河北师范大学

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课程概述

模拟电子技术基础是一门研究电子器件及其应用的科学技术,主要是围绕着各种半导体器件及其电路展开研究的。其中,半导体器件主要讲解了二极管、双极型三极管、场效应管和集成电路;所涉及的电路有基本放大电路,多级放大电路与的频率响应,功率放大电路,集成运算放大电路,放大电路中的反馈,信号的运算与处理,信号产生电路,直流电源等内容。

本课程在国内电类课程中率先完成了数字化资源和同步教材的慕课建设。其中,数字化资源于201591日在中国大学MOOC发布,通过100个教学微视频再现教学精华;同步教材于201610月在高等教育出版社出版,实现了教材内容与100个教学微视频的一对一。同时在中国大学MOOC平台上,为学习者提供了教学PTT、随堂测验、单元测验与作业、讨论题和网上答疑等互动学习体验环节。相信学习者通过百集模电视频、同步慕课教材、学习体验平台位一体的学习套餐,会逐步适应和喜欢本课程的。


                      

证书要求

     《模电》MOOC课程评分标准:平时成绩占50%(包括:单元测验30%,单元作业10%,单元讨论10%),期末考试成绩占50%按百分制计分,60分至84分者将获得合格证书;85分及高于85分者将获得优秀证书。


预备知识

   高等数学   电路分析


授课大纲

1 半导体二极管及其基本电路(第1周)

1.1 半导体的基础知识

1.1.1 半导体和本征半导体;1.1.2 杂质半导体

1.2 PN结及其特性

1.2.1 PN结的形成及其单向导电性;1.2.2 PN结的伏安特性和电容效应

1.3 半导体二极管

1.3.1 认识二极管;1.3.2 二极管的特性及主要参数

1.4 非线性电路的分析方法

1.5 特殊二极管

2 双极型晶体管及其基本放大电路(第2-3周)

2.1 晶体管及其特性

2.1.1 认识晶体管;2.1.2 放大状态下晶体管内部载流子的传输过程;2.1.3 晶体管的电流分配关系

2.1.4 晶体管的共射特性曲线;2.1.5 晶体管的主要参数与温度对特性曲线的影响

2.2 放大电路的主要性能指标及组成原则

2.2.1 放大电路的主要性能指标2.2.2 基本放大电路的组成原则

2.3 放大电路的特点

2.4 放大电路的图解分析法

2.4.1 放大电路的静态分析;2.4.2 放大电路的动态分析;2.4.3 放大电路的非线性失真

2.5 放大电路的等效电路法

2.5.1 固定偏置共射电路的静态分析;2.5.2 晶体管H参数等效模型;

2.5.3 固定偏置共射电路的动态分析

2.6 工作点稳定共射放大电路

2.6.1 分压式共射放大电路的形成;2.6.2 分压式共射放大电路的等效电路法

2.7 共集基本放大电路

2.8 共基基本放大电路

3 场效应管及其基本放大电路(第4周)

3.1 场效应管的类型与结型场效应管

3.1.1 场效应管简介/认识结型场效应管;3.1.2 N沟道结型场效应管的工作原理;

3.1.3 N沟道结型场效应管的特性曲线

3.2 绝缘栅型场效应管

3.2.1 认识绝缘栅型场效应管3.2.2 N沟道MOS管的工作原理;3.2.3 N沟道MOS管的特性曲线

3.3 各种场效应管的特性比较

3.4 场效应管的主要参数及小信号等效模型

3.5 共源基本放大电路

3.5.1 自偏压式共源放大电路;3.5.2 分压式共源放大电路

3.6 共漏基本放大电路

4 多级放大电路与频率响应(第5周)

4.1 多级放大电路

4.1.1 多级放大电路的级间耦合方式;4.1.2 多级放大电路的组成与分析方法

4.2 集成运放的组成框图与电路符号

4.3 放大电路的频率响应

4.3.1 频率响应的基本概念;4.3.2 一阶RC电路的频率响应

4.4 晶体管高频小信号等效模型

4.5 固定偏置共射放大电路的频率响应

4.5.1 表达式分析;4.5.2 波特图分析

4.6 分压式静态工作点稳定共射放大电路的频率响应

4.7 直耦共射电路和多级放大电路的频率响应

阶段性知识回顾 1-4章知识小结

5 放大电路中的反馈(第6周)

5.1 反馈的基本概念

5.1.1 反馈概念的建立;5.1.2 反馈极性及其判断

5.2 交流负反馈放大电路的四种组态

5.3 负反馈对放大电路性能的影响

5.3.1 负反馈对放大电路性能的改善;5.3.2 正确引入负反馈的一般原则

5.4 深度负反馈放大电路的分析方法

5.5 负反馈放大电路的稳定问题

6 功率放大电路(第7周)

