2010级模拟电子技术基础_教案

1模拟电子技术基础课程教案2010～2011学年第二学期任课教师：金玉善、申铉京、申春吉林大学计算机科学与技术学院2课程名称：模拟电子技术基础课程英文名称：FundamentalsofAnalogCircuits学时：64学分：4授课对象：计算机科学与技术专业2010级教学目的：本课程是各类理工科专业本科生的在电子技术方面的基础性课程，具有自己的理论体系，并且具有很强的实践性，对理工科各专业学生的电子技术的入门具有很好的通过本课程的学习，使学生掌握电子线路的基本理论和分析方法；了解和掌握常用电子元器件的原理、特性及实际应用中对器件的选用方法；了解和掌握常用集成器件的特性及其应用方法；掌握各种基本单元电路的组成、工作原理及其重要性能指标的估算。具有一定的读图能力和初步设计电路的能力；具有一定的实践动手能力和分析、解决实际问题的能力。为后续课程打下良好的理论和实践基础。教学方式：多媒体，板书教材：《电子技术基础》中国铁道出版社金玉善主编《电路》（上册）高等教育出版社出版（第一版）邱关源主编教学参考书：《电子线路基础》高焕文高等教育《集成电子技术基础教程》郑家龙高等教育《模拟电子技术教师手册》华成英高等教育《电子技术基础教师手册》陈大钦高等教育《电路分析简明教程》高等教育出版社，2004年1月出版；，付恩锡主编，《电路原理》高等教育出版社，2004年8月（第二版）周守昌主编，3授课题目电路部分第一章电路模型和电路定律1-1~1-7授课学时2授课时间2011.3.9教学重点、难点：重点:电流和电压的参考方向。难点:受控电源的受控特性。教学要点及教学设计：1-1电路和电路模型1-2电流和电压的参考方向,关联参考方向1-3电功率的能量1-4电路元件和1-5电阻元件略讲1-6电压源的电流源1-7受控电源受控特性四种受控电源:电流控电压源；电流控电流源；电压控电压源；电压控电流源作业安排：1-2,1-3,1-7,1-84授课题目第一章电路模型和电路定律1-8授课学时2授课时间2011.3.11教学重点、难点：重点:基尔霍夫定律。难点:了解KVL实质上是能量守恒原理的体现,KCL表明电流的连续性,是电荷守恒的体现。教学要点及教学设计：1-8基尔霍夫定律1.基尔霍夫电流定律(KCL)Kirchhoff’sCurrentLaw2.基尔霍夫电压定律(KVL)Kirchhoff’sVoltageLaw作业安排：1-12,1-13,1-15~1-205授课题目第二章电阻电路的等效变换授课学时2授课学时2011.3.16教学重点、难点：重点:电路的等效变换难点:电路的等效变换教学要点及教学设计：2-2电路的等效变换;2-3电阻的串并联2-4电压源和电流源的串并联；6授课题目第二章电阻电路的等效变换2-6；2-7授课学时2授课学时2011.3.18教学重点、难点：重点:实际电源的两种模型的等效变换难点:实际电源的两种模型的等效变换教学要点及教学设计：2-6.实际电源的两种模型及其等效变换；2-7.输入电阻作业安排：2-2；2-7；2-10；2-11；2-14题7授课题目第三章电阻电路的一般分析3-1；3-2；3-3；3-4授课学时2授课学时2011.3.23教学重点、难点：重点:支路电流法难点:支路电流法教学要点及教学设计：3-1.电路的图3-2.KCL和KVL的独立方程数3-3.支路电流法应用支路电流法列写电路方程的步骤如下：1.指定所有b条支路电流参考方向(将独立电流源和电阻的并联视为一条支路)2.写出n-1个结点的KCL方程3.选取b-(n-1)个独立回路并指定绕行方向4.写出b-(n-1)个独立回路KVL方程5.解方程,求出各支路电流3-4.网孔电流法8授课题目第三章电阻电路的一般分析3-5；3-6授课学时2授课学时2011.3.25教学重点、难点：重点:回路电流法；结点电压法难点:分析方法中对独立电源的处理教学要点及教学设计：3-5.