课程的学习,使学生获得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、解决问题和实践应用的能力,为以后深入学习电子技术某些领域中的内容,以及电子技术在专业中的应用打好基础。

    适用对象:

课程作为基础技术课程适用以下电类学科:电气工程及其自动化;自动化;计算机科学与技术;电子科学与技术;通信工程;电子信息工程;生物医学工程;测控技术与仪器;电气工程与自动化;信息工程等

   教学内容简介:

课程的主要内容有:半导体二极管及其应用、晶体管及放大电路基础、场效应管及其放大电路、集成运算放大器、反馈和负反馈放大电路、信号运算电路、信号检测与处理电路、信号发生器、功率放大器、直流稳压电源等

    学时数:

  总学时为64学时/16周。

   先修知识

“高等数学”、“大学物理”和“电路原理”。

      成绩评定

本课程的学习环节包括:观看视频课件、课后作业、阶段测验、课程讨论、和期末考试等。

课程成绩由四个部分构成,作业占30%,在线学习时长答疑、讨论占10%,课程考试占60% 。

  课程教学大纲:

0、绪论

0.1什么是电子技术        0.2本课程的性质、任务和重点内容          0.3本课程的特点和学习方法

本章自测       第0章作业

1、半导体二极管

1.1 PN  结    1.2半导体二极管    1.3半导体二极管的应用        1.4 特种二极管
本章自测    第1章作业

2、晶体管及放大电路基础

2.1晶体管        2.2 共射极放大电路的组成和工作原理          2.3 放大电路的静态分析

2.4 放大电路的动态分析            2.5 含负反馈的静态工作点稳定电路

2.6  共集电极放大电路和共基极放大电路        2.7 多级放大电路       2.8 放大电路的频率特性

本章自测            第2章作业

3. 场效应管及其放大电路

3.1 结型场效应管         3.2 绝缘栅型场效应管

3.3 场效应管的主要电参数及小信号模型        3.4 场效应管放大电路

本章自测         第3章作业

阶段测试一

4. 集成运算放大器

4.1 集成运放概述     4.2 双极型集成运放      4.3运放主要参数及简化低频等效电路

本章自测        第4章作业

5.反馈及负反馈放大电路

5.1 反馈的基本概念及类型                   5.2 负反馈对放大电路性能的影响

5.3 负反馈放大电路的分析及近似计算       5.4 负反馈放大电路的自激振荡及消除

本章自测         第5章作业

6.集成运放组成的运算电路

6.1 基本运算电路               6.2 对数和反对数运算电路

6.3. 模拟乘法器及其应用            6.4 集成运放使用中的几个问题

阶段测试二

7.  信号检测与处理电路

7.1 电子系统概述         7.2 信号检测系统中的放大电路

7.3 有源滤波器            7.4 心电检测电路

7.5 电压比较器

本章自测            第7章作业

8.  信号发生器

8.1 正弦波信号发生器           8.2 非正弦信号发生器

本章自测           第8章作业

9.  功率放大电路

9.1功率放大电路的特点及分类       9.2.互补推挽功率放大电路       9.3. 功率放大电路例题

本章自测            第9章作业

10.  直流稳压电源

10.1直流稳压电源概述               10.2.单相整流及电容滤波电路

10.3串联反馈型线性稳压电路        10.4集成三端稳压器        10.5 直流稳压电源例题

本章自测           第10章作业

阶段测试

   教学日历(学习计划,建议时长)

 

周次

学习内容

学时

1

0.1什么是电子技术

0.2本课程的性质、任务和重点内容

0.3本课程的特点和学习方法

1.1 PN结。

1.2半导体二极管

4

2

1.3半导体二极管的应用 

1.4 特种二极管

2.1 晶体管

4

3

2.2共射极放大电路的组成和工作原理

2.3放大电路的静态分析

4

4

2.4放大电路的动态分析(Ⅰ)

4

5

2.4放大电路的动态分析(Ⅱ)

2.5含负反馈的静态工作点稳定电路

4

6

2.6共集电极放大电路和共基极放大电路

2.7 多级放大电路

4

7

2.8 放大电路的频率特性

3.1结型场效应管

3.2 绝缘栅型场效应管

4

8

3.3 场效应管的主要电参数及小信号模型

3.4 场效应管放大电路

4

9

4.1 集成运放概述

4.2 双极型集成运放(Ⅰ)

4

10

4.2双极型集成运放(Ⅱ)

4.3运放主要参数及简化低频等效电路

5.1 反馈的基本概念及类型

4

11

5.2 负反馈对放大电路性能的影响

5.3负反馈放大电路的分析及近似计算

5.4负反馈放大电路的自激振荡及消除

4

12

6.1 基本运算电路

6.2 对数和反对数运算电路

6.3 模拟乘法器及其应用

6.4 集成运放使用中的几个问题

4

13

7.1 电子系统概述

7.2 信号检测系统中的放大电路

7.3 有源滤波器

7.4 心电检测电路

4

14

7.5 电压比较器

8.1 正弦波信号发生器

4

15

8.2 非正弦信号发生器

9.1功率放大电路的特点及分类

9.2.互补推挽功率放大电路

4

16

9.3. 功率放大电路例题

10.1直流稳压电源概述

10.2.单相整流及电容滤波电路

10.3串联反馈型线性稳压电路

10.4集成三端稳压器

10.5 直流稳压电源例题

4

      参考教材:

