自学考试大纲-模拟电路

湖北省高等教育自学考试大纲课程名称：模拟电路课程代码：8508第一部分课程性质及设置目的课程性质与特点《模拟电路基础》是电子信息工程专业的一门重要的专业技术基础课程。其目的是对电子专业的学生进行电子工程基础教育。电子技术基础包含模拟电路和数字电路，是研究电子器件（主要是半导体器件）、电子电路和系统的应用技术。电子技术的发展使我们的生活多姿多彩，电子行业的应用面相当广阔，该课程作为电子技术的一门重要基础课程，其重要性是不言而喻的。课程目标与基本要求通过本课程的学习，使学生了解各种电子电路的核心器件¾半导体器件的原理及其最基本的应用，也让学习者掌握电子技术必需的基本理论、基本知识、基本分析方法和基本技能，了解电子技术发展的概况及前景，为学习后续课程及从事今后的工作打下坚实的基础。与本专业其他课程的关系在学习这门课程之前，要求学生先修高等数学、大学物理、电路分析等课程。本课程是高频电子线路以及电子专业课程的基础课程。第二部分课程内容与考核目标绪论一、课程内容信号信号的频谱模拟信号和数字信号放大电路模型放大电路的主要性能指标二、学习目的与要求放大电路是模拟电子线路的基本组成单元，不同的应用需要设计不同的放大电路形式，正确掌握放大电路类型及其性能特点是分析设计实用电子电路的基础。本章主要讲解电子线路的基本概念以及放大电路的基本知识。通过本章的学习，要求学生了解电子线路的信号特点及电路形式分类，掌握放大电路的基本组成，能够熟练分析电路主要性能指标。电路主要性能的分析是本章的重点。放大电路的频率响应概念是本章的难点。三、考核知识点与考核目标1．１信号：要求达到“识记”的程度1．2信号的频谱：要求达到“识记”的程度1．3模拟信号和数字信号：要求达到“领会”的程度1．4放大电路模型：要求达到“领会”的程度1．5放大电路的主要性能指标：输入电阻、输出电阻、增益的求解，达到“简单应用”的程度；频率响应、非线性失真，达到“领会”的程度。运算放大器一、课程内容集成电路运算放大器理想运算放大器基本线性运算放大器同相输入和反相输入放大电路的其他应用集成电路运算放大器理想运算放大器基本线性运算放大器同相输入和反相输入放大电路的其他应用二、学习目的与要求集成运算放大器是一种应用非常广的集成器件，线性电路中常利用集成运算放大器来实现各种应用电路。本章主要学习集成运放的基本知识以及简单运放电路。通过本章的学习，要求了解运放的基本结构和理想运放的电路模型，掌握运放构成的基本运算电路形式，能采用运放设计简单的应用电路。本章的重点是运放电路的基本分析方法。三、考核知识点与考核目标集成电路运算放大器：集成运放的内部组成框图、电路模型电压传输特性，要求达到“识记”的程度。理想运算放大器：理想运放的输出电压饱和值、开环增益、输入电阻、输出电阻线性工作区，要求达到“识记”的程度。基本线性运算放大器：要求达到“简单应用”的程度，虚短虚断概念是重点。2.3.1同相放大器：理解负反馈概念，掌握电路结构和性能指标计算方法，熟悉电压跟随器2.3.2反相放大器：掌握电路结构和性能指标计算方法。同相输入和反相输入放大电路的其他应用：要求达到“简单应用”的程度。求差电路仪用放大器求和电路积分和微分电路二极管及其基本电路一、课程内容半导体的基本知识PN结的形成及特性二极管二极管的基本电路及其分析方法特殊二极管二、学习目的与要求半导体器件是电子技术的重要组成部分，半导体二极管能组成多种应用电路。本章主要学习半导体的基本知识、半导体二极管的特性和主要参数以及二极管应用电路。通过本章的学习，要求了解半导体的导电特性、杂质半导体的特点、PN结的形成，掌握二极管的外特性、二极管的主要参数，重点掌握二极管的单向导电性，能够利用二极管的导电特性分析二极管应用电路。二极管的单向导电性和利用二极管电路模型进行电路分析和设计是本章的重点。