《模拟电子技术》教学大纲Electronic Devices and Circuit Theory总学时63+9总学分：4理论学时：63实验学时：9电气化及其自动化、自动化、课程代码：BB024322面向专业：机械与电子工程大纲执笔人：张传洋大纲审定人：侯加林一、大纲说明1.课程的性质、地位和任务本课程是电气类、电子信息类及自控类等专业在电子技术方面入门性质的专业基础课。它具有自身的体系，是实践性很强的一门课程。本课程的任务是：使学生获得电子技术方面的基本理论知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后深入学习电子技术在专业中的应用及本学科前沿知识打下良好的基础。2．课程教学的基本要求本课程宜安排在《电路原理》或《电工技术》课程结束之后开课，课堂教学应力求使学生弄清基本概念，掌握基本内容，并在教与学的过程中，通过必要的实验，做到理论联系实际，热练掌握电子线路的自行设计与制作等实践技能。3.课程简介模拟电子技术的内容：绪论、运算放大器、二极管及其基本电路、双极结型三极管及其放大电路基础、场效应管放大电路、模拟集成电路、反馈放大电路、功率放大电路、信号处理与信号产生电路、直流稳压电源等。4.课程教学改革由于本课程理论教学学时有限，加之内容繁多，图形复杂。因此应尽可能采用教学辅助手段，比如多媒体、幻灯片等。另外，如果教师备课更充分些，亦可采用课前给同学布置预习任务，课堂提问问题（师生相互提问）、解答问题的教学方法，以达到简单问题同学自行看书解决，疑、难、重点问题课堂共同解决的事半功倍的教学目的和效果。二、大纲内容（理论部分）第一章绪论（4学时）作为绪论，本章主要介绍电子电路的一些基本概念和放大电略的基础知识，为后续各章的学习提供引导性的背景知识。1.1信号1.2信号的频谱
《模拟电子技术》教学大纲 Electronic Devices and Circuit Theory 总 学 时： 63＋9 总 学 分： 4 理 论 学 时 ： 63 实 验 学 时 ： 9 面 向 专 业 ： 电气化及其自动化、自动化、 机械与电子工程 课 程 代 码 ： BB024322 大纲执笔人： 张传洋 大纲审定人： 侯加林 一、大纲说明 1．课程的性质、地位和任务 本课程是电气类、电子信息类及自控类等专业在电子技术方面入门性质的专业基础课。 它具有自身的体系，是实践性很强的一门课程。本课程的任务是：使学生获得电子技术方 面的基本理论知识和基本技能，培养学生分析问题和解决问题的能力，为今后深入学习电 子技术在专业中的应用及本学科前沿知识打下良好的基础。 2．课程教学的基本要求 本课程宜安排在《电路原理》或《电工技术》课程结束之后开课，课堂教学应力求使 学生弄清基本概念，掌握基本内容，并在教与学的过程中，通过必要的实验，做到理论联 系实际，熟练掌握电子线路的自行设计与制作等实践技能。 3．课程简介 模拟电子技术的内容：绪论、运算放大器、二极管及其基本电路、双极结型三极管及 其放大电路基础、场效应管放大电路、模拟集成电路、反馈放大电路、功率放大电路、信 号处理与信号产生电路、直流稳压电源等。 4．课程教学改革 由于本课程理论教学学时有限，加之内容繁多，图形复杂。因此应尽可能采用教学辅 助手段，比如多媒体、幻灯片等。另外，如果教师备课更充分些，亦可采用课前给同学布 置预习任务，课堂提问问题（师生相互提问）、解答问题的教学方法，以达到简单问题同 学自行看书解决，疑、难、重点问题课堂共同解决的事半功倍的教学目的和效果。 二、大纲内容（理论部分） 第一章 绪论（4 学时） 作为绪论，本章主要介绍电子电路的一些基本概念和放大电路的基础知识，为后续各 章的学习提供引导性的背景知识。 1.1 信号 1.2 信号的频谱
1.3模拟信号和数字信号1.4放大电路模型1.5放大电路的主要性能指标要点：放大电路的四种类型及主要性能指标。思考题：1、某放大电路开路输出电压为v，短路输出电流为ioa，试求其输出电阻？。2、试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测试信号源。用它可以测量放大电路的哪些性能指标？3、对于一个正弦波信号，经过限带宽的放大电路后，是否有可能出现频率失真？为什么?第二章运算放大器（8学时）集成运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的器件，它不仅用于信号的运算、处理、变换、测量和信号产生电路，而且还可用于开关电路中。运算放大器作为基本的电子器件，虽然本身具有非线性的特性，但在许多的情况下，它作为线性电路的器件，很容易设计各种应用电路。