• 名称：模拟电子技术基础（华成英/清华大学）
  • 分类：电子通讯
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  • 时间：2025-01-20 20:52

一、课程概述

《模拟电子技术基础（华成英 / 清华大学）》是一门重要的电子技术基础课程，主要研究对模拟信号进行处理和变换的电路原理及应用。该课程以半导体器件为基础，深入分析各种模拟电子电路的工作原理、性能指标和分析方法，为学生后续学习电子信息类专业课程及从事电子电路设计、开发等工作奠定坚实的基础。

二、课程目标

  1. 知识掌握目标：
    • 使学生掌握半导体器件（如二极管、三极管、场效应管等）的工作原理、特性曲线和主要参数。
    • 让学生熟悉各种模拟电子电路（如放大电路、运算放大器电路、信号产生与转换电路、直流电源电路等）的结构、工作原理、性能指标和分析方法。
  2. 能力提升目标：
    • 培养学生对模拟电子电路的分析能力，能够运用基本电路理论（如基尔霍夫定律、等效电路法等）分析和求解电路的静态和动态性能。
    • 提升学生的电路设计能力，能够根据实际需求设计简单的模拟电子电路，包括电路的选型、参数计算和性能优化。
  3. 实践操作目标：
    • 培养学生的实验技能，使其能够使用实验仪器（如示波器、信号发生器、万用表等）对模拟电子电路进行测量和调试。
    • 引导学生学会对实验结果进行分析和处理，能够根据实验数据评估电路性能，并解决实验中出现的问题。

三、课程内容

  1. 半导体器件基础：
    • 半导体物理基础：
      • 讲解半导体的基本概念，包括本征半导体、杂质半导体和 PN 结的形成与特性。
      • 阐述半导体的导电原理，以及温度、杂质浓度等因素对半导体性能的影响。
    • 二极管及其应用电路：
      • 详细介绍二极管的伏安特性曲线、主要参数和等效电路模型。
      • 分析二极管在整流、限幅、稳压等电路中的应用，通过实例分析电路的工作原理和性能指标。
    • 双极结型晶体管（BJT）：
      • 讲解 BJT 的结构、工作原理和特性曲线，包括输入特性、输出特性和电流放大原理。
      • 分析 BJT 的三种工作状态（放大、截止、饱和）及其判断方法，以及在共射、共集、共基放大电路中的应用。
    • 场效应晶体管（FET）：
      • 阐述场效应管的类型（如结型场效应管 JFET、绝缘栅型场效应管 MOSFET）及其工作原理。
      • 介绍场效应管的特性曲线和主要参数，以及在放大电路中的应用特点。
  2. 基本放大电路：
    • 共射极放大电路：
      • 分析共射极放大电路的静态工作点设置及其稳定方法，使用直流通路和交流通路进行分析。
      • 讲解放大电路的性能指标（如电压放大倍数、输入电阻、输出电阻）的计算方法，运用微变等效电路法进行动态分析。
      • 探讨影响放大电路性能的因素，如负载电阻、信号源内阻等对性能指标的影响。
    • 共集电极和共基极放大电路：
      • 阐述共集电极放大电路（射极输出器）和共基极放大电路的特点和应用。
      • 分析其工作原理、性能指标计算和与共射极放大电路的比较，掌握不同放大电路的优缺点和适用场景。
    • 多级放大电路：
      • 介绍多级放大电路的耦合方式（如阻容耦合、直接耦合、变压器耦合）及其特点。
      • 讲解多级放大电路的性能指标计算，包括总电压放大倍数、输入电阻和输出电阻，以及级间影响的分析。
  3. 集成运算放大器：
    • 集成运放的基本特性：
      • 介绍集成运放的基本组成、符号和主要参数，以及理想运放的条件。
      • 阐述集成运放的线性和非线性工作区的特点和分析方法，如虚短和虚断的概念及其应用。
    • 基本运算电路：
      • 讲解比例运算电路（反相比例、同相比例）、加法电路、减法电路、积分电路和微分电路的工作原理。
      • 运用虚短和虚断的概念对运算电路进行分析和计算，掌握其在信号运算中的应用。
    • 信号处理电路：
      • 分析有源滤波器（低通、高通、带通、带阻滤波器）的原理和设计方法。
      • 介绍电压比较器的工作原理和应用，如过零比较器、滞回比较器等。
  4. 信号产生电路：
    • 正弦波振荡电路：
      • 讲解正弦波振荡的条件（幅值平衡条件和相位平衡条件）和起振条件。
      • 分析 RC 振荡电路、LC 振荡电路和石英晶体振荡电路的工作原理和振荡频率的计算。
    • 非正弦波振荡电路：
      • 介绍矩形波、三角波、锯齿波等非正弦波产生电路的工作原理和波形分析。
      • 分析电路参数对非正弦波信号频率、幅值等参数的影响。
  5. 直流电源电路：
    • 整流电路：
      • 分析单相半波、全波和桥式整流电路的工作原理和输出电压、电流的计算。
      • 介绍整流二极管的选择和参数计算，以及整流电路中的滤波电路（如电容滤波、电感滤波）。
    • 稳压电路：
      • 讲解线性稳压电路（如串联型稳压电路）的工作原理和性能指标。
      • 介绍开关稳压电路的基本原理和优点，以及不同类型开关稳压电路（如降压型、升压型）的应用。
  6. 功率放大电路：
    • 功率放大电路的基本原理：
      • 阐述功率放大电路的特点和性能指标（如最大输出功率、效率等）。
      • 分析功放电路的工作状态（甲类、乙类、甲乙类）及其优缺点。
    • 互补对称功率放大电路：
      • 介绍 OTL 电路、OCL 电路和 BTL 电路的工作原理和电路结构。
      • 分析功放电路的交越失真及其消除方法，以及功放管的选择和散热问题。

四、课程特色

  1. 原理与实践结合：将模拟电子电路的理论知识与实验实践紧密结合，通过实验加深对电路原理的理解。
  2. 基础与应用并重：既注重基本概念和原理的讲解，又强调电路在实际工程中的应用，使学生具备解决实际问题的能力。
  3. 经典教材依托：以华成英教授编写的经典教材为依托，确保课程内容的系统性和权威性。

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