回路电流法；当电路中的独立回路数少于独立结点数时，用回路电流法比较方便、方程个数较少。其步骤为：（1）选取独立回路（2）选取独立回路的绕行方向（3）根据KVL列写回路电流方程，方程的左边是无源元件的电压降的代数和，自阻上的压降恒为“+”，互阻上的压降可“+”可“-”，符号的选择取决于回路电流和绕行方向；方程右边为独立电压源的电压的代数和，当电压源的正方向与绕行方向相反时取“+”，反之取“-”。3-6.结点电压法当电路中的独立结点数少于独立回路数时，用结点电压法比较方便、方程个数较少。其步骤为：(1)选取独立结点和参考结点，则独立结点到参考结点间的电压为结点电压(2)以结点电压为独立变量根据KCL列写独立结点的结点电流方程，方程的左边是无源元件电流的代数和，自导上的电流恒为“+”，互导上的电流为“-”；方程右边为独立电流源的代数和，当电流源的正方向指向该结点时取“+”，反之取“-”。作业安排：3-11~3-16；3-18；3-21题9授课题目第四章电路定理4-1；4-2授课学时2授课学时2011.3.30教学重点、难点：重点:叠加定理难点:叠加定理中合理应用教学要点及教学设计：4-1.叠加定理；在使用叠加定理分析计算电路应注意以下几点:(1)叠加定理只能用于计算线性电路(即电路中的元件均为线性元件)的支路电流或电压(不能直接进行功率的叠加计算)；(2)电压源不作用时应视为短路，电流源不作用时应视为开路；(3)叠加时要注意电流或电压取各分量的正负号。电路中包含电容的叠加定理计算问题线性的正弦稳态电路也满足叠加定理。4-2.替代定理10授课题目第四章电路定理4-3；4-4授课学时2授课学时2011.4.1教学重点、难点：重点:戴维宁定理和诺顿定理难点:当网络含受控源等效电阻的求解方法教学要点及教学设计：4-3.戴维宁定理和诺顿定理；作用：在有些情况下只需计算一个复杂电路中某一支路（或某一部分）的电流。我们可以把这个支路（部分）划出，而把其余部分看成是一个有源二端网络，这个有源二端网络对于此支路仅相当于一个供给电流的电源。只要将这个网络用电压源于电阻的串联组合成电流源与电阻的并联组合等效代替就可以使问题简单化。求解戴维宁定理的关键：1.求开路电压：几乎用到解复杂电路的各种方法2.等效电阻：当网络含受控源时方法：①外施电压法、电流②短路电流法4-4.最大功率传输定理作业安排：4-2~4-4；4-7；4-12;4-17题11授课题目模拟电路部分:第1章二极管及其基本电路第1.1、1.2、1.3节授课学时2授课时间2011.4.6教学重点、难点：重点:PN结的单向导电性，二极管的伏安特性。难点：PN结的单向导电原理。教学要点及教学设计：主要介绍了下列半导体的基本概念：本征半导体本征激发、空穴、载流子杂质半导体P型半导体和N型半导体受主杂质、施主杂质、多子、少子第1.1节半导体的基本知识1.1.1、半导体材料1.1.2、半导体的共价键结构1.1.3、本征半导体、空穴极其导电作用31.1.4、杂质半导体第1.2节PN结的形成及特性1.2.1、PN结的形成1.2.2、PN结的单向导电性1.2.3、PN结的电容效应第1.3节二极管1.3.1、二极管的结构1.3.2、二极管的伏安特性正向特性：死区电压、导通电压反向特性：反向饱和电流、温度影响大反向击穿特性：电击穿（雪崩击穿、齐纳击穿）、热击穿3.3.3、主要参数(略讲)作业安排：12授课题目第3章二极管及其基本电路第1.4节授课学时2授课时间2011.4.8教学重点、难点：重点：掌握二极管基本特性及其分析方法掌握二极管的分析模型难点：对二极管各种应用电路的理解教学要点及教学设计：1.4节二极管的基本电路及其分析方法1.4.1、简单二极管电路的图解分析法1.4.2、二极管电路的简化模型分析方法一、理想模型正向偏置管压降为零反向偏置电阻无穷大，电流为零。二、恒压降模型二极管导通后，管压降恒定，典型值硅管0.7V。三、折线模型二极管导通后，管压降不恒定，用一个电池和一个电阻rd来作进一步近似。