PN结的形成和特性分析是本章中较难理解的内容。三、考核知识点与考核目标半导体的基本知识：要求达到“识记”的程度。半导体材料半导体的共价键结构本征半导体、空穴及其导电作用，了解本征激发、电子空穴对杂质半导体，P型半导体、N型半导体、多子、少子PN结的形成及特性：载流子的漂移与扩散，要求达到“识记”的程度。PN结的形成，要求达到“识记”的程度。PN结的单相导电性，要求达到“领会”的程度。PN结的反向击穿，要求达到“识记”的程度。PN结的电容效应，要求达到“识记”的程度。二极管：二极管的结构，要求达到“识记”的程度。二极管的V—I特性，要求达到“领会”的程度。二极管的主要参数，要求达到“识记”的程度。二极管的基本电路及其分析方法：简单二极管电路的图解分析方法，要求达到“简单应用”的程度。二极管电路的简化模型分析方法，要求达到“简单应用”的程度，此为本章重点。特殊二极管：齐纳二极管，要求达到“简单应用”的程度。变容二极管，要求达到“识记”的程度。肖特基二极管，要求达到“识记”的程度。光电二极管，要求达到“识记”的程度。双极结型三极管及放大电路基础一、课程内容BJT基本共射极放大电路放大电路的分析方法放大电路静态工作点的稳定问题共集电极放大电路和共基极放大电路组合放大电路放大电路的频率响应二、学习目的与要求BJT是放大电路中最重要的器件之一，本章主要介绍BJT的基本特点、放大电路的组成原则、由BJT构成的放大电路以及放大电路的分析方法。通过本章的学习，要求了解BJT的基本结构特点和主要参数，BJT的工作原理，掌握放大电路的构成原则和电路形式、工作原理以及放大电路的分析方法，熟练掌握共射放大电路的小信号模型分析方法，还应该建立放大电路的频率响应的基本概念。放大电路的分析方法是本章，也是整个课程的重点。放大电路的频率响应特性分析是本章的难点。三、考核知识点与考核目标BJT：BJT的结构简介，要求达到“识记”的程度。放大状态下BJT的工作原理，要求达到“领会”的程度，重点掌握BJT的电流分配关系，了解BJT的三种连接组态，理解放大原理。BJT的V—I特性曲线，要求达到“领会”的程度，掌握输入输出特性曲线形式，分清三个工作区及对应的电流电压关系。BJT的主要参数：要求达到“识记”的程度。温度对BJT参数及特性的影响，要求达到“领会”的程度。基本共射极放大电路：基本共射极放大电路的组成，要求达到“识记”的程度。基本共射极放大电路的工作原理，要求达到“领会”的程度，理解电路的静态和动态的关系。放大电路的分析方法：图解分析方法，要求达到“简单应用”的程度，了解图解分析方法的基本步骤、适用范围，掌握电路的交直流通路的画法，理解截止失真和饱和失真现象与静态点的关系。小信号模型分析法，此内容为课程重点，要求达到“简单应用”的程度，放大电路静态工作点的稳定问题：温度对静态工作点的影响，要求达到“领会”的程度。射极偏置电路，要求达到“简单应用”的程度。共集电极放大电路和共基极放大电路：要求达到“简单应用”的程度。共集电极放大电路，理解射极跟随器概念。共基极放大电路BJT放大电路三种组态的比较组合放大电路：要求达到“综合应用”的程度。共射—共基放大电路共集—共集放大电路放大电路的频率响应：要求达到“领会”的程度，理解放大电路频率响应的基本概念（通频带、幅频特性、相频特性、波特图、增益带宽积）单时间常数RC电路的频率响应，要求达到“领会”的程度，理解传递函数、幅频响应和相频响应的概念，了解波特图的画法。BJT的高频小信号模型及频率参数，要求达到“识记”的程度。单级共射极放大电路的频率响应，要求达到“领会”的程度，熟悉影响放大电路高频响应和低频响应的因素。