《模拟电子技术基础》课程教学大纲

《模拟电子技术基础》课程教学大纲课程名称：模拟电子技术基础 课程编号：F098091591英文名称：BasisofAnalogueElectronicTechnique学时：64学时 学分：4学分开课学期：第3学期适用专业：光电信息科学与工程课程性质：专业核心课先修课程：高等数学、大学物理、电路分析基础一、课程的性质及任务《模拟电子技术基础》是光电信息科学与工程专业本科生在电子技术方面入门性质的技术基础课，具有自身的体系和很强的实践性。本课程通过对常用电子器件、模拟电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。通过本课程的学习，使学生具备应用电子技术的能力，为学习后续课程和电子技术在专业中的应用打好基础。依据河北工程大学光电信息科学与工程培养计划，本课程需要培养学生的能力是：1.掌握电子电路、单片机原理及接口等工程基础知识，能将其用于解决电子电路相关的工程问题，具备从事光信息处理、光电检测和处理系统技术工作的能力。（毕业要求指标1.2）2.针对复杂的光电信息科学与工程中遇到的问题，具备基于专业知识进行研究，确定所需数据及其有效获取方法的能力。（毕业要求指标2.11）3.针对复杂的光电信息科学与工程领域问题，采用科学方法进行实验方案设计研究，并进行处理分析与解释。（毕业要求指标2.12）4.在复杂光电信息科学与工程的设计与实施中，具备对专业仪器、仪表等现代工程工具选择并正确使用的能力。（毕业要求指标2.16）5.具有自主学习和终身学习的意识，能够持续跟踪光电信息科学与工程学科前沿的发展动态，具有自主学习和终身学习的能力。（毕业要求指标3.8）二、课程目标与要求2.1课程目标1.掌握运算放大电路的基本特征及参数；理解理想运放的基本模型及参数、误差分析等。2.掌握二极管的基本结构和工作原理，了解半导体器件的基本特性，掌握常用半导体器件的基本结构、工作原理、特性曲线和常用分析方法，并能根据特定要求进行设计。3.掌握双极结型三极管（BJT）的基本结构和工作原理，熟练掌握BJT及其典型放大电路的基础知识，并能对典型电路进行分析、计算。4.掌握场效应管三极管（MOSFET）的基本结构和工作原理，熟练掌握MOSFET及其典型放大电路的基础知识，并能对典型电路进行分析、计算。5.掌握反馈电路的类型及指标，熟练掌握反馈电路的作用及应用。6.理解差模信号及共模信号对电路特性的影响；掌握基本差分电路的特点及分析、计算。7.掌握基于应用的基本模拟电路构成（信号产生与处理电路、直流电源电路等），结合实际工程问题理解电路，提高分析问题与解决问题的能力。8.了解电路仿真软件功能，并能应用于课程设计实践。能确定实现特定功能以及达到特定性能指标所要求的关键电路元件或环节，并计算电路参数，能选用合理的元件完成设计。

数理科学与工程学院本科课程教学大纲.4目标达成度的评价1.课程目标1、2、3、4主要通过理论教学环节进行培养，在课后作业中有所涉及。主要通过课堂测试、课后作业和期末考试中概念性、原理性题目进行考核。目标达成综合以上内容进行评价。2.课程目标5、6主要通过理论教学环节、课后作业进行培养。主要通过课堂测试，课后作业和期末考试中放大、滤波、差分、反馈电路的特性分析类题目进行考核。要求为能给出符合要求的电路系统原理图及合理的参数。目标达成综合以上内容进行评价。3.课程目标7主要通过理论教学环节进行培养，在课后作业中有要求。主要通过期末考试中信号产生与处理电路的分析、计算类题目进行考核，在课后作业中体现为基于实际元器件特性，设计与选用合理元器件设计信号产生与处理电路，并能分析基础元器件的影响作用。目标达成综合以上内容进行评价。4.课程目标8主要通过理论教学环节进行培养，在课后作业中有要求。