四、小信号模型用一个微变电阻rd近似分析静态工作点附近工作情况。五、模型分析应用举例1、整流电路2、静态工作情况分析3、限幅电路4、开关电路5、低电压稳压电路6、小信号工作情况分析4作业安排：课后2;4;5;6;9;10;13;14;15;17题13授课题目第2章双极结型三极管及放大电路基础第2.1节授课学时2授课时间2011.4.13教学重点、难点：重点:三极管的基本结构，工作原理、特性曲线。难点：三极管内部载流子的运动规律。教学要点及教学设计：第2．1节BJT一、基本结构三极管的结构特点二、电流分配和放大原理晶体管具有放大作用的内部条件晶体管具有放大作用的外部条件IE=IB+IC=(1+β)IB，IC=IB三、特性曲线输出特性曲线可以分为三个区域:饱和区——iC受uCE显著控制的区域，该区域内uCE＜0.7V。此时发射结正偏，集电结也正偏。截止区——iC接近零的区域，相当iB=0的曲线的下方。此时，发射结反偏，集电结反偏。放大区——曲线基本平行等距。此时，发射结正偏，集电结反偏四、主要参数电流放大系数极间反向电流极限参数五、温度对BJT参数及特性的影响6作业安排：14授课题目第2章双极结型三极管及放大电路基础第2.2节2.3.1节授课学时2授课时间2011.4.15教学重点、难点：重点：共射放大电路的各元件的作用及其工作原理难点：共射放大电路的工作原理教学要点及教学设计：第2．2节三极管放大电路的各项指标第2.3.1基本共射极放大电路的组成一、共射放大电路的基本结构二、共射基本放大电路中各元件的作用基极偏置电路：使发射结正偏，并提供适当的静IB和UBE集电极电阻RC，将变化的电流转变为变化的电压集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏耦合电容:：隔直通交隔离输入输出与电路直流的联系，同时能使信号顺利输入输出三、共射放大电路的工作原理四、基本放大电路的习惯画法作业安排：3;6;7；8;9题15授课题目第2章双极结型三极管及放大电路基础第2.3节;授课学时2授课时间2011.4.20教学重点、难点：重点：图解法。静态工作点估算难点：直流负载线、交流负载线的含义理解教学要点及教学设计：第2.3节放大电路的分析方法2.3.3、图解分析法一、静态工作点1.静态工作点——Vi=0时电路的工作状态由于(IB,VBE)和(IC,VCE)分别对应于输入、输出特性曲线上的一个点，所以称为静态工作点2.静态工作点的估算直流通路的画法直流负载线用估算法计算静态工作点二、用图解法对静态工作点的分析三、用图解法对动态工作点的分析交流通路的画法交流负载线2.3.4、小信号模型分析法一、BJT的H参数及小信号模型将非线性的BJT等效成一个线性电路,BJT的小信号建模三极管的h参数等效电路简化的h参数等效电路rbe的计算作业安排：16授课题目第4章双极结型三极管及放大电路基础第2.4节授课学时2授课时间2011.4.22教学重点、难点：重点:动态分析的微变等效电路法；电压放大倍数AN，输入电阻ri和输出电阻ro的计算。难点：对静态工作点的稳定过程的理解教学要点及教学设计：二、用H参数小信号模型分析基本共射极放大电路画H参数小信号模型的等效电路；估算rbe；求电压增益Av；求输入电阻Ri；求输出电阻Ro第2.4节放大电路静态工作点的稳定问题4.4.1、温度对静态工作点的影响4.4.2、射极偏置电路基极分压式射极偏置电路；含有双电源的射极偏置电路（略）；含有恒流源的射极偏置电路（略）。注意：图解法和小信号模型分析法的比较当输入电压幅度较小或BJT基本上在线性范围工作时，特别是放大电路比较复杂时，可用小信号模型来分析。当输入电压幅度较大，BJT的工作点延伸到特性曲线的非线性部分，需要分析如何合理安排电路工作点和参数以便得到最大不失真动态范围时，采用图解法比较方便。12作业安排：课后10;11；16题17授课题目第2章双极结型三极管及放大电路基础