6.1 功率放大电路的要求与分类

6.2 OCL互补对称功率放大电路

6.2.1 双电源功率放大电路的形成;6.2.2 双电源功率放大电路主要参数的估算

6.3 OTL互补对称功率放大电路

6.4 复合管及其准互补对称功率放大电路

6.5 其他类型的功率放大电路

7 集成运算放大电路(第8周)

7.1 集成运放的电路特点

7.2 集成电路中的电流源电路

7.3 基本差动放大电路及其特征

7.4 长尾式差动放大电路

7.4.1 长尾式差放电路的形成与静态分析;7.4.2 长尾差放的差模动态分析;

7.4.3 长尾差放的共模动态分析

7.5 恒流源式差动放大电路

7.6 其他类型的差动放大电路

7.7 集成运算放大电路简介

7.7.1 集成运放F007的电路分析;7.7.2 集成运放的特性与选用

阶段性知识回顾 5-7章知识小结

8 集成运算放大电路的基本应用(第9-10周)

8.1 理想集成运放的分析方法

8.2 比例运算电路

8.3 加法与减法运算电路

8.4 积分与微分运算电路

8.5 对数与指数(反对数)运算电路

8.6 模拟乘法电路及其应用

8.7 有源滤波电路

8.7.1 滤波电路概述;8.7.2 一阶低通有源滤波电路;

8.7.3 二阶低通有源滤波电路;8.7.4 其他形式的有源滤波电路

8.8电压比较器

8.8.1 单限比较器;8.8.2 滞回比较器;8.8.3 窗口与集成电压比较器

9 信号发生电路(第11周)

9.1 正弦波振荡电路的基本概念

9.2 RC正弦波振荡电路

9.3 LC正弦波振荡电路

9.3.1 LC并联谐振回路;9.3.2 变压器反馈式LC振荡电路;

9.3.3 三点式振荡电路的组成原则与电感三点式振荡电路;9.3.4 电容三点式振荡电路

9.4 石英晶体正弦波振荡电路

9.5 非正弦波发生电路

9.5.1 基本概念;9.5.2 方波和矩形波发生电路;9.5.3 三角波和锯齿波发生电路

10 直流电源(第12周)

10.1 直流电源的组成

10.2 单相整流电路

10.3 滤波电路

10.4 稳压电路

10.4.1 并联型稳压电路;10.4.2 串联反馈型稳压电路;10.4.3 集成三端稳压器;

10.4.4串联开关型稳压电路

阶段性知识回顾 8-10章知识小结


参考资料

1.教材

 刘波粒,刘彩霞主编.模拟电子技术基础[M]2版.北京:高等教育出版社,2016.(MOOC同步教材)

2.主要参考教材

[1] 刘波粒,刘彩霞主编.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2013

[2] 华成英,童诗白主编.模拟电子技术基础[M].第4版.北京:高等教育出版社,2006

[3] 康华光主编.电子技术基础模拟部分[M].第6版.北京:高等教育出版社,2014

[4] 杨素行主编.模拟电子技术基础简明教程[M].第3版.北京:高等教育出版社,2006

[5] 王淑娟,蔡惟铮,齐明主编.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2009

[6] 张林,陈大钦主编.模拟电子技术基础[M].第3版.北京:高等教育出版社,2014

常见问题

1. 学习本课程需要具备哪些先学课程?

具备初、高中物理电学知识是前提,如果学过“电路分析”和简单的“微积分”等大学课程就更好了。

2. 模电课程学习会很难吗?

一直以来,学生对本课程的感受是“想说爱你不容易,那需要太多的勇气”,常被学生称为“魔电”。

MOOC课程针对以往学生学习遇到的困惑,从多样的教学设计、形象的动画展示、独特的的记忆技巧等方面入手解读本课程。如果您感到有新意、不太难学,那就是对我们最大的肯定。

    3. 感到语速快,跟不上怎么办?

MOOC的“短小精悍”源于脑科学10分钟注意力的实验,这就注定了MOOC要在较短的的时间内传播更多的教学信息。如果您感到微视频语速快的话,可选择“0.75倍速”即可,如图所示。

当然,仅凭兴趣学习本课程是远远不够的,它不可能像您喜欢的电影一样一直吸引着您,坚持才是帮助您学习的法宝。

4. 遇到困惑,如何与老师沟通?

由于教学微视频是预先录制下来的,无论教师如何设计MOOC教学,都无法像课堂教学那样实时掌控学生的学习动态或进行教学互动。为此,MOOC平台把课堂教学中师生互动环节转为“讨论区”,它更利于解决每一个学生学习的困惑,只是缺少课堂气氛而已。

5. 何时在网上学习MOOC课程?

这要因人而异。课前学习利于翻转课堂或预习;课后学习利于知识补充或复习。最佳的学习方式是学校采用“翻转课堂”教学:“课前先学”提高自学能力,“课中研讨”提高探究能力和增强团队合作意识,“课后归纳”提高综合或创新能力。