2.1集成电路运算放大器2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.4同相输入和反相输入放大电路的其它应用要点：运算放大器的两个工作区即线性区和非线性区的特点。思考题：1、试画出下列电路：（1）求差电路；（2）仪用放大器；（3）反相求和电路；（4）反相积分和微分电路。利用虚短和虚断的概念求每个电路输出电压和输入电压的关系。2、画出实现下列关系的电路：（1）v=-3wi-Va-0.2vs（设跨接在输出端和输入端的电阻为100kQ）(2) =-10)-2)(给定C=uf,(0)=0)第三章二极管及其基本电路（6学时)半导体器件是现代电子技术的重要组成部分，由于它具有体积小、重量轻、使用寿命长、输入功率小和功率转换高等优点而得到广泛的应用。3.1半导体的基本知识3.2PN结的形成及特性3.3二极管3.4二极管的基本电路及其分析方法3.5特殊二极管
1.3 模拟信号和数字信号 1.4 放大电路模型 1.5 放大电路的主要性能指标 要 点：放大电路的四种类型及主要性能指标。 思考题： 1、某放大电路开路输出电压为 v0`，短路输出电流为 i0s，试求其输出电阻？。 2、试说明为什么常选用频率可连续变化的正弦波信号发生器作为放大电路的实验、测 试信号源。用它可以测量放大电路的哪些性能指标？ 3、对于一个正弦波信号，经过限带宽的放大电路后，是否有可能出现频率失真？为什 么？ 第二章 运算放大器（8 学时） 集成运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的器件，它不仅用于信号的运算、处 理、变换、测量和信号产生电路，而且还可用于开关电路中。运算放大器作为基本的电子 器件，虽然本身具有非线性的特性，但在许多的情况下，它作为线性电路的器件，很容易 设计各种应用电路。 2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路的其它应用 要 点：运算放大器的两个工作区即线性区和非线性区的特点。 思考题： 1、试画出下列电路：（1）求差电路；（2）仪用放大器；（3）反相求和电路；（4） 反相积分和微分电路。利用虚短和虚断的概念求每个电路输出电压 v0 和输入电压 vI 的关系。 2、画出实现下列关系的电路： （1）v0=-3vi1-vi2-0.2vi3 （设跨接在输出端和输入端的电阻为 100kΩ） （2） 第三章 二极管及其基本电路（6 学时） 半导体器件是现代电子技术的重要组成部分，由于它具有体积小、重量轻、使用 寿命长、输入功率小和功率转换高等优点而得到广泛的应用。 3.1 半导体的基本知识 3.2 PN 结的形成及特性 3.3 二极管 3.4 二极管的基本电路及其分析方法 3.5 特殊二极管
要点PN结的单向导电特性。思考题：1.将待稳定的直流电源直接与稳压管相连，且电源正极与稳压管的阴极连接，负极端与阳极连接，问稳压管的两端能否获得稳定的电压？为什么？若在直流电源与稳压管之间串联一限流电阻，其效果如何？当直流电源电压波动或外接负载电阻R变动时，稳压管稳压电路的输出电压能否保持稳定？若能稳定，这种稳定是绝对的吗？2.对于并联式稳压电路，限流电阻的选取原则是什么？第四章双极结型三极管及放大电路基础（12学时）双极结型三极管（BJT）是一种三端器件，内部含有两个离得很近的背靠背排列的PN结（发射结和集电结）。两个PN结上加不同极性、不同大小的偏置电压时，半导体三极管呈现不同的特性和功能。BJT是放大电路最终要的组成之一。4. 1 BJT4.2基本共射极放大电路4.3放大电路的分析方法4.4放大电路的静态工作点的稳定问题4.5共集电极放大电路和共基极放大电路4.6组合放大电路4.7放大电路的频率响应要点BJT的基本结构和放大原理；放大电路的组态。思考题1.既然BJT具有两个PN结，可否用两只二极管背靠背地相连以构成一只BJT，试说明其理由？2.能否将BJT的发射极e、集电极c交换使用？为什么？3.如何用一台欧姆表判断一只BJY的三个电极？4.BJT三种放大组态的放大电路各有什么特点？5.引起放大电路静态工作点不稳定的因素是什么？第五章场效应管放大电路（6学时）场效应管（FET）是另外一种类型的放大器件。FET有两种主要类型：金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）和结型场效应管（JFET）。由于MOSFET制造工艺的成热使他的体积做得很小，从而可以制造高密度的超大规模集成（VLSD）电路和大容量的可编程器件或存储器。5.1金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET）5.2MOSFET放大电路5.3JTFE