场效应管放大电路一、课程内容金属—氧化物—半导体（MOS）场效应管MOSFET放大电路结型场效应管（JFET）各种放大器件电路性能比较二、学习目的与要求FET与BJT一样，也是放大电路的重要器件，FET还是高密度集成电路的重要组成部分。本章主要介绍JFET和MOSFET的结构、工作原理以及其放大电路的构成形式和分析方法。通过本章的学习，要求学生了解两种FET的结构特点和工作原理，熟悉器件的主要参数，掌握FET与BJT的区别以及FET电路的基本形式，重点掌握FET的小信号电路模型分析方法。本章难点在于FET的工作原理的分析。三、考核知识点与考核目标金属—氧化物—半导体（MOS）场效应管：要求达到“识记”的程度。N沟道增强型MOSFET，体会FET与BJT导电性能的区别，了解器件的工作原理，理解开启电压、预夹断的含义，熟悉MOSFET的三个工作区，熟悉转移特性曲线形式。N沟道耗尽型MOSFET，理解夹断电压的含义，了解器件工作原理。P沟道MOSFET沟道长度调制效应MOSFET的主要参数MOSFET放大电路：要求达到“简单应用”的程度。MOSFET放大电路，熟悉FET放大电路的基本形式，了解图解分析方法，重点掌握小信号模型分析方法，了解三种组态放大电路的特点和作用。结型场效应管（JFET）：JFET的结构和工作原理，要求达到“领会”的程度。JFET的特性曲线及参数，要求达到“识记”的程度。JFET放大电路的小信号模型分析方法，要求达到“简单应用”的程度。5．5各种放大器件电路性能比较：5.5.1各种FET的特性及使用注意事项，要求达到“识记”的程度。5.5.2各种放大器件电路性能比较，要求达到“综合应用”的程度。模拟集成电路一、课程内容模拟集成电路中的直流偏置技术差分式放大电路差分式放大电路的传输特性集成电路运算放大器实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响变跨导式模拟乘法器二、学习目的与要求模拟集成电路具有体积小、性能优良的特点，在电子电路中占有非常重要的地位。本章主要介绍模拟集成电路的组成以及各组成部分的工作原理。通过本章的学习，要求了解模拟集成电路的组成部分，熟悉镜像电流源的基本工作原理，了解实际运放的主要参数和传输特性，掌握差分放大电路的组成特点、工作原理，能够对其主要性能指标进行分析求解，了解模拟乘法器的工作原理，熟悉模拟乘法器的应用。差分电路的结构特点使其具有优良特性，常作为集成电路的输入级，它的结构特点和性能分析是本章的重点。集成电路的结构相对比较复杂，读懂电路图是本章的难点。不过，对于集成电路，我们更应该关注其外部特性和应用，对内部结构只需基本了解。三、考核知识点与考核目标模拟集成电路中的直流偏置技术：BJT电流源电路，要求达到“领会”的程度。FET电流源，要求达到“识记”的程度。差分式放大电路：差分式放大电路的一般结构，要求达到“识记”的程度，掌握差模信号和共模信号的概念。射极耦合差分式放大电路，要求达到“简单应用”的程度。要求熟悉电路组成，理解工作原理，掌握技术指标的分析计算方法，包括静态工作点、差模放大倍数、共模放大倍数、共模抑制比、输入电阻，输出电阻的分析和估算。源极耦合差分式放大电路，要求达到“领会”的程度，了解电路组成形式和工作原理。差分式放大电路的传输特性：要求达到“识记”的程度。集成电路运算放大器：CMOSMC14573集成电路运算放大器，要求达到“识记”的程度。BJTLM471集成运算放大器，要求达到“识记”的程度。实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响：实际集成运放的主要参数，要求达到“识记”的程度。集成运放应用中的实际问题，要求达到“领会”的程度。变跨导式模拟乘法器：变跨导式模拟乘法器的工作原理，要求达到“领会”的程度。模拟乘法器的应用，要求达到“简单应用”的程度。