模拟电子技术课程教案

模拟电子技术(1)课程教案

1、适用专业：电子、通信、生物医电专业本科二年级

2、任课教师：张玲

3、授课时间：2004-2005学年第一学期

4、本课程教学目的：

本课程是电子通信等类专业的主要技术基础课。其目的与任务是使学生掌握常用半导体器件和典型集成运放的特性与参数，掌握基本放大、负反馈放大、集成运放应用等低频电子线路的组成、工作原理、性能特点、基本分析方法和工程计算方法；学会使用PSPICE软件对电子线路的分析；使学生具有一定的实践技能和应用能力；培养学生分析问题和解决问题的能力，为后续课程和深入学习这方面的内容打好基础。

5、本课程教学要求：

1．掌握半导体器件的工作原理、外部特性、主要参数、等效电路、分析方法及应用原理。

2．掌握共射、共集、共基、差分、电流源、互补输出级六种基本电路的组成、工作原理、特点及分析，熟悉改进放大电路，理解多级放大电路的耦合方式及分析方法，理解场效应管放大电路的工作原理及分析方法，理解放大电路的频率特性概念及分析。

3．掌握反馈的基本概念和反馈类型的判断方法，理解负反馈对放大电路性能的影响，熟练掌握深度负反馈条件下闭环增益的近似估算，了解负反馈放大电路产生自激振荡的条件及其消除原则。

4．了解集成运算放大器的组成和典型电路，理解理想运放的概念，熟练掌握集

成运放的线性和非线性应用原理及典型电路；掌握一般直流电源的组成，理解整流、滤波、稳压的工作原理，了解电路主要指标的估算。

5．学会使用PSPICE软件对低频电子线路进行直流、交流及瞬态分析。

6、使用的教材：

谢嘉奎编，《电子线路》（线性部分）第四版，高教出版社，

主要参考书目：

童诗白编，《模拟电子技术基础》，高等教育出版社，

张凤言编，《电子电路基础》第二版，高教出版社，

康华光编，《电子技术基础》（模拟部分），高教出版社，

陈大钦编，《模拟电子技术基础问答、例题、试题》，华中理工大学出版社，唐竞新编，《模拟电子技术基础解题指南》，清华大学出版社，

孙肖子编，《电子线路辅导》，西安电子科技大学出版社，

谢自美编，《电子线路设计、实验、测试》（二），华中理工大学出版社，

第一章半导体器件基础

本章的教学目标和要求：

要求学生了解半导体基础知识；掌握二极管基础知识，掌握二极管应用；掌握双极型晶体管（BJT）工作原理，静态伏安特性曲线，BJT的主要参数；对比学习场效应管（FET）的原理和特性曲线。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）

§１－1 半导体基础知识 4

§１－2 半导体二极管 1

§１－3 双极型晶体管 5

§１－4 场效应晶体管 2

本章重点：

PN结内部载流子的运动，PN结的特性，二极管的单向导电性、三极管的电流放大作用、场效应管的压控特性，以及三种器件的等效电路。

本章难点：

PN结的形成原理，器件的非线性伏安特性方程和曲线，场效应管的工作原理本章主要的切入点：“管为路用”

从PN结是半导体器件的基础结构，PN结的形成原理入手，通过对器件的非线性伏安特性的描述，在分析电路时说明存在的问题，引出非线性问题线性化的必要性和可行性；场效应管的特性则直接通过对比三极管特性来理解，避开各种场效应管的不同结构的讨论。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：12

本章习题：《电子线路》（线性部分）

1-13、1-15、1-16、1-19；2-12、2-14、2-15；3-1、3-7。

本章的具体内容：

1、2节

1、介绍本课程目的，教学参考书，本课程的特点以及在学习中应该注意的事项和学习方法；

2、半导体基础知识，半导体，杂质半导体；

重点: PN结的形成过程。

3、4节

PN结的特点，PN结的几个特性:单向导电性、伏安特性、温度特性、电容特性。

重点: PN结的单向导电性、伏安特性曲线的意义，伏安方程的应用。

5节

半导体二极管结构和电路符号，基本特点，等效电路；稳压二极管工作原理，电路符号和特点，等效电路；典型限幅电路和稳压电路的分析。

重点：两种管子的电路符号和特点。

6、7、8节

BJT结构、类型，电路符号，三种工作模式，放大模式下载流子的运动过程，电流放大作用和电流分配关系；BJT共射特性曲线（输入、输出）；介绍BJT的主要参数和极限参数。