在课后作业中体现为基于实际元器件特性，设计与选用合理元器件完成仿真电路，并能分析器件参数的影响。主要通过期末考试中分析电路故障、优化电路参数等内容进行考核，目标达成综合以上内容进行评价。三、教学方法及手段1.理论教学以课堂讲授为主，面向基础知识的准确、扎实掌握，突出对原理的分析、对方法的总结以及理论体系的完整建立；2.理论教学强调将各种放大电路的理论特性与工程实现的实际情况紧密联系，面向知识的实际应用；3.理论教学注重本课程与电路分析基础、数字电子技术基础、电子电路综合设计、单片机测控技术等课程的联系，以运算放大器典型需求作为本课程知识的应用背景，结合半导体的相关理论解释本课程的有关概念和原理，基于电路分析基础的基础知识掌握模拟集成电路的分析、计算与设计。4.理论教学与课内实验相结合，进行模拟集成电路的应用与训练。课程强调学生的自主学习，强调通过自学的方式消化、吸收课程的庞大知识量，并在此基础上举一反三。四、课程的基本内容与教学要求第1章绪论[教学目的与要求]：了解电子系统的基本概念及组成，了解信号的分类方法及放大电路的分类，熟悉放大电路的主要性能指标。[本章主要内容]：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[本章重点]：1．信号放大过程的电路构成和放大电路的四种模型。2．输入电阻、输出电阻、增益、频率响应和非线性失真等放大电路主要性能指标的概念。[本章难点]：区分模拟信号和数字信号，对电路中放大的理解。第2章运算放大器[教学目的与要求]：了解半导体材料的基本结构及PN结的形成，掌握PN结的单向导电工作原理，掌握二极管（包括稳压管）的V-I特性及主要性能指标。[本章主要内容]：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他应用、[本章重点]：理想运放在线性区的特性“虚短”和“虚断”的概用。由集成运放组成的基本运算电路的分析方法、电路结构特点及其输入、输出关系。[本章难点]：运算放大器的虚短和虚断的理解和应用。第3章二极管及其基本电路[教学目的与要求]：了解半导体材料的基本结构及PN结的形成，掌握PN结的单向导电工作原理，掌握二极管（包括稳压管）的V-I特性及主要性能指标。[本章主要内容]：3.1半导体的基本知识3.2PN结的形成及特性3.3二极管3.4二极管基本电路及其分析方法3.5特殊二极管[本章重点]：PN结特性。二极管管主要参数及简化模型分析法。齐纳二极管特性及应用。[本章难点]：二极管单向导电性的物理原理。第4章双极结型三极管及其放大电路[教学目的与要求]：了解半导体三极管的工作原理、特性曲线及主要参数。了解半导体三极管放大电路的分类。掌握用图解法和小信号分析法分析放大电路的静态及动态工作情况。理解放大电路的工作点稳定问题。掌握放大电路的频率响应及各元件参数对其性能的影响。[本章主要内容]：4.1双极结型三极管（BJT）4.2BJT放大电路[本章重点]：BJT的工作原理、I-V特性和主要参数。BJT放大电路的组成、工作原理、静态和动态的分析与计算。[本章难点]：BJT放大电路的动态分析。第5章场效应三极管及其放大电路[教学目的与要求]：了解结型场效应管的工作原理、特性曲线及主要参数。掌握用公式法和小信号模型分析法分析其放大电路的静态及动态性能。了解三极管及场效应管放大电路的特点。[本章主要内容]：5.1金属-氧化物-半导体（MOS）场效应三极管5.2MOSFET基本共源极放大电路5.3图解分析法5.4小信号模型分析法5.5共漏极和共栅极放大电路5.6MOSFET大信号工作及开关应用5.7多级放大电路5.9各种FET的特性及使用注意事项[本章重点]：FET的工作原理、1-V特性和主要参数。