反馈放大电路一、课程内容反馈的基本概念与分类负反馈放大电路的四种组态负反馈放大电路增益的一般表达式负反馈对放大电路性能的影响深度负反馈条件下的近似计算负反馈放大电路设计负反馈放大电路的频率响应负反馈放大电路的稳定性二、学习目的与要求通过在电路中引入负反馈，能够改善放大电路的性能，本章主要介绍电子电路中的反馈类型以及其对电路性能的影响。通过本章的学习，要求学生建立反馈的基本概念，熟练掌握瞬时极性法判断反馈的极性和组态，了解负反馈对电路性能的改善作用，能分析计算深度负反馈电路的性能参数，还应该了解负反馈放大电路的频率响应特性和稳定性条件。负反馈组态的判断和四种组态的深度负反馈电路性能参数的计算是本章的重点。瞬时极性法是判断电路正负反馈类型的主要方法，也是本章的难点之一。另外，对于引入负反馈产生自激振荡的原因分析也是一个难点，应该理解采用波特图分析电路稳定性的方法。三、考核知识点与考核目标反馈的基本概念与分类：什么是反馈，要求达到“领会”的程度，理解反馈的基本概念，能判断电路中是否存在反馈。直流反馈与交流反馈，要求达到“领会”的程度。正反馈与负反馈，要求达到“简单应用”的程度。掌握瞬时极性法判断电路存在的反馈形式。串联反馈与并联反馈，要求达到“简单应用”的程度。电压反馈与电流反馈，要求达到“简单应用”的程度。负反馈放大电路的四种组态：要求达到“简单应用”的程度，理解电流和电压负反馈对输出的影响，掌握负反馈组态的判断方法。电压串联负反馈放大电路电压并联负反馈放大电路电流串联负反馈放大电路电流并联负反馈放大电路负反馈放大电路增益的一般表达式：要求达到“简单应用”的程度。负反馈对放大电路性能的影响：提高增益的稳定性，要求达到“领会”的程度。减小非线性失真，要求达到“识记”的程度。抑制反馈环内噪声，要求达到“识记”的程度。对输入电阻和输出电阻的影响，要求达到“领会”的程度。深度负反馈条件下的近似计算：要求达到“简单应用”的程度。负反馈放大电路设计：要求达到“综合应用”的程度。设计负反馈放大电路的一般步骤设计举例负反馈放大电路的频率响应：要求达到“识记”的程度。频率响应的一般表达式增益-带宽积负反馈放大电路的稳定性：7.8.1负反馈放大电路的自激振荡及稳定工作的条件，要求达到“领会”的程度，了解负反馈电路的自激条件，理解负反馈放大电路的稳定性的判别方法。功率放大电路一、课程内容功率放大电路的一般问题射极输出器——甲类放大的实例乙类双电源互补对称功率放大电路甲乙类互补对称功率放大电路集成功率放大器二、学习目的与要求功率放大器位于多级放大器的末级，用于对后级装置提供一定的驱动功率，设计功率放大器时，主要考虑的是在一定的非线性失真范围内安全高效地输出足够大功率的信号。本章主要介绍了功率放大器的主要性能指标，对互补对称功率放大电路的组成和工作原理进行了详细分析，还介绍了几例常用的功放器件。通过本章的学习，要求学生了解功放的主要性能指标，熟悉功放的三种工作状态（甲类、乙类、甲乙类）以及工作原理，清楚互补对称功率放大电路的组成，掌握输出功率、效率和管耗的分析计算方法。对功放电路的工作原理的理解以及电路功率关系的分析计算是本章的重点内容。功放电路输出功率和效率的估算及晶体管的选择是本章的难点。三、考核知识点与考核目标功率放大电路的一般问题：要求达到“识记”的程度。射极输出器——甲类放大的实例：要求达到“简单应用”的程度。乙类双电源互补对称功率放大电路：电路组成，要求达到“识记”的程度。分析计算，要求达到“简单应用”的程度。功率BJT的选择，要求达到“综合应用”的程度。甲乙类互补对称功率放大电路：要求达到“领会”的程度。甲乙类双电源互补对称电路甲乙类单电源互补对称电路集成功率放大器：要求达到“识记”的程度。