《模拟电子技术基础》教学大纲

课程编号：IB006005

               

课程名称：模拟电子技术基础	英文名称：Fundamentals  of Analog Electronic Technology
学分/学时：3/48	课程性质：基础课、必修
适用专业：生物医学工程	建议开设学期：第4学期
先修课程：电路基础、信号与系统	开课单位：生命科学技术学院

一、课程的教学目标与任务

“模拟电子线路及技术基础”课程是电子、电气、信息工程类专业的主干课程，是最重要的学科技术基础课之一。该课程的实施宗旨是“打好基础，学以致用”。所谓“打好基础”，是指“模拟电子线路及技术基础”课程要为后续课程（如“通信电子线路”、“数字电路”等）做好准备；所谓“学以致用”，是指众多的电子器件和电路，特别是集成电路要“直面应用”，即直接为工程应用服务。

二、课程具体内容及基本要求

（一）绪论(1学时)

1.基本要求

（1）了解模拟信号、采样数据信号、数字信号的特点和区别，认识模拟信号处理及模拟电路的重要性。

（2）熟识放大器的模型，根据输入量、输出量、受控源的不同，有电压放大器(电压增益)、电流放大器(电流增益)、互导放大器(互导增益)、互阻放大器(互阻增益)之分。

（3）深入了解放大器的主要性能指标：放大倍数(增益)、输入电阻、输出电阻、频率响应、非线性失真系数(全谐波失真系数)等。

（4）了解反馈的基本概念，负反馈、正反馈的基本含义。

2.作业及课外学习要求：

完成第一章的习题1-习题5，主要了解模拟信号、数字信号差别，放大器增益的求解，反馈的分析和计算。

（二）集成运算放大器的线性应用基础(8学时)

1.基本要求

（1）了解集成运算放大器的符号、模型、理想运放条件和电压传输特性。

（2）理解在理想集成运放条件下，电路引入深度负反馈对电路性能的影响，掌握“虚短”、“虚断”和“虚地”的概念。

（3）熟练掌握理想集成运放基本应用电路(包括同相/反相比例放大，同相/反相相加、相减，积分，微分，V-I和I-V变换电路)的分析、计算，对于给定电路能判断电路类型，计算主要参数，绘制输出波形和传输特性；能够根据给定输入输出关系式和电路功能，选择并设计电路。

（4）了解二阶低通、高通、带通、带阻和全通滤波器的传递函数与幅频特性的特点。对于给定滤波器能判断其类型和功能，并定性绘制其幅频特性；能设计和计算一阶低通、高通及移相器(全通)等简单滤波器电路。

（5）了解集成运算放大器主要技术指标的含义，了解实际集成运放电路的非理想特性对实际应用的限制，包括输入失调电压、输入偏置电流、有限的开环增益、带宽和压摆率对电路的影响。

2.重点、难点

重点：各种集成运放基本应用电路的分析、计算和设计。

难点：滤波器电路的分析、计算和集成运放电路的非理想特性对实际应用的影响。

3.作业及课外学习要求

完成第二章的习题2-5,2-10(a, c), 2-14, 2-17, 2-30，主要掌握不同类型运算放大器的分析、计算，以及简单电路的设计；定性的分析二阶滤波器类型、定量计算一阶滤波器。

（三）电压比较器、弛张振荡器及模拟开关(3学时)

1.基本要求

（1）了解电压比较器的基本特性；理解电压比较器和运算法放大器的不同之处（包括功能、电路和要求的不同）；掌握电压比较强的开环应用，亦即简单比较器（包括零比较器和脉宽调制器）的特点、用途和传输特性，能根据输入信号绘制其输出波形。

（2）掌握正反馈比较器（迟滞比较器）的特点、传输特性及其输入输出波形。

（3）掌握单运放和双运放弛张振荡器电路的特性，能定性画出输出波形，计算输出方波、三角波幅度和振荡频率。

（4）了解各种单片机集成电压比较器的特点、主要参数和应用。

（5）了解模拟开关的功能和用途。

2.重点、难点

重点：简单比较器、迟滞比较器和弛张振荡器电路的分析和计算。

难点：简单比较器、迟滞比较器和弛张振荡器传输特性及输出波形的分析。

3.作业及课外学习要求

完成第三章的习题3-1至3-8，主要掌握简单比较器、迟滞比较器和弛张振荡器的分析、计算以及输出波形的绘制。

（四）常用半导体器件原理(8学时)