FET放大电路的组成及工作原理。FET放大电路的分析方法。共源、共漏、共栅放大电路的特点。[本章难点]：FET放大电路分析。BJT放大电路与FET放大电路性能对比。第6章频率响应[教学目的与要求]：了解放大电路的低频及高频响应，掌握影响电路频率响应的参数；掌握扩展电路通频带的基本方法；了解多级放大电路的频率响应分析。[本章主要内容]：6.1单时间常数RC电路的频率响应6.2单管放大电路的低频响应6.3单管放大电路的高频响应6.4扩展放大电路通频带的方法6.5多级放大电路的频率响应[本章重点]：频率响应的基本概念及分析方法。放大电路的低频和高频响应，各元件参数对放大电路频率响应的影响。多级放大电路的频率响应。[本章难点]：元件参数对放大电路频率响应的影响，扩展放大电路通频带的方法。第7章模拟集成电路[教学目的与要求]：了解模拟集成电路中的直流偏置技术，掌握差分放大电路的基本结构；掌握实际集成电路中运放参数的选取及相关应用问题。[本章主要内容]：7.1模拟集成电路中的直流偏置技术7.2差分式放大电路7.3带有源负载的差分式放大电路7.4集成运算放大器电路简介7.5运放主要参数和相关应用问题[本章重点]：电流源的结构、特点和应用。差分式放大电路的结构、静态分析、动态分析及其特点。运放的主要参数和实际应用问题。[本章难点]：信号的分解，差模、共模信号在电路中的影响。第8章反馈放大电路[教学目的与要求]：了解模拟集成电路中的反馈的基本概念和分类，掌握负反馈放大电路的性能分析；掌握深度负反馈的相关计算，了解负反馈放大电路的设计和性能分析。[本章主要内容]：8.1反馈的基本概念与分类8.2负反馈放大电路增益的一般表达式8.3负反馈对放大电路性能的影响8.4深度负反馈条件下的近似计算8.5负反馈放大电路设计8.6负反馈放大电路的稳定性[本章重点]：反馈的基本概念及反馈的判别方法。反馈放大电路增益的一般表达式。反馈对放大电路性能的影响。反负反馈条件下增益的估算。反馈放大电路产生自激振荡的条、判断负反馈放大电路稳定性的方法。[本章难点]：负反馈放大电路的判别、分析和计算。第9章功率放大电路[教学目的与要求]：了解模拟集成电路中的功率放大电路，掌握功率放大电路的基本结构；掌握实际集成电路中功放电路器件参数的选取及相关应用问题。[本章主要内容]：9.1功率放大电路的一般问题9.2射极输出器——甲类放大的实例9.3乙类双电源互补对称功率放大电路9.4甲乙类互补对称功率放大电路9.5丁类（D类）功率放大电路原理简介9.6功率管9.7集成功率放大器举例[本章重点]：互补对称功率放大电路的组成、工作原理、最大输出功率和效率的估算以及功放管。集成功放的应用。[本章难点]：功放的一般思路和典型电路。第10章信号处理与信号产生电路[教学目的与要求]：了解模拟集成电路中的信号处理及信号产生技术，掌握正弦信号产生电路的基本结构；掌握常用非正弦信号产生电路的基本结构。[本章主要内容]：10.1滤波电路的基本概念与分类10.2一阶有源滤波电路10.3高阶有源滤波电路10.4开关电容滤波器10.5正弦波振荡电路的振荡条件10.6RC正弦波振荡电路10.7LC正弦波振荡电路10.8非正弦信号产生电路[本章重点]：有源滤波电路的功能、分类和主要参数。二阶有源滤波电路的典型结构和分析方法。正弦波振荡电路的组成及各部分的作用，RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路的工作原理和是否能产生正弦波振荡的判别方法。单门限电压比较器（含过零比较器）、迟滞比较器的电路结构、工作原理、分析方法输出关系（含电压传输特性）。矩形波、三角波和锯齿波等非正弦波产生电路的工作原理、波形分析和主要参数的求解方法。