功率器件的散热与功率BJT的二次击穿问题功率VMOSFET和DMOSFET以MOS功率管作输出级的甲乙类功率放大器BJT集成功率放大器举例信号处理与信号产生电路一、课程内容滤波电路的基本概念与分类一阶有源滤波电路高阶有源滤波电路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二、学习目的与要求信号的产生和处理都是是电子电路的主要作用之一。本章主要介绍四类功能电路：有源滤波电路、正弦波振荡电路、非正弦波产生电路和电压比较电路，这些电路都能采用有源器件——集成运算放大器来实现。通过本章的学习，要求学生了解滤波的基本概念和分类，能够分析由运放构成的有源滤波电路的传输函数、滤波特性，求解其上下限频率以及通频带；了解振荡器的工作原理，熟悉RC桥式振荡器的工作原理，建立谐振的概念，了解三点式ＬＣ振荡电路的工作原理；理解运放开环时是工作在非线性状态，掌握电压比较器的工作原理，能分析单门限电压比较器和迟滞比较器的传输关系，能够看懂方波和锯齿波产生电路。本章要求重点把握一阶滤波电路的原理分析和比较器电路的传输关系求解。有源滤波电路的分析计算和电路产生振荡可能性的判断是本章的难点。三、考核知识点与考核目标滤波电路的基本概念与分类：要求达到“识记”的程度。一阶有源滤波电路：要求达到“简单应用”的程度。高阶有源滤波电路：要求达到“综合应用”的程度。有源低通滤波电路9.3.2有源高通滤波电路9.3.3有源带通滤波电路9.3.4二阶有源带阻滤波电路9．5正弦波振荡电路的振荡条件：要求达到“领会”的程度。9．6RC正弦波振荡电路：要求达到“领会”的程度，掌握文氏电桥电路结构，理解振荡器的工作原理。9．7LC正弦波振荡电路：要求达到“领会”的程度，了解电路工作原理。9.7.1LC选频放大电路9.7.2变压器反馈式LC振荡电路9.7.3三点式LC振荡电路9.7.4石英晶体振荡电路9．8非正弦信号产生电路：9.8.1电压比较器，要求达到“简单应用”的程度。9.8.2方波产生电路，要求达到“领会”的程度。9.8.3锯齿波产生电路，要求达到“领会”的程度。直流稳压电源一、课程内容小功率整流滤波电路串联反馈式稳压电路二、学习目的与要求直流稳压电源可以为电子电路提供稳定的工作电压，使电路稳定工作。本章主要介绍直流稳压电源的构成和工作原理。通过本章的学习，要求学生掌握带滤波的单相桥式整流电路的组成、工作原理以及波形关系，能估算直流输出电压、电流、二极管电流和最大反向电压；掌握串联反馈式稳压电路的组成和工作原理，能计算输出电压的调整范围，了解三端集成稳压器的使用。桥式整流电路的工作原理及分析以及稳压电路的构成原理是本章的重点。稳压电路的稳压原理是较难理解的问题。三、考核知识点与考核目标小功率整流滤波电路：要求达到“简单应用”的程度，能掌握电路原理，波形关系，估算电路参数。单相桥式整流电路滤波电路串联反馈式稳压电路：稳压电源的质量指标，要求达到“识记”的程度。串联反馈式稳压电路的工作原理，要求达到“领会”的程度，熟悉电路组成和工作原理，会计算输出电压调整范围。三端集成稳压器，要求达到“识记”的程度。三端集成稳压器的应用，要求达到“综合应用”的程度。实践环节一、类型：课程实验二、目的与要求：本课程是一门重要的专业基础课程，具有很强的实践性，通过实验，使考生对电子器件的特性、电子仪器的使用建立初步的认识，并使他们逐渐了解电子电路的分析和设计方法。通过实践环节还能使考生对电子电路有一个感性认识，有利于他们对所学理论知识的理解和掌握，也能提高他们的学习兴趣，为后继课程的学习和实践能力的培养打下良好基础。三、内容：本课程共安排八个实验，分别为：实验理论概述及实验仪器的使用单级阻容耦合放大器差分放大器集成运算放大器的参数测试及其基本应用负反馈放大器音频功率放大器有源滤波器直流稳压电源说明：由于本课程是最早开设的电子专业课程，所以利用一次实验课时对实验的基本理论和操作方法做一个介绍，其他七个实验内容中，实验2~实验5为必做内容，实验6、7、8可任选做其中一个。