1.基本要求

（1）理解本征半导体、P型和N型半导体以及漂移电流和扩散电流等基本概念。

（2）掌握PN结的工作原理、单向导电性、击穿特性和电容特性等基本知识。

（3）掌握晶体二极管的伏安特性、常用参数、温度特性，能够应用简化模型对二极管基本应用电路（包括整流、限幅、电平选择和峰值检波电路）进行分析和计算。
（4）掌握稳压二极管特性及其应用电路的分析、计算，掌握包括二极管、稳压管和运放的电路（包括精密整流电路、输出限幅比较器、输出限幅且占空比可调的弛张振荡器等电路）的分析和计算。

（5）掌握双极性晶体三极管的工作原理、共射输出特性和输入特性曲线及主要参数，熟练直流偏置下晶体管的工作状态分析、计算以及各种晶体管应用电路（包括对数、反对数、恒流源电路）的分析和计算。

（6）掌握JFET和MOSFET的工作原理、输出特性和转移特性曲线及主要参数，熟练掌握直流偏置下FET的工作状态分析，计算以及各种FET应用电路（包括方波、锯齿波发生器，取样/保持电路，相敏检波电路）的分析和计算。

（7）了解双极性晶体管和唱效应管的性能及参数比较。

2.重点、难点

重点：PN结工作原理，晶体二级管应用电路及晶体管和场效应管的工作原理、特性曲线、主要参数及其应用电路的分析和计算。

难点：本章概念较多，晶体三极管尤其是唱效应管的工作原理、特性曲线及其应用电路的分析和计算较难掌握，教学中应密切联系应用背景，引起学生的学习兴趣。

3.作业及课外学习要求

完成第四章的习题4-6至4-9,4-8(c,d,e), 4-10, 4-13, 4-18, 4-19, 4-17(a), 4-20, 4-22, 4-23, 4-24, 4-25。掌握PN结的基本概念、工作原理，二极管原理、限幅、整流电路，三极管、场效应管的工作状态计算。

（五）基本放大器(9学时)

1.基本要求

（1）理解基本放大器的组成原理、各元件的作用；掌握基本放大器直流、交流通路的确定方法；熟练掌握直流偏置电路（包括固定偏流、电流负反馈性偏置及分压偏置电路）的分析、计算，即静态工作点的计算；掌握工作状态（截止、放大和饱和）的判断方法。

（2）掌握放大器的直流、交流图解分析法，能绘制简单电路的直流负载线和交流负载线；掌握非线性失真的判断和动态范围的确定等。

（3）理解晶体三极管低频交流小信号模型及其参数；掌握晶体管放大器基本组态（共射、共基和共集）电路组成、工作原理及主要指标熟练掌握应用微变等效电路法对三种基本放大器进行交流分析、计算；掌握三种放大器的性能特点及应用。

（4）了解场效应管放大器偏置电路分析、图解法和解析法；理解场效应管的低频小信号模型及其参数；掌握场效应管三种基本组成电路的分析、计算。

（5）理解多级放大器级联原则、级间耦合方式及主要性能指标的计算；掌握多级放大器中后级对前级的负载效应的分析计算；掌握CC-CE、CE-CC和CE-CB组合放大器的特点及分析计算。

2.重点、难点

重点：晶体管和场效应管放大器基本组成CE(CS)、CB（CG）、CC(CD)放大器的组成工作原理、主要特点及其分析和计算。

难点：图解法和微变等效电路法，尤其是场效应管放大器的分析和计算。

3.作业及课外学习要求

完成第五章的习题5-2至5-10, 5-12,5-13, 5-21, 5-23, 5-27至5-29。掌握放大器的直流、交流图解分析法，晶体三极管低频交流小信号模型及其参数。

（六）集成运算放大器电路原理(7学时)

1.基本要求

（1）了解集成运算放大器的组成和电路特点。

（2）了解电流源在集成运放中的作用；掌握单管、镜像、比例、微电流和负反馈型电流源以及有源负载放大器的组成、特点以及电路的分析、计算。

（3）掌握差动放大器的结构特点、基本工作原理、主要性能指标、传输特性以及差动电路的分析、极端；了解差动电路的推广应用。

（4）了解集成运算放大器的输出级电路（及互补对称型射级输出器）分析以及交越失真的概念和客服方法。

（5）理解以F007为例的集成运算放大器内部电路组成和分析方法。

（6）了解MOS集成运算放大器的电路组成和分析方法。

（7）理解集成运算放大器的主要性能指标

2.重点、难点

重点：电流源电路的分析、计算，差动放大器的特点、工作原理、性能指标、传输特性，以及电路的分析、计算。

难点：差动放大器的分析、计算和集成运放内部电路的分析。

3.作业及课外学习要求

完成第六章的习题6-4至6-6至 6-13。掌握电流源在集成运放中的作用，差动放大器的结构特点、基本工作原理、主要性能指标、传输特性以及差动电路的分析。

（七）频率响应(3学时)