例题：器件选择，管脚判断

重点: 电流分配关系、伏安特性曲线的特点和应用。

9、10节：

BJT的小信号等效电路分析，首先引入BJT直流模型，交流模型，共射h参数模型的概念，得到重要的小信号简化等效电路；强调各h参数的物理意义；

重点: BJT三种接法电路的小信号等效电路

11、12节：

FET分类介绍，以N沟道NEMOS管为例介绍FET工作过程，NEMOS管的输出特性曲线，转移特性曲线；小结FET、BJT的特性差异；讲课过程中强调FET、BJT的对比性学习；NEMOS管的主要参数和极限参数。

重点: N沟道NEMOS管的工作过程，NEMOS管的输出特性曲线的分区。

第二章放大电路基础

本章的教学目标和要求：

要求学生正确理解放大器的一些基本概念，掌握BJT的简化模型及其模型参数的求解方法，掌握BJT的偏置电路，及静态工作点的估算方法；掌握BJT的三种基本组态放大电路的组成，指标，特点及分析方法；掌握FET的偏置电路，工作点估算方法，掌握FET的小信号跨导模型，掌握FET的共源和共漏电路的分析和特点；掌握多级放大电路级间耦合方式；多级放大器的耦合方式和动态指标计算；掌握差分放大器的基本概念、特点和工作点的估算，交流特性指标分析方法，差分放大器抑制零漂的原理；互补对称输出级的工作原理和改进；理解放大器的频率响应的概念和描述，掌握放大器的低频、高频截止频率的估算，单管放大器的频率响应的分析，波特图的折线画法。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体与板书相结合的教学方式）§2－1 放大的概念和放大电路的主要性能指标 2

§2－2 放大电路的分析方法和基本共射电路的工作原理 4

§2－3 放大电路静态工作点的稳定 2

§2－4 晶体管单管放大电路的三种基本接法 2

§2－5 晶体管放大电路的派生电路 2

§2－6 场效应管放大电路 2

§2－7 多级放大电路的耦合方式和动态分析 2

§2－8 放大电路的零点漂移现象及其抑制 2

§2－9 差分放大器的工作原理和性能指标分析 2

§2－10 电流源电路及其应用 2

§2－11 互补对称输出级的工作原理和改进 2

§2－12 放大电路的频率响应 2

本章重点：

以CE放大电路为例介绍基本放大电路的组成、工作原理、分析方法。

零点漂移现象；差动放大器对差模信号的放大作用和对共模信号的抑制作用；半电路分析方法。

电流源电路的结构和工作原理、特点；

直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点，交越失真的概念；

频率响应的概述，波特图的定义；BJT的简化混合 高频等效模型，单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

本章难点：

对放大概念的理解；等效模型的应用；对电路近似分析的把握。对差模信号共模信号的理解，对任意信号单端输入、单端输出差动放大器的分析；多级放大器前后级之间的相互影响。

本章主要的切入点：

通过易于理解的物理概念、作图的方法理解放大的概念；通过数学推导与物理意义的结合，加强对器件等效模型的理解；通过CB、CC、CS、CD等基本电路的分析，强化工程分析的意识和分析问题的能力。由直接耦合放大电路引出零点漂移问题，为克服零点漂移引出差动放大器；将任意信号分解为差模信号共模信号的代数和，采用半电路分析法分析四种不同的连接方式等等。

本章教学方式：课堂讲授+仿真分析演示

本章课时安排：30

习题：《电子线路》（线性部分）4-1、4-4、4-15、4-64-17、4-20、4-23、4-24、4-25、4-29、4-30、4－35、4-37、4-38、4-68，补充2个多级放大电路的动态分析习题和2个频率响应习题，