四、与课程考试的关系：本课程实验必须在考试前完成，实验可以在主考院校或主考院校委托的单位进行，应考者需要提交实验报告。五、实验大纲实验一实验理论概述及实验仪器的使用实验目的与要求：通过实验，学习识别常用器件，掌握示波器、函数信号发生器、万用表、直流稳压电源等仪器的使用方法，掌握电子测量的基本原理和方法，为后面的实验打下良好基础。实验二单级阻容耦合放大器实验目的与要求：通过实验，学会放大电路静态点的测量和调整，直观地了解放大电路的放大作用与负载和静态点的关系，掌握放大电路的放大倍数、动态范围、幅频特性、输入电阻、输出电阻的测量方法，进一步掌握仪器的使用。实验三差分放大器实验目的与要求：通过实验，加深对差动放大器的特点的理解，掌握差分放大器的主要特性参数及测试方法，学会具有恒流源的差分放大器的电路设计和调试。实验四集成运算放大器的参数测试及其基本应用实验目的与要求：通过实验，掌握运算放大器的主要直流参数与交流参数的测试方法，熟练掌握基本运放电路的设计、调试，掌握其工作原理。实验五负反馈放大器实验目的与要求：通过实验，加深理解负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器性能指标的测试方法。实验六音频功率放大器实验目的与要求：通过实验，了解功率放大器的基本概念和主要指标及其测量方法，学会音频功率放大器电路的设计和调试。实验七有源滤波器实验目的与要求：通过实验，进一步理解RC有源滤波器的工作原理，掌握二阶滤波器电路的设计和调试方法，熟练掌握滤波器基本参数的测量方法。实验八直流稳压电源实验目的与要求：通过实验，了解稳压电源的主要特性，掌握串联稳压电路的工作原理，学会稳压电源的设计、调试及测量方法。

第三部分有关说明与实施要求考核的能力层次表述大纲的考核目标中，提出了“识记”、“领会”、“简单应用”和“综合应用”四个能力层次要求，四者为递进关系，其含义分别为：识记：要求考生能够对大纲中的知识点，如定义、定理、公式、性质、法则等有清晰的认识，并能根据考核要求作出正确的选择和判断。领会：要求考生能够对大纲中的概念、定理、公式、法则等有一定的理解，清楚它与相关知识点的联系与区别，并且根据考核要求作出正确的表述和解释。简单应用：要求考生能够运用本大纲中各部分的较少几个知识点，解决简单的计算、绘图、或应用问题。综合应用：要求考生在对大纲中的概念、定理、公式、法则熟悉和理解的基础上，会运用多个知识点，分析、计算或推导解决稍微复杂的问题。教材指定教材康华光主编，《电子技术基础模拟部分（第五版）》，高等教育出版社参考教材董尚斌主编，《电子线路（Ｉ）》，清华大学出版社童诗白华成英主编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社自学方法指导１、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。２、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。３、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。４、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注意理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。对社会助学的要求应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。应掌握各知识点要求达到的能力层次，