要 点 PN 结的单向导电特性。 思考题： 1.将待稳定的直流电源直接与稳压管相连，且电源正极与稳压管的阴极连接，负极端 与阳极连接，问稳压管的两端能否获得稳定的电压？为什么？若在直流电源与稳压管之间 串联一限流电阻，其效果如何？当直流电源电压波动或外接负载电阻 RL 变动时，稳压管稳 压电路的输出电压能否保持稳定？若能稳定，这种稳定是绝对的吗？ 2.对于并联式稳压电路，限流电阻的选取原则是什么？ 第四章 双极结型三极管及放大电路基础（12 学时） 双极结型三极管（BJT）是一种三端器件，内部含有两个离得很近的背靠背排列的 PN 结（发射结和集电结）。两个 PN 结上加不同极性、不同大小的偏置电压时，半导体三极管 呈现不同的特性和功能。BJT 是放大电路最终要的组成之一。 4.1 BJT 4.2 基本共射极放大电路 4.3 放大电路的分析方法 4.4 放大电路的静态工作点的稳定问题 4.5 共集电极放大电路和共基极放大电路 4.6 组合放大电路 4.7 放大电路的频率响应 要 点 BJT 的基本结构和放大原理；放大电路的组态。 思考题 1. 既然 BJT 具有两个 PN 结，可否用两只二极管背靠背地相连以构成一只 BJT，试说 明其理由？ 2.能否将 BJT 的发射极 e、集电极 c 交换使用？为什么？ 3.如何用一台欧姆表判断一只 BJY 的三个电极？ 4.BJT 三种放大组态的放大电路各有什么特点？ 5. 引起放大电路静态工作点不稳定的因素是什么？ 第五章 场效应管放大电路（6 学时） 场效应管（FET）是另外一种类型的放大器件。FET 有两种主要类型：金属-氧化 物-半导体场效应管（MOSFET）和结型场效应管（JFET）。由于 MOSFET 制造工艺的成 熟使他的体积做得很小，从而可以制造高密度的超大规模集成（VLSI）电路和大容量的可 编程器件或存储器。 5.1 金属-氧化物-半导体场效应管（MOSFET） 5.2 MOSFET 放大电路 5.3 JTFE
5.4砷化镓金属-半导体场效应管5.5各种放大器件电路性能比较？要点：场效应管的结构及工作原理。思考题：1.为什么MOSFET的输入电阻比BJT高？2.和BJT放大电路比较，MOSFET偏置电路有什么特点？3.为什么JFET的输入电阻比MOSFET低？第六章模拟集成电路（6学时）把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路（IC）。他的体积小，而性能却很好。6.1模拟集成电路中的直流偏置技术6.2差分式放大电路6.3差分放大电路的传输特性6.4CMOSMC14573集成电路运算放大器6.5实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响6.6变跨导式模拟乘法器6.7放大电路中的噪声与干扰要点：1模拟集成电路的性能指标；根据电路系统的要求，正确地选择元器件。思考题：1.在模拟集成电路中，为什么要采用电流源来实现直流偏置？2.什么叫差模信号和共模信号？试从物理意义和数学定义来说明？3.MC14573型运算放大器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？4.集成运放电路的输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流是如何定义的？它们对运放的工作产生什么影响？5.电子电路所用电子器件中有哪几种噪声？其含义如何？第七章反馈放大电路（6学时）在电子电路中，反馈的应用极为普遍。按照极性不同，反馈分为正反馈和负反馈，他们在电子电路中所起的作用不同。在所有的实用放大电路中都要适当引入负反馈，用以改善放大电路的性能指标。7.1反馈的基本概念和分类7.2负反馈放大电路的四种组态7.3负反馈放大电路增益的一般表达式7.4负反馈对放大电路性能的影响7.5深度负反馈下的近似计算