13、14节：

介绍放大器的一些基本概念，放大器电路方框图，放大器的主要性能指标；共射放大器组成原则，电路各元件的作用，介绍Q点定义及其合理设置的重要性，放大电路的工作原理，信号在放大电路各点的传输波形变化；放大电路组成原则。

重点: 强调对于各个基本概念的理解和掌握。

15、16节：

对放大电路进行分析，介绍直流、交流通路的画法原则，并例举几个电路示范；

采用图解法对放大电路的Q点、电压放大倍数和失真情况进行分析，强调交、直流负载线的区别。17、18节

再对一个典型共射放大电路进行完整的动态参数分析，并对其分析结果进行详细分析和讨论，从而作为此部分的一个小结。

重点: 直流、交流通路的画法原则，典型共射放大电路进行完整的动态参数分析。

19、20节

讨论放大电路Q点的稳定性。从影响Q点稳定的因素入手，在固定偏流电路的基础上介绍分压偏置电路，并对其稳定静态工作点的原理进行详细分析。

的分割，工程近对典型分压偏置共射放大器进行直流分析，强调直流分析中V

CC

似法计算Q点；

的作用，放大倍对典型分压偏置共射放大器进行交流分析，强调交流分析中R

E

数的提高；

由放大倍数的提高引入采用有源负载的共射放大器。

重点: 对典型分压偏置共射放大器进行交直流分析。

21、22节：

简要介绍有稳Q能力的其它电路结构形式，

介绍共集放大器（CC）的原理图、直流通路、交流通路、交直流分析，介绍其特点和典型应用；给出一个典型CC放大器和其分析结论由学生课外完成分析；

介绍共基放大器（CB），原理图，直流通路，交流通路，交直流分析，介绍其特点和典型应用；

给出一个典型CB放大器和其分析结论由学生课外完成分析。

结合一个简单综合性例题小结三组态的特点。

给出一个CE，CC，CB放大器比较对照表由学生课外完成分析。

重点: 共集放大器（CC）的交直流分析，共基放大器（CB）的交直流分析。23、24节

复合管的概念，组成，使用目的；典型组合电路CE-CB、CC-CB、CC-CE的原理电路，电路特点，交流分析。FET放大电路的分类，Q点设置方法，两种偏置方法的特点，以及用图解法、计算法对电路进行分析。FET的小信号模型，并用它对共源、共漏放大器分析。重点:

强调分析方法的掌握，以及电路结构、分析过程与BJT放大器的对比。

25、26节

多级放大器常见耦合方式，耦合方式的特点。

多级放大器的动态分析，以一个两级放大器分析例题。

重点: 多级放大器常见耦合方式，耦合方式的特点。

27、28节

介绍引入直接耦合放大电路的产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法；

直接耦合放大电路的直流分析。任意信号的差模共模分解，典型差分放大器的结构，对共模差模信号的不同响应。

重点: 产生零点漂移的原因，零点漂移的抑制方法；典型差分放大器的原理。

29、30节：

差分放大器对差模信号的放大作用的详细分析，共模抑制比的概念。差放的四种典型接法，并对几种结构的交流特性做分析。简要介绍改进型差放的改进原理。

重点：共模抑制比，差放的四种典型接法。

31、32节：

镜象电流源、比例电流源、微电流源、改进电流源、多路电流源的结构、工作原理、特点的简要介绍；利用电流源做有源负载的有源负载放大器结构、工作原理、特点的介绍。

重点: 几种基本电流源的结构、工作原理、特点。

33、34节：

直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点，交越失真的概念。

直接耦合互补输出级电路的改进，输出功率及效率的计算。

讲两个典型例题

重点: 直接耦合互补输出级电路的结构原理、特点，交越失真的概念。

35、36节：

频率响应的概述，基本概念，三个频段的划分，引入RC高通电路模拟低频响应，RC低通电路模拟高频响应，它们的幅频响应，相频响应；β的频率响应；波特图的定义；

BJT的完整混合π模型，简化高频等效模型，主要参数的推导；

重点: 频率响应的基本概念，简化高频等效模型，主要参数的推导；

37、38节

单管共射放大器中频段、低频段、高频段的频率响应的分析和波特图的画法。

放大器增益带宽积的概念，影响因素，多级放大器的频率响应。

以一个单管共射放大电路的分析为例题对以上内容做一个小结。

重点: 单管共射放大器频率响应的分析

第三章放大电路中的反馈

本章的教学目标和要求：

要求学生理解反馈的基本概念，掌握四种反馈类型；掌握实际反馈放大器的类型和极性的判断；掌握负反馈对放大电路的影响；掌握在深度负反馈条件下的计算；了解负反馈放大器的稳定性。

本章重点：反馈的基本概念；反馈类型的判断；负反馈对放大器性能的影响；在深度负反馈条件下放大器增益的估算。

本章难点：反馈的基本概念；反馈类型的判断；自给振荡条件及消除振荡的措施

本章主要的切入点：为改善放大器的性能，引入负反馈的概念，通过方块图理解负反馈放大器的组成；通过方框图理解负反馈放大器的四种组态；定性理解负反馈对放大器的性能的理解；根据深度负反馈条件，估算放大器的增益。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）

§6－1 反馈的基本概念及判断方法 2

§6－2 负反馈对放大器性能的影响 2

§6－3 负反馈放大器的性能分析 2

§6－4 负反馈放大器的稳定性 2

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：8

习题：《电子线路》（线性部分）5-3、5-7、5-9、5-10、5-13、5-16

39、40节

反馈的基本概念，反馈放大器的组成，工作原理，反馈的判断（有无、正负、交流直流），结合对运放和分离元件放大器反馈电路的分析介绍。

四种基本反馈方式的划分，典型结构的分析，结合例题判断反馈组态。

重点: 反馈的基本概念，反馈组态判断。

41、42节

反馈的引入对放大电路性能的影响，增益带宽积，负反馈引入的原则；

负反馈放大器的结构，特点，一般表达式的分析和推导。

重点: 反馈的引入对放大电路性能的影响，负反馈引入的原则；一般表达式的分析和理解。

43、44节

在深度负反馈条件，在深度负反馈条件下负反馈放大器的性能分析，例题2个；

四种基本反馈在深度负反馈条件下放大器不同增益的表达式；

45、46节

负反馈放大器的稳定性分析：负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的定性分析和判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。

重点: 负反馈放大器自激振荡产生的原因和条件，负反馈放大器的稳定性的判断，负反馈放大器自激振荡的消除方法。

第四章集成运算放大电路及其应用

本章的教学目标和要求：

要求学生了解集成运放电路的组成及特点；了解集成运放的主要参数和性能指标；理解理想运放的概念，掌握理想运放的虚短与虚断的特点，

掌握理想运放的线性工作区的特点，运放在线性工作区的典型应用。几种基本理想运算电路的分析方法及特点；掌握理想运放的非线性工作区的特点，运放在非线性工作区的典型应用。几种电压比较器的分析方法及特点；

本章的总体教学内容：（采用多媒体教学）

§4－1 集成运算放大电路概述 2

§4－2 理想运放的两个工作区 2

§4－3 基本运算放大电路 2

§4－4 有源滤波电路 2

§4－5 电压比较器 2

§4－6 波形发生电路 4

本章重点：

理想运放的概念，理想运放的两个工作区及其各自的特点，虚短与虚断的概念；运算电路重点介绍比例、求和、积分电路；信号处理电路重点介绍电压比较器；波形发生重点介绍正弦波和方波发生器。

本章难点：

正确判断运放的工作区，并灵活运用所在区的特点分析电路的功能。

本章主要的切入点：

通过引入理想运放的概念，建立虚短与虚断的概念和零子模型电路；围绕理想运放的两个工作区各自的特点，分析比例、求和、电压比较器、波形发生等典型电路，从而掌握运放应用电路的一般分析方法。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：14