  1. 《模拟电子技术基础(第2版)》,杨拴科 赵进全,高等教育出版社, 2010.11
  2. 《模拟电子技术基础(第2版)》,孙肖子,西安电子科技大学出版社,2014.8
  3. 《模拟电子技术基础(第5版)》,童诗白,华成英,2015.7 

   教师团队:

主讲教师:徐正红 

个人简介:西安交通大学电气工程学院副教授,硕士研究生导师。多年担任本科生“模拟电子技术”及“电子技术实验”课程的教学工作,曾多次被评为“电气工程学院优秀教师”。2004~2011年曾三次参加我校“教师授课比赛”并分别获得一等奖、二等奖及三等奖。参编并出版本科生及研究生教材3套,参与翻译学术专著1套,其中的两本教材曾分别获得“西安交通大学优秀教材奖”二等奖。参加“模拟电子技术精品课程”建设,该课程曾获得校级(2004年)及省级(2006年)大奖,并在2009年获得国家级网络精品课程。出版学术专著3部,发表论文二十多篇。主参加国家级级课题4项,主持省级课题2项,主持市级、校级及横向课题课题4项,授权发明专利1项。

团队成员:赵进全 教授

西安交通大学教学名师,电气学院教授,模拟电子技术基础课程负责人,责任教授。模拟电子技术课程国家资源共享精品课程、国家精品在线课程负责人。主要从事模拟及数字电子技术基础、电路等课程的本科生教学,以及同塔多回输电线路电磁特性等的科研工作。主持国家级教改项目3项,主编教材8本,主持科研项目10余项,发表教学科研论文70余篇

“模拟电子技术”课程组成员还包括西安交通大学电气工程学院拥有资深教学经历的教授和讲师,可以充分利用学院资源和教学中心的各种有利条件,丰富授课内容和方式。徐正红副教授承担课程的教学设计和视频录制。 

课程学习方法  

     学习形式:

在线自学所有课程章节,包括观看课程视频、完成课后自测题和作业题、通过阶段测验、参加课程讨论、和通过期末考试。 

     学习指导(导学):

1、注重物理概念

电子电路包含的器件多是非线性的,,无法精确的分析和计算。需要通过物理特性的描述来讨论和解决问题,需要注重物理概念。定性分析,简化方法的定量计算是解决非线性问题的常用方法。

2、采用工程观点

电子电路的分析和设计往往与工程背景相关,遇到很多实际问题,难以精确的分析计算。电子器件与元件参数都具有分散性,且参数受到环境温度等因素的影响而偏离设计值。以此,需要采用工程估算的方法。工程上只要合理的估算结果产生误差不超过10%,可以简化很多问题,得到清晰的、定性的感念和结论。并利用这些感念和结论进一步指导电路及系统设计。

3、重视实验技术

仅有书本的理论知识,缺乏实践将无法真正掌握电子技术。因此,学生们需要重视实验。通过电路调试,发现和解决问题,才能融会贯通地学习好课程。

 见问题:

1. 学习“电子技术基础”课程有什么意义?

“电子技术“课程是高等教育学校电类专业在电子技术方面入门性质的基础技术课。课程的任务是使学生获得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,为以后深入学习电子技术某些领域中的内容打好基础。根据处理信号的类型不同,“电子技术”课程分为“模拟电子技术”和“数字电子技术”两个部分,学习顺序应该是“模拟电子技术基础”先于“数字电子技术”。

(1)、学习电子技术课程可为后续专业课程的学习奠定基础

自从上世纪六十年代晶体管发明以来,人类社会就进入了以电子技术发展应用为标志的信息化与智能化时代,电子技术在社会生产和生活中获得了广泛的应用。例如对非电量的测量与控制,生产机械设备的智能控制,智能交通网络的实现,能源转换与高效利用等都离不开电子系统,因此电子技术不仅是电气信息类专业的基础,也是非电类工科专业的基础,对非电类的科学与技术领域起着重要的技术支撑与促进作用,学好电子技术基础课程是后续专业课程学习的需要。

(2)、学习电子技术课程可以提高个人能力

电子技术是一门基础知识,不论社会如何进步,时代如何发展,基础是不会被淘汰的;先进的科技,离不开坚实的基础。在98%的行业与电子技术密切相关的今天,掌握电子技术就意味着在事业上占得了先机,具有更大的发展和上升空间,可以取得骄人的成绩。所以不论你现在和将来是否会从事电子行业,为了提高个人工作能力,都需要学习电子技术。