1.基本要求

（1）理解频率失真、线性失真和非线性失真的概念；了解实际放大器的幅频特性；掌握上/下限频幅、通频带和增益频带积的定义。

（2）理解晶体管的高频小信号模型和频率参数；掌握特征频率等相关知识。

（3）掌握分析频率响应的快速估计法，并能用“类比”法估算电路的上/下限频率。

（4）理解密勒定理；掌握单级共射放大器高频响应分析方法和波特图近似表示法。

（5）掌握共基、共集当大旗高频特性；了解CE-CB级联电路展宽频带的原理；掌握影响放大器频率特性的主要因素；理解展宽频带的主要方法和展宽放大器的设计原则。

（6）了解场效应管放大器的高频响应分析。

（7）了解放大器低频响应分析方法；掌握下限频率分析和计算方法。

（8）掌握多级放大器下限频率和上限频率的分析和计算。

（9）了解稳态指标上限频率与暂态指标建立时间的关系

2.重点、难点

重点：频率响应相关知识，晶体管高频小信号模型和频率参数，三种基本放大器上限频率的分析和计算方法，展宽频带的主要方法和宽带放大器的设计原则。

难点：放大器频率响应的分析和计算，宽带放大器设计。

3.作业及课外学习要求

完成第七章的习题7-1, 7-2,7-5, 7-7, 7-8, 7-10, 7-12, 7-13。掌握晶体管的高频小信号模型和频率参数，分析频率响应的快速估计法。

（八）反馈(6学时)

1.基本要求

（1）了解电路中引入反馈的重要性；理解反馈的基本概念、基本框图和基本方程。

（2）掌握负反馈放大器的四种类型，对于给定电路能够判断反馈的类型。

（3）理解负反馈对放大性能的影响。

（4）理解负反馈放大器的分析方法；掌握负反馈类型的判别、负反馈放大器增益和反馈系数的计算；对于给定电路，能够根据要求正确引入负反馈。

（5）理解反馈放大器的稳定性；了解相位补偿技术。

（6）了解正弦振荡器的电路及工作原理（对于开设“高频电子线路”课程的学校，本节内容不讲，不做要求）。

2.重点、难点

重点：负反馈放大器电路分析，包括反馈类型判别、闭环增益和反馈系数的计算、负反馈对放大器性能的影响以及对于给定电路能够根据要求正确引入负反馈。

难点：负反馈放大器电路分析，反馈放大器的稳定性和相位补偿技术。

3.作业及课外学习要求

完成第八章的习题8-2, 8-3,8-8, 8-9, 8-15, 8-16, 8-17, 8-19。掌握负反馈放大器的四种类型，理解负反馈对放大性能的影响。

（九）功率放大电路(2学时)

1.基本要求

（1）理解功率放大器的特点、主要指标、分类及提高功率放大电路效率的方法。

（2）掌握B类互补对称功率放大器的工作原理和输出功率、功耗和集电极效率的计算。

（3）了解AB类单电源互补对称功率放大器的工作原理和分析计算；了解复合管及准互补B类功率放大器（OCL）的工作原理。

（4）了解D功率放大电路和集成功率放大电路。

（5）了解功率器件及其散热和保护电路。

2.重点、难点

重点：B类互补对称功率放大器工作原理和输出功率、功耗和集电极效率的分析、计算以及功率器件的选择原则。

难点：B类互补对称功率放大器指标的分析、计算。

3.作业及课外学习要求

完成第九章的习题，掌握B类互补对称功率放大器的工作原理和输出功率、功耗和集电极效率的计算。

（十）电源电路(1学时)