习题：《模拟电子技术基础》习题7-4、7-8、7-12、7-13、7-14、7-15、7-17

47、48节

集成运放概述，分类，特点，现代集成运放发展趋势。

集成运放组成框图，各级作用，结合以前所学知识对F007做一个简要介绍。49、50节

由运放的电压传输特性引出两个工作区的划分。

运放理想化的条件，理想运放的两个工作区及其各自的特点，引入两个重要的概念：虚短与虚断。重点: 理想运放的两个工作区及其各自的特点

51、52节

几种基本理想运放电路的分析及特点：同相、反相比例运算放大器，T型网络反相比例运放，电压跟随器，加减运算电路的分析，分析方法中一是要强调虚短与虚断的应用，一是要强调叠加原理的运用；重点: 几种基本理想运放电路的分析及特点。

53、64节

微分、积分电路的分析；分析中要强调积分电容初始电压的作用；

滤波器的概念，分类，频带特性，对用运放构成的简单高通、低通滤波器电路进行分析。

重点: 有源高通、低通滤波器电路的分析。

55、56节

电压比较器的不同比较特性，介绍三种典型电压比较器：单限、滞回、窗口比较器的工作原理，电压传输特性，典型的应用。重点: 滞回比较器的工作原理，电压传输特性，典型的应用。

57、58节

介绍正弦波发生器的工作原理，组成结构，产生正弦波振荡的条件；

典型的RC桥式电路的结构及其工作原理；

重点: 正弦波发生器的工作原理

59、60节

一种用运放构成的方波发生器的结构和工作原理、特点，一种三角波发生器的工作原理、特点。

重点: 各电路的工作原理。

第五章电流模电路与技术基础

本章的教学目标和要求：（采用多媒体教学）

要求学生掌握电流模电路的特点，了解跨导线性环原理，掌握电流模运算放大器的特点和应用，了解跨导放大器原理及应用，了解开关电流电路。

本章总体教学内容和学时安排：

§5－1 电流模电路的特点及跨导线性环原理 2

§5－2 电流模运算放大器的特点和应用 2

本章重点：电流模运算放大器的特点和应用，跨导放大器原理及应用。

本章难点：

跨导线性环原理

本章主要的切入点：

从模拟集成电路的内部电路引入跨导线性环原理，简单介绍电流模和模拟乘法器的特点，进而阐述电流模运算放大器的特点和应用，用电流模模拟集成乘法器方法。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：4

习题：补充2个习题。

61、62节：

阐述电流模电路的特点，电流模运算放大器的特点和应用，简介跨导线性环原理；

63、64节：

阐述模拟乘法器电路的特点和等效电路，介绍用电流模模拟集成乘法器方法。简介跨导放大器原理及应用，简介开关电流电路。

第六章直流电源

本章的教学目标和要求：

要求学生掌握直流电源的组成，各部分的作用，了解稳压电源的发展趋势和典型的元件。

本章总体教学内容和学时安排：（采用多媒体教学）

§8－1 直流电源的组成及各部分的工作原理 2

§8－2 典型稳压电源电路的工作原理 2

本章重点：

直流电源的组成及各部分的作用；单相桥式整流电路、电容滤波、稳压管稳压的工作原理。

本章难点：

滤波电路的定量计算。

本章主要的切入点：

从前几章电子电路对直流电源的要求，简略说明直流电源的任务，进而说明直流电源的组成。

本章教学方式：课堂讲授

本章课时安排：4

习题：《模拟电子技术基础》习题10-3、10-16、10-19

65、66节

直流电源的组成框图，各个部分的作用，主要参数，对器件的选择的要求。介绍半波整流电路，分析典型的单相桥式整流电路。介绍滤波、稳压部分的典型结构。重点:

67、68节

典型稳压电源电路的工作原理：简介串联型稳压电路的两种典型电路的原理；

介绍常用的集成稳压器件78XX和79XX系列。重点:

69、70节

习题课，讲解各章节的重难点习题，传授解题技巧，规范习题书写格式。（可安排在期中进行）

71、72节

对本课程做总结性回顾，总复习