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1、模拟电子技术基础,主讲教师张继东,电话:88028675,入门性质的技术基础课,1.电子技术的发展与应用,2.课程的性质与目标,一、课程介绍,3.课程的内容,4.课程的特点,5.学习方法,6.教材、参考书、资源,7.课程安排与考核,1906年真空三极管问世,1.电子技术的发展与应用,体积大重量重耗电大可靠性低寿命短,体积小重量轻功耗低可靠性高寿命长,体积更小重量更轻功耗更小可靠性高寿命更长,电子管退出历史晶体管使用率高集成电路主导着电子系统的设计,1.1电子技术的发展,1906年，美国发明家李.德福雷斯特发明了真空三极管。,电子管之父-李德福雷斯特,真空三极管的发明后，电子管才成为实用的器件。
2、,该伟大发明为电子工业奠定基础。,电子管开关特性被计算机研制者所利用,使计算机的历史由机械时代而跨进了电子时代。,真空三极管可工作在放大状态和开关状态。,德福雷斯特是一位多产的发明家，一生获得了多达300余项专利。他的发明为他赢得“无线电之父”、“电视始祖”和“电子管之父”的称号。,电子管之父-李德福雷斯特,巴丁因在超导研究方面的突出贡献，于1972年第二次获得诺贝尔物理学奖。,晶体管发明者-肖克莱、巴丁、布拉顿,肖克莱、布拉顿、巴丁,1947年史上第一支晶体管诞生,晶体管出现后，收录机、电视机、计算机等电子产品性能产生了质的飞跃。,1947年，John Bardeen，William Sch
3、ockley and Walter Brattain在贝尔实验室发明晶体管。该成果被称为电子技术革命的杰出代表。由于该贡献，巴丁和肖克莱、布拉顿一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。,晶体管的发明成为微电子革命的先声。,集成电路发明者Jack Kilby,1958年9月12日，在德州仪器公司的实验室里，美国工程师杰克基尔比研制出世界上第一块集成电路。42年以后，77岁的基尔比获2000年诺贝尔物理学奖。,集成电路发明者-杰克基尔比,迄今为止，正全面改造人类的计算机、移动电话等3C产品，皆离不开基尔比的发明。为此，人们称他为“信息时代之父”。,基尔比还与他人共同发明了袖珍计算器。他在微型芯片技术
4、应用于军事、工业和商业等领域作出过许多重大贡献。,杰克基尔比，美国工程师，电子工程学硕士，长期供职于美国德州仪器公司。他从1947年开始从事消费类电子产品的开发，1958年加入德州仪器公司，从事计算机集成电路研究和开发。1970年荣获美国国家科学奖章。1982年，他的名字被写入了美国发明家名人堂，获得了与亨利福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前拥有六十多项美国专利。,电子管收音机普遍使用五六个电子管，输出功率只有1瓦左右，而耗电却要四五十瓦，功能也很有限。打开电源开关，要等1分多钟才会慢慢地响起来。而现在，袖珍半导体收音机早就成了青少年的随身物。,晶体管的发明，终于使由玻璃封装的、易碎的电
5、子管有了替代物。同电子管相同的是，晶体管能放大微弱的电子信号；不同的是，它廉价、耐久、耗能小，并且几乎能够被制成无限小。目前，世界上最小的投入使用的晶体管是Intel开发出的32nm晶体管，并且正在向20nm进军，科学家须用电子显微镜把它放大50万倍，方能取得它1厘米大的照片。把它放进一片集成电路，形同一根头发放在足球场的中央。,举例说明电子管、晶体管、集成电路的特点,晶体管具有寿命长、体积小、重量轻、坚固等一系列优点，理所当然地要取代电子管，电子工业和电子计算机都随之升级换代。,举例说明电子管、晶体管、集成电路的特点,第一代电子管计算机(1945-1956)：“埃尼阿克”的计算机占地面积17
6、0平方米，总重量30吨，使用18000只电子管，6000个开关，7000只电阻，10000只电容，50万条线，耗电量140千瓦，可进行5000次加法/秒运算。,第二代晶体管计算机(1956-1963)：主要采用晶体管为基本元件，体积缩小、功耗降低，提高了速度（每秒运算可达几十万次）和可靠性；换上晶体管以后，变成只有落地式音箱那样大小，莱泼利康耗电仅160瓦，机器内晶体管寿命比电子管长1000倍，即可达几百万小时。这样一来，不得不在各个电子领域逐渐推出历史舞台。,第三代集成电路计算机(1964-1971)：采用中、小规模集成电路制造的电子计算机。计算机变得更小，功耗更低，速度更快。运算速度可达每
