课程介绍
模拟电路课程是电子信息工程技术类专业的重要基础课程。它以高等数学和电路分析课程为基础,同时又是数字电路、信号与系统、通信原理、高频电路及电视原理的基础课程,是课程体系中承上启下的关键节点课程。目前安排114学时,其中课堂教学78学时,实践教学36学时,共计8学分,其中课堂学习4学分,实践训练2学分,分别进行考核,分别登记成绩。
模拟电路课程中的模型分析方法和工程应用分析方法,决定了它既是一门理论性较强的课程,又是一门工程实践性很强的课程。其主要内容包括半导体二极管、双极型晶体三极管(BJT)、场效应管(FET)和集成运算放大器的工作原理,及由它们所构成的基本电路的分析方法和应用电路的分析与设计方法。模拟电路课程以放大电路为主,详细讲述BJT和FET的直流等效模型和交流小信号等效模型,放大电路的直流偏置电路和交流小信号等效电路,放大电路交流性能指标(增益、输入电阻和输出电阻、频率特性参数等)的分析,以及由性能指标设计放大电路的方法等。对放大电路的频率特性参数(如转折频率、通频带)进行重点分析,讨论转折频率和通频带的计算方法。在基本的小信号放大电路的基础上,重点分析差动放大电路、大信号的功率放大电路、集成运算放大电路,以及负反馈技术对改善放大电路性能的作用,详细讨论负反馈放大电路的设计方法。除了放大电路外,模拟电路课程还讲解二极管的应用电路(如整流电路、限幅电路、稳压电路等)、电流源电路和由集成运算放大电路构成的多种应用电路。
在内容选择与编排、重点与难点的讲解方面,力求体现以下三点特色。
1、精心选择教学内容,吸收新的理论成果,重点放在集成电路设计所需要的模拟电路基础知识上。
近年来,我国集成电路设计与制造工业发展迅速,急需大量的集成电路设计人才。模拟电路是集成电路设计的基础,因此安排较多的学时讲述构成集成电路的主要元件(MOSFET)和基本单元电路(电流源、差动放大电路、有源负载、功率放大电路)的工作原理、分析方法和设计方法,为集成电路设计打好基础。 在放大电路频率特性的分析上,我们抓住频率特性的关键点,将主要的学时用于转折频率的分析和计算上。吸收新的理论成果,采用短路或开路时间常数法估算转折频率,分析电路各元件对转折频率的影响。这样既避免了等效电路法和频域分析法的复杂性,又将学习的注意力集中在关键参数的物理意义上,帮助学生建立清晰的频率特性概念。
2、突出重点难点内容,分析问题深入透彻,引入大量的例题帮助学生领会基本概念及基本方法。
在内容安排上,力争重点突出,对重点内容进行深入细致的分析和总结。例如在BJT、
MOSFET和集成电路的直流模型和交流小信号模型的线性化建模过程中,工程近似是重点内容之一,需要进行详尽的讲解,使学生在理论的指导下建立工程近似的概念。再如集成运算放大器的四种主要应用(有源滤波器、振荡器、施密特触发器、波形发生器)是本课程的扩展内容,安排学生结合教材自学这些应用电路的分析和设计方法。
对于难点内容,借助必要的理论和方法,进行深入透彻的分析和总结,通过大量的例题,使学生在深入理解的基础上,掌握难点内容。例如在四种反馈放大器的分析过程中,求A电路和B电路的方法是本课程的难点。我们除了对此进行详细的分析外,还要进行认真总结。再如对电流源和有源负载电路的分析和设计,也安排了较多学时讲述电流源的重要参数(内阻)的计算和有源负载如何改变放大电路的性能。
3、注重系统分析方法,借助电路、信号与系统的分析理论,改进负反馈电路的分析与设计方法。
负反馈技术一直是模拟电路的主要内容之一。大部分教材在讲述负反馈的基本原理后,介绍负反馈类型的判定方法,最后介绍深度负反馈的计算。我们改变过去的教学方法,利用系统分析法,利用信号与系统的理论,采用方框图的形式讲述四种反馈放大器的简化模型及模型的建立方法,进而利用电路分析的方法求解一般反馈放大器(而不仅仅限于深度负反馈放大器)的增益、输入电阻和输出电阻等交流参数。这种方法在负反馈电路的设计中更具有普遍的指导意义。