(3)、学习电子技术可以提高生活品味和个人素质

即使不从事与电子技术相关的工作,作为一个现代人,也需要学一点电子技术知识。家电、音响、计算机、互联网、手机等电子产品等都与电子技术的发展相关,掌握了电子技术基础知识就能对这些现代化的电子产品使用得心应手,充分发挥产品的潜能,提高生活品质。

多学点技术,就可以了解别人做的事,不会被一些所谓的“高新技术”所蒙骗,防止上当受骗。

学习电子技术还会给学习者带来乐趣。当学习者成功设计或者制作出一个电路后,乐趣自然而生,喜悦之情有益于身心健康。学习是低廉实惠、最有意义的娱乐活动,远远胜过打牌、打麻将、打游戏等娱乐活动。

2.如何才能学好“模拟电子技术基础”课程?

(1) 要树立信心,培养兴趣

要学好电子技术基础课程,首先要树立能学好的信心。世上无难事,只怕有心人,只要用心去学,就一定能学好。

爱因斯坦说过:“兴趣是最好的老师”。这就是说人一旦对某事物有了浓厚的兴趣,就会主动去求知、去探索、去实践,并在求知、探索、实践中产生愉快的情绪和体验。所以为了学好电子技术,光有信心不行,还必须培养对这门课程的兴趣,只有这样才能变被动学习为主动学习,才能学好电子技术基础。

(2) 要掌握好的学习方法

信心和兴趣固然重要,但良好的学习方法更能起到事半功倍的效果。根据网络学习的特点,首先要认真的观看教学视频,然后再阅读教材,对于阅读教材过程中没有理解的内容再回头观看教学视频,如此可反复多次,直到把教材内容理解了为止。在对教学内容基本掌握后就可以做课后练习题。在做题过程中如果发现有问题还是没有理解,可再观看教学视频。对于学习中自己不能解决的问题可通过网络平台与同学或与教师进行讨论。一定要按照教学进度计划完成学习任务,不能拖延教学进度,也不可积攒问题。

上面所讲的学习方法只是根据课程特点给出的一般性建议,事实上学习方法因人而异,每个人应根据各自的时间、知识基础和学习条件总结出适合自己的学习方法。总之,没有刻苦的学习态度,以及与自身条件相适应的学习方法,不脚踏实地的下一番苦功夫,是学不好电子技术基础课程的。

(3) 要理论联系实际

在学习过程中要理论联系实际,举一反三,触类旁通。要重视实验,由于网络教育的特点,实验只能在学习中心完成,要积极参加学习中心的实验教学环节。

3.学习“模拟电子技术基础”课程应注意哪些问题?

课程内容比较庞杂,技术术语多、基本概念及基本电路比较多,课程难点又多集中在前几章,使得初学者有“入门难”的感受。解决这一难题的法宝是基本难念要清晰,这样才能正确理解和运用基本原理及电路分析方法。熟练掌握好前几章内容后,学习者会发现后面的章节多是电子技术应用电路分析,不再有复杂的概念和理论,学习起来会感觉越来越轻松。

在学习过程中,需要注意以下三个问题:

(1) 管为路用

对于元器件,应把学习的重点放在特性曲线、参数、技术指标和正确使用方法上,对其内部机理只需了解,不必深究。学习器件的目的是为应用电路服务。

(2) 非线性问题的线性化

半导体三极管和场效应管是非线性元件,由它们构成的放大电路严格讲是非线性电路,对非线性电路的分析要比线性电路复杂得多。为了简化分析,常将三极管、场效应管等非线性器件在局部线性化后进行近似分析计算,要重点掌握这种近似的条件和分析方法,而不必过分重视计算结果的精度。

(3)掌握数字集成电路的电路符号和功能表,对其内部电路不需要了解。  

 拓展资源:

 

1.  电子技术

http://baike.sogou.com/v7654687.htm?fromTitle=%E7%94%B5%E5%AD%90%E6%8A%80%E6%9C%AF

2.  集成电路的加工过程

“从沙粒到芯片,原来CPU制造工序过程是这样的” http://v.qq.com/boke/page/o/0/w/o01517y658w.html

3.  电子工程师社区  http://www.elecfans.com/

4.电子工程网 http://ee.ofweek.com/

5. “晶体管是怎样制造出来的?”

http://wenku.baidu.com/link?url=SS8UjTdbBSVqbpeZwIpdWKq1ENF2KVt5dJ7Ww7Bl2G_iODkiXl9JJ1QuRZcaUQTJvvqmkVrXYE6EWyeCmyoaHZOoO1f7qkMEbJrdhReGtPO

6. 最新晶体管制造工艺技术前瞻

http://wenku.baidu.com/view/c8aa24cfa1c7aa00b52acbd3.html?re=view

7. 集成运放的基础知识 http://wenku.baidu.com/view/676c2e35f111f18583d05ad2.html

8. 集成运算放大器的电路结构及特点 

http://www.21ic.com/jichuzhishi/analog/operation-amp/2012-11-09/150898.html