7、秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。,第四代大规模集成电路计算机时代（从20世纪70年代初至今）：这一时期计算机的主要功能器件采用大规模集成电路（LSI），并用集成度更高的半导体芯片作主存储器；运算速度可达每秒百万次至亿次。,1947年 贝尔实验室制成第一只晶体管1958年 集成电路1969年 大规模集成电路1975年 超大规模集成电路,第一片集成电路只有4个晶体管,而1997年一片集成电路中有40亿个晶体管。有科学家预测,集成度还将按10倍/6年的速度增长,到2015或2020年达到饱和。,学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！,1.电子技术的发展与应用,1.1电子技术的发展,电子技
8、术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之应用极其广泛！,1.电子技术的发展与应用,1.2电子技术的应用,电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之应用极其广泛！,1.电子技术的发展与应用,1.2电子技术的应用,电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之应用极其广泛！,1.电子技术的发展与应用,1.2电子技术的应用,电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之应用极其广泛！,1.电子技术的发展与应用,1.2电子技术的应用,现代科学以电子技术为基础，学习电子技术基础是适应时代发展之必须。,1.电子技术的发展与应用,1.2电子技术的应用,掌握基本概念
9、、基本电路、基本方法和基本实践技能。,使学生获得适应信息时代的模拟电子技术方面的基础知识、基础理论和基本技能,为以后进一步深入学习电子技术及其在专业中的应用打下基础。,注重培养系统的观念、工程的观念、创新意识，学习科学的思维方法。提倡刻苦学习！,能够对一般性的、常用的电子电路进行分析，同时对较 简单的单元电路进行设计。,具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，以及将所学知识用于本专业的能力。,2.1 课程的性质,模拟电子技术基础 课程是电气信息类专业具有入门性质的重要的专业基础课。,2.2 课程的目标,2.课程的性质与目标,3.3 模拟电路的分析方法,各种放大电路、运算电路、滤波电路、
10、信号发生电路、电源电路等等,估算法、图解法、模型分析法、计算机辅助分析法,3.4 不同的电子电路在电子系统中的应用,3.课程的内容,3.1 器件的工作原理与外特性,二极管、晶体管、场效应管、集成运放、集成稳压器等等,3.2 模拟电路及其基本功能等相关概念,以器件为基础、以“放大”为主线，以模拟信号处理为目的，研究各种模拟电子电路的工作原理、特点及性能指标等。,半导体器件,电路及分析方法,应用,实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。,实际工程在满足基本性能指标的前提下总是容许存 在一定的误差范围的。定量分析为“估算”。,近似分析要“合理”。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。,电子电路就是电路，不同条
11、件下要构造不同模型。,常用电子仪器的使用方法,4.课程的特点,4.1 一些特有的概念,非线性器件；,交直流共存；,受控源；,反馈,4.2 工程性,4.3 实践性,电子电路的测试方法,故障的判断与排除方法,EDA软件的应用方法,5.1 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法,5.3 注意定性分析和近似分析的重要性,5.2 注意电路中常用定理在电子电路中的应用,5.4 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题,5.学习方法,打好基础、关注发展、主动更新、注重实践,基本概念:概念是不变的,应用是灵活的,万变不离其宗。,基本电路:构成原则是不变的,具体电路是多种多样的。,基本分析方法:不同类型电路有不同性能