[本章难点]：正弦振荡信号的产生与稳幅，非正弦波产生电路的工作原理。第11章直流电源电路[教学目的与要求]：了解模拟集成电路中的整流滤波电路和稳压电路，了解如何为放大电路提供直流工作电源。[本章主要内容]：11.1小功率整流滤波电路11.2线性稳压电路11.3开关稳压电路[本章重点]：整流和滤波电路的工作原理，电路主要参数和元器件的选择。串联型稳压电路的组成和稳压原理，集成稳压器的应用。稳压电路的组成和工作原理，集成开关稳压器的基本应用。[本章难点]：整流和滤波电路的工作原理，电路主要参数和元器件的选择。五、课内实验无六、课程学时分配教学课次教学内容教学环节与计划时数教学环节计划时数1电子系统与信号；放大电路的基础知识；理论课22集成电路运算放大器；理想运算放大器理论课23基本线性运放电路；同相输入和反相输入放大电路的其他应用理论课2４半导体的基础知识；PN结的形成及特性；半导体二极管理论课25二极管基本电路及其分析方法理论课26半导体BJT；共极放大电路理论课27图解分析法；理论课28小信号模型分析法；理论课29共集电极电路和共基极电路理论课210习题课理论课211金属-氧化物-半导体（MOS）场效应三极管理论课212MOSFET基本共源极放大电路理论课213图解分析法理论课214小信号模型分析法理论课215共漏极和共栅极放大电路理论课216MOSFET大信号工作及开关应用理论课217多级放大电路；各种FET的特性及使用注意事项理论课218习题课理论课219单时间常数RC电路的频率响应；单管放大电路的低频响应理论课220单管放大电路的高频响应；扩展放大电路通频带的方法理论课221多级放大电路的频率响应理论课222功率放大电路的一般问题；乙类双电源互补对称功率放大电路；理论课223功率器件；理论课224集成电路运算放大器中的电流源；理论课225差分放大电路；反馈的基本概念与分类；理论课226负反馈放大电路及其分析方法理论课227基本运算电路；有源运算电路；理论课228正弦波振荡电路的振荡条件；理论课229RC正弦波振荡电路；LC正弦波振荡电路；理论课230习题课理论课231小功率整流滤波电路；理论课232串联反馈式稳压电源；理论课2七、课程考核与成绩评定7.1考核方式考核环节包括课程学习过程考核和期末考试，其中课程过程考核占总成绩的40%，分别由课堂表现、课后作业、实验情况进行评定；期末考试成绩占总成绩的60%。各环节的比重如下。考核环节比重合计过程考核（平时成绩）课堂表现15%30%作业15%期末成绩期末测试70%70%总计100%100%7.2考核内容及要求本课程为考试课。考核内容及分值分配如下。考核方式考核内容分值课程目标总分值期末考试70%模拟信号的类型及特点2～4目标1100分运算放大器的特性及分析2～5目标2、7BJT放大电路的类型、特点、计算5～15目标5、6、7MOSFET放大电路的类型、特点、计算5～15目标3负反馈放大电路的类型、特点及分析计算15～30目标5、6差分放大电路的类型及分析、设计10～20目标4、5、6信号产生与处理电路的类型、计算、设计5～15目标4、5、6直流电源电路的类型、计算、设计5～10目标4、5、6过程考核30%课堂表现课堂测试、出勤情况15目标1、2、3、4、5、6、715分课后作业作业完成情况15目标1、2、3、4、5、6、715分7.3成绩评定1.课堂表现课堂表现总分15分，由课堂测试与课堂出勤情况评定。其中，课堂测试满分10分，以客观题（填空、选择、判断）为主，每学期随堂测试15~20次，每次测试1~2道题目，每答错一道题目扣0.5分（直到扣满10分为止）；课堂出勤满分5分，缺勤一次扣1分，迟到或请假扣0.5分。2.课后作业课后作业总分15分，由作业完成情况评定。每学期布置作业5次，每