spContent=本课程将半导体器件及其应用作为电路理论的非线性电路环节融入到电路理论体系中;这样处理的特色在于学生在领会电路理论的完整性的同时,又将原本散乱的模拟器件与电路理论深度契合;使得工程概念引入与应用水到渠成,数学思维过渡到工程思维不着痕迹。
本课程将半导体器件及其应用作为电路理论的非线性电路环节融入到电路理论体系中;这样处理的特色在于学生在领会电路理论的完整性的同时,又将原本散乱的模拟器件与电路理论深度契合;使得工程概念引入与应用水到渠成,数学思维过渡到工程思维不着痕迹。
—— 课程团队
课程概述
电路分析与电子线路是电子信息类专业的一门学科基础课,是从数学物理世界转向电子、计算机世界的工程语言,是信号获取、信号传输、信号放大等处理所需技术手段的入门课程。本课程以电子元器件-基本电子线路分析方法-电子线路系统设计应用为主线;通过课程学习,使得学生掌握电子电路基本特性及其原理、电子电路基本分析方法、典型基本电子电路分析及应用,并初步建立电路综合应用设计能力;为后续课程学习奠定基础。
授课目标
本课程通过对基本电子元器件及其构成的基本电子线路分析和设计学习,掌握电子线路基本概念和电路特点,掌握电路基本分析方法和半导体器件等效电路模型分析方法,学会使用电路仿真软件分析和设计电路,结合课程内容展开实验验证和电路设计,使学生获得电子线路基本理论和建立工程概念,培养学生的工程思维能力,为深入学习电子技术及其在专业领域中的分析应用打下基础。
成绩 要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
课程大纲
基本元器件及器件模型
课时目标:了解场到路的简化,掌握描述电路的基本变量,掌握电路元件和元件模型,掌握元件约束。
1.1 电场与电路
1.2 描述电路的基本变量
1.3 电阻元件
1.4 独立电源
1.5 受控源
线性电阻电路分析及应用
课时目标:掌握线性电阻电路的基本分析方法,如:直流电流法、节点分析法;掌握网络定理和等效简化求解电路的方法。
2.1 基尔霍夫定律,
2.2 两类约束与电路方程
2.3 支路电流法
2.4 节点分析法
2.5 单口等效的概念,掌握电路的等效变换与电路简化。
2.6 叠加定理
2.7 戴维南等效定理
2.8 诺顿等效定理
2.9 最大功率传输定理
非线性电阻电路分析及应用
课时目标:理解并掌握非线性电阻电路的分析方法:直接分析法、图解法、分段线性化以及增量分析法。掌握二极管的应用。掌握MOSFET的放大应用。
3.1 非线性器件的分析方法概述
(一)二极管
3.2半导体的原子结构
3.3二极管的结构与主要参数
3.4 二极管的端口特性
3.5 理想等效模型
3.6 二极管的整流应用
3.7 二极管的限幅应用
3.8 二极管的开关应用
(二)MOSFET
3.9 MOSFET的物理结构
3.10 MOSFET的端口特性与模型抽象
3.11 MOSFET饱和原则下的直流偏置
3.12 放大器构成原则
3.13 描述放大电路的性能指标
3.14 MOSFET的增量模型
3.15 构建MOSFET共源放大的基本原则
3.17 MOSFET放大电路分析
(三)任意非线性器件
3.18 任意二端非线性器件
3.19 任意三端非线性器件
动态电路元件及动态电路时域分析
课时目标:理解储能元件的特性,掌握含动态元件构成电路的特点及时域瞬态分析方法,特别是一阶,二阶电路的时域分析。
4.1 电容与电感元件
4.2 动态方程的建立
4.3 一阶电路的时域响应
4.4 三要素法
4.5 一阶电路的阶跃与冲击响应
4.6 二阶电路的时域响应
正弦稳态分析
课时目标:掌握电路稳态分析方法及电路频率响应特性。
5.1 正弦信号与相量
5.2 正弦激励下全响应与稳态响应
5.3 一般正弦稳态电路的求解方法
5.4 阻抗与导纳
5.5 网络函数
5.6 无源RC 滤波器
5.7 RLC谐振电路
5.8 调谐电路
5.9 阻容耦合的共源MOSFET放大电路的频率特性
运算放大器电路
课时目标:掌握集成运放的端口特性,了解负反馈,掌握运放的线性应用和非线性应用。
6.1 集成运算放大器的端口特性
6.2 运放电路中的反馈与比例放大电路
6.3 加减运算电路
6.4 微积分电路
6.5 有源低通滤波器
6.6 其它有源滤波器
6.7 比较器
6.8 多谐振荡电路
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预备知识
参考资料
《Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits》(模拟和数字电子线路基础),Anant Agarwal and Jeffrey H. Lang,Morgan Kaufmann Publishers,2005
《电路电子学基础》,何松柏等,高等教育出版社,2020
《电路分析与电子线路》,钟洪声等,高等教育出版社,2022