12、指标和描述方法，因而有不同的分析方法。,根据需求，最适用的电路才是最好的电路。,要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。,常用电子仪器的使用方法,5.5 注重实践，先理论分析，后实践，然后再对实践的结果 进行分析，要掌握以下方法,电子电路的测试方法,故障的判断与排除方法,EDA软件的应用方法,5.6 重点在于课堂听讲，再加预习、复习,5.学习方法,打好基础、关注发展、主动更新、注重实践,5.7 熟练掌握前序课的相关知识点，做好学习准备工作,信号的表达方式,电阻的串并联,电压分压,电流分流,戴维南定理及诺顿定理及其相互转换,电路中的电位,受控电源,交直流计算问题,KVL KCL定律,6.2 主要
13、参考书,6.教材、参考书、资源,6.1 选用教材,康华光主编电子技术基础模拟部分(第五版)高教社,华成英主编模拟电子技术基础(第四版)高教社,陈大钦主编 电子技术基础模拟部分（第五版）习题全解高教社,华成英主编帮你学模拟电子技术基础 高教社,陈大钦主编 电子技术基础（模拟部分）重点难点题解指导考研指南高教社,6.3 网络资源,西安交大模拟电子技术,http:/,华中科大模拟电子技术,清华大学精品课程,7.课程安排与考核,课程安排与考核,绪论 2学时,第1章 半导体二极管和三极管 4学时,第2章 基本放大电路 16学时,第3章多级放大电路 4学时,第4章 集成运算放大电路 4学时,第5章 放大电
14、路的频率响应 4学时,第6章 放大电路中的反馈 4学时,第7章 信号的运算和处理 4学时,第8章 波形的发生和信号的转换 4学时,第9章 功率放大电路 4学时,第10章 直流电源 4学时,总成绩=平时成绩30%+期末考试成绩70%,二、绪论,1.1 信号及其频谱,1.信号、模拟电路、数字电路,信号,随时间变化的物理量,随时间变化的电压或电流,消息的表现形式,1.1 信号及其频谱,1.信号、模拟电路、数字电路,电信的时域与频域表示,A.正弦信号,时域,B.方波信号,根据狄利克雷条件展开成傅里叶级数,-直流分量,其中,-基波分量,-三次谐波分量,1.1 信号及其频谱,1.信号、模拟电路、数字电路,
15、电信的时域与频域表示,C.非周期信号,傅里叶变换：,通过快速傅里叶变换（FFT）可迅速求出非周期信号的频谱函数。,非周期信号包含了所有可能的频率成分,离散频率函数,连续频率函数,1.1 信号及其频谱,1.信号、模拟电路、数字电路,电信的时域与频域表示,模拟信号:是指“模拟”物理量的变化(如声音、温度 等的变化）而所得出的电流或电压。,特点:在时间和数值上均是连续的，任何瞬间的任 何值均是有意义的。,1.2 信号的分类,1.信号、模拟电路、数字电路,信号的分类：模拟信号与数字信号,数字信号:幅度不随时间连续变化,而是跳跃变化,是一种跃变信号，并且持续时间短暂。,特点：在时间和数值上均是离散不连续
16、。,1.2 信号的分类,1.信号、模拟电路、数字电路,1.3 模拟电路、数字电路,模拟电路：对模拟信号进行处理的电路。,数字电路：处理数字信号的电路。,1.信号、模拟电路、数字电路,信号处理：,信号的运算,信号的转换,信号的放大,注重研究的是输入和输出信号间的大小及相位关系。,对模拟信号处理以不失真为前提,注重研究的是输入、输出信号之间的逻辑关系。,由若干相互连接、相互作用的基本电路组成的具有特定功能的电路整体，称为电子系统。,生活中的很多家用电器，如扩音器(音响)、空调、冰箱等。,工业上的很多控制系统中均包含有电子系统，如光纤拉制塔。,炉温控制系统,2.1 电子系统的概念,2.电子系统,2.2 电子系统的组成,模拟电子电路,数字电子电路（系统）,传感器接收器,隔离、滤波、放大,运算、转换、比较,功放,2.电子系统,3.电子系统的组成原则,实现预期的功能和性能指标。,考虑系统的可靠性和可测性。,电路应尽量简单。,需考虑电磁兼容性。,设计电路和选择元器件时，需统筹考虑，权衡利 弊，满足设计需求。其次，用通用型元器件能实 现的,就不用专用型元器件,从而减小系统造价。,生产工艺简单易行。,2.电子系统,