5.4 砷化镓金属-半导体场效应管 5.5 各种放大器件电路性能比较？ 要 点：场效应管的结构及工作原理。 思考题： 1.为什么 MOSFET 的输入电阻比 BJT 高？ 2.和 BJT 放大电路比较，MOSFET 偏置电路有什么特点？ 3.为什么 JFET 的输入电阻比 MOSFET 低？ 第六章 模拟集成电路（6 学时） 把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集 成电路（IC）。他的体积小，而性能却很好。 6.1 模拟集成电路中的直流偏置技术 6.2 差分式放大电路 6.3 差分放大电路的传输特性 6.4 CMOS MC14573 集成电路运算放大器 6.5 实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响 6.6 变跨导式模拟乘法器 6.7 放大电路中的噪声与干扰 要 点：]模拟集成电路的性能指标；根据电路系统的要求，正确地选择元器件。 思考题： 1.在模拟集成电路中，为什么要采用电流源来实现直流偏置？ 2.什么叫差模信号和共模信号？试从物理意义和数学定义来说明？ 3.MC14573 型运算放大器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ 4.集成运放电路的输入失调电压、输入失调电流和输入偏置电流是如何定义的？它们 对运放的工作产生什么影响？ 5.电子电路所用电子器件中有哪几种噪声？其含义如何？ 第七章 反馈放大电路（6 学时） 在电子电路中，反馈的应用极为普遍。按照极性不同，反馈分为正反馈和负反馈，他 们在电子电路中所起的作用不同。在所有的实用放大电路中都要适当引入负反馈，用以改 善放大电路的性能指标。 7.1 反馈的基本概念和分类 7.2 负反馈放大电路的四种组态 7.3 负反馈放大电路增益的一般表达式 7.4 负反馈对放大电路性能的影响 7.5 深度负反馈下的近似计算
要点：反馈类型的判断；各种反馈类型的特点。思考题：1.什么是反馈？如何判断电路中有无反馈？2.什么是放大电路的开环状态和闭环状态？3.负反馈放大电路有哪几钟类型？如何判断？4.什么是深度负反馈？什么是环路增益？5.试列举在放大电路中引入负反馈后产生的四种效果，并从物理概念上加以说明？5.在负反馈放大电路中，什么叫虚短和虚断？其物理实质是什么？第八章功率放大电路（4学时）在多级放大电路中，输出的信号往往是送去驱动一定装置。多级放大电路除了应有电压放大电路外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级。这类主要由于向负载提供一定大小的功率为目的的放大电路称为功率放大电路。8.1功率放大电路的一般问题8.2射极输出一一甲类放大的实例8.3乙类双电源互补对称功率放大电路8.4甲乙类互补对称功率放大电路8.5集成功率放大电路要点：功率放大电路的工作原理；集成功率放大电路的应用。思考题：1.由于功率放大电路中BJT常处于接近极限工作状态，因此，在选择BJT时必须特别注意哪三个参数？2.与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是什么？3.在甲类、乙类、甲乙类放大电路中，放大管的导通角分别等于多少？它们中哪一类放大电路效率最高？第九章信号处理与信号产生电路（4学时）四种信号处理和信号产生电路以及其用途。9.1滤波电路的基本概念与分类9.2一阶有源滤波电路9.3高阶有源滤波电路9.4开关电容滤波器9.5正弦波振荡电路的振荡条件9.6RC正弦波振荡电路9.7LC正弦波振荡电路9.8非正弦信号产生电路
要 点：反馈类型的判断；各种反馈类型的特点。 思考题： 1.什么是反馈？如何判断电路中有无反馈？ 2.什么是放大电路的开环状态和闭环状态？ 3.负反馈放大电路有哪几钟类型？如何判断？ 4.什么是深度负反馈？什么是环路增益？ 5.试列举在放大电路中引入负反馈后产生的四种效果，并从物理概念上加以说明？ 5.在负反馈放大电路中，什么叫虚短和虚断？其物理实质是什么？ 第八章 功率放大电路（4 学时） 在多级放大电路中，输出的信号往往是送去驱动一定装置。多级放大电路除了应 有电压放大电路外，还要求有一个能输出一定信号功率的输出级。这类主要由于向负载提 供一定大小的功率为目的的放大电路称为功率放大电路。 8.1 功率放大电路的一般问题 8.2 射极输出——甲类放大的实例 8.3 乙类双电源互补对称功率放大电路 8.4 甲乙类互补对称功率放大电路 8.5 集成功率放大电路 要 点：功率放大电路的工作原理；集成功率放大电路的应用。 思考题： 1.由于功率放大电路中 BJT 常处于接近极限工作状态，因此，在选择 BJT 时必须特别 注意哪三个参数？ 2.与甲类功率放大电路相比，乙类互补对称功率放大电路的主要优点是什么？ 3.在甲类、乙类、甲乙类放大电路中，放大管的导通角分别等于多少？它们中哪一类 放大电路效率最高？ 第九章 信号处理与信号产生电路（4 学时） 四种信号处理和信号产生电路以及其用途。 9.1 滤波电路的基本概念与分类 9.2 一阶有源滤波电路 9.3 高阶有源滤波电路 9.4 开关电容滤波器 9.5 正弦波振荡电路的振荡条件 9.6 RC 正弦波振荡电路 9.7 LC 正弦波振荡电路 9.8 非正弦信号产生电路