1.基本要求

（1）理解直流稳压电源组成框图。

（2）了解半波整流、全波整流、桥式整流以及倍压整流的工作原理。

（3）了解常用滤波电路；掌握桥式整流及滤波电路的分析、计算。

（4）掌握串联型稳压电路工作原理及其分析、计算；理解集成三端稳压器的工作原理及其基本应用电路。

（5）了解串联开关式稳压电路的组成和工作原理（重点了解开关电源提高效率、减小体积的原理）；了解各种集成开关稳压器。

2.重点、难点

重点：串联型稳压电路的工作原理、分析、计算及集成三端稳压器的基本使用。

难点：桥式整流、滤波电路和串联型稳压电路的分析、计算。

4.作业及课外学习要求

完成第十章的习题10-4,10-5，掌握串联型稳压电路工作原理及其分析、计算；理解集成三端稳压器的工作原理及其基本应用电路。

三、教学安排及方式

总学时48学时，其中：讲授48学时，实验（或上机或综合练习或多种形式）0学时。

                                                                                                                                                                                                                                                       

序号	课程内容	学时	教学方式
1	绪论	1	讲授
2	集成运算放大器基本概念、基本应用（1）	2	讲授
3	集成运放线性应用（2）	2	讲授
4	集成运放线性应用（3）	2	讲授
5	有源RC滤波器	2	讲授
6	电压比较器（1）	1	讲授
7	电压比较器（2）、弛张振荡器及模拟开关简介	1	讲授
8	习题课	1	讲授
9	半导体物理基础及PN结	2	讲授
10	二极管模型及其应用电路	2	讲授
11	稳压二极管及其应用电路	1	讲授
12	三极管原理、伏安特性及模型	1	讲授
13	结型场效应管原理及特性	1	讲授
14	MOS型场效应管原理及特性	1	讲授
15	基本放大器组成原理、直流偏置电路及交、直流通路	1	讲授
16	图解分析法	2	讲授
17	交流小信号模型及共射放大电路分析	2	讲授
18	共集、共基放大电路及场效应管放大电路	2	讲授
19	三种基本放大器性能总结及放大器级联分析	2	讲授
20	运放电路特点及恒流源电路	1	讲授
21	差动放大电路（1）	2	讲授
22	差动放大电路（2）	2	讲授
23	习题课	2	讲授
24	频响概念及共射放大电路高频响应分析	1	讲授
25	共集、共基放大电路高频响应分析及其它	2	讲授
26	负反馈概念、分类、对放大电路性能影响	3	讲授
27	负反馈放大电路近似计算及稳定性分析	3	讲授
28	功率放大电路分析计算	1	讲授
29	直流电源、整流、滤波及线性稳压电路	1	讲授
30	集成三端稳压器应用及开关稳压电源	1	讲授

注：教学方式包括面授和线上，其中面授包括： 讲授、实验、上机、实践。

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时作业成绩、期中成绩、小测验成绩和期末成绩组合而成。各部分所占比例如下：

平时作业成绩：30%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。

小测验成绩：10%。主要考核对课堂知识的理解、运用能力。

期中考试成绩：10%。主要考核模拟电子技术基础知识的掌握程度。书面考试形式。题型为：填空题、问答题和计算题等。

期末考试成绩：50%。主要考核模拟电子技术基础知识的掌握程度。书面考试形式。题型为：填空题、问答题和计算题等。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

                               

序号	成绩提交时间	名称或说明
C1	第14次授课后、第25次授课后	小测验
C2	第14次授课后、第15次授课前	期中
C3	第30次授课后	平时作业
C4	第30次授课后	期末
总评成绩　＝　C1*0.1+C2*0.2+C3*0.3+C4*0.4

注：上表用于说明授课过程中分项成绩提交时间，教师应在规定的时间内提交对应成绩，提前或逾期无法提交，一旦提交无法修改。大纲可以根据需要自行定义提交成绩的次数、时间和名称或说明，总评成绩计算必须与考核和成绩评定方式中描述的一致。

 

五、教材及参考书目

教材：《模拟电子技术基础》（第二版），孙肖子、张企民、赵建勋、朱天桥、顾伟舟等，孙肖子主编，西安电子科技大学出版社。

参考书目：

1.《模拟电子技术基础（第二版）》教学指导书。孙肖子、张企民、赵建勋、朱天桥、顾伟舟等，孙肖子主编，西安电子科技大学出版社。

2.《电路基础（第三版）》教学指导书。王松林、吴大正等，西安电子科技大学出版社。

3．《信号与系统（第三版）》。张小虹，西安电子科技大学出版社。

六、说明

（一）与相关课程的分工衔接

“模拟电子线路及技术基础”课程要为后续课程，如“通信电子线路”、“数字电路”等做好准备。

（二）其他说明

     无

（执笔人：张毅       审核人：黄力宇）

2019年8月16日