模拟电子技术基础课绪论(zjd)

1、1. 电子技术的发展与应用电子技术的发展与应用2. 课程的性质与目标课程的性质与目标为什么要学？为什么要学？怎么学？怎么学？一、课程介绍一、课程介绍学些什么？学些什么？3. 课程的内容课程的内容4. 课程的特点课程的特点5. 学习方法学习方法6. 教材、参考书、资源教材、参考书、资源7. 课程安排与考核课程安排与考核1906年年真空三极管问世真空三极管问世1947年年晶体管诞生晶体管诞生1958年年集成电路研制成功集成电路研制成功三种器件比较三种器件比较体 积 大体 积 大重 量 重重 量 重耗 电 大耗 电 大可靠性低可靠性低寿 命 短寿 命 短体 积 小体 积 小重 量 轻重 量 轻功 耗

2、 低功 耗 低可靠性高可靠性高寿 命 长寿 命 长体积更小体积更小重量更轻重量更轻功耗更小功耗更小可靠性高可靠性高寿命更长寿命更长电子管退出历史电子管退出历史晶体管使用率高晶体管使用率高集成电路主导着集成电路主导着电子系统的设计电子系统的设计 1906年，美国发明家李.德福雷斯特发明了真空三极管。电子管之父电子管之父-李李德福雷斯特德福雷斯特 真空三极管的发明后，电子管才成为实用的器件。 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

3、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。-李李德福雷斯特德福雷斯特 巴丁因在超导研究方面的突出贡献，巴丁因在超导研究方面的突出贡献，于于1972年第二次获得诺贝尔物理学奖。年第二次获得诺贝尔物理学奖。-肖克莱、巴丁、布拉顿肖克莱、巴丁、布拉顿 肖克莱、布拉顿、巴丁肖克莱、布拉顿、巴丁19471947年史上第一支晶体管诞生年史上第一支晶体管诞生 晶体管出现后，收录机、电视机、计晶体管出现后，收录机、电视机、计算机等电子产品性能产生了质的飞跃。算机等电子产品性能产生了质的飞跃。 1947年，年，John Bardeen，William Schockley and

4、 Walter Brattain在贝尔在贝尔实验室发明晶体管。该成果被称为电实验室发明晶体管。该成果被称为电子技术革命的杰出代表。由于该贡献，子技术革命的杰出代表。由于该贡献，巴丁和肖克莱、布拉顿一起获得了巴丁和肖克莱、布拉顿一起获得了1956年度诺贝尔物理学奖。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。晶体管的发明成为微电子革命的先声。集成电路发明者集成电路发明者Jack Kilby 1958年年9月月12日，在德州仪器公日，在德州仪器公司的实验室里，美国工程师杰司的实验室里，美国工程师杰克克基尔比研制出世界上第一块集基尔比研制出世界上第一块集成电路成电路 。42年以后，年以后，

5、77岁的基尔岁的基尔比获比获2000年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。 迄今为止，正全面改造人类的计迄今为止，正全面改造人类的计算机、移动电话等算机、移动电话等3C产品，皆离不产品，皆离不开基尔比的发明。为此，人们称他开基尔比的发明。为此，人们称他为为“信息时代之父信息时代之父”。 基尔比还与他人共同发明了袖珍基尔比还与他人共同发明了袖珍计算器。他在微型芯片技术应用于计算器。他在微型芯片技术应用于军事、工业和商业等领域作出过许军事、工业和商业等领域作出过许多重大贡献。多重大贡献。 杰克杰克基尔比，美国工程师，电子基尔比，美国工程师，电子工程学硕士，长期供职于美国德州仪工程学硕士，长期供职于美

6、国德州仪器公司。他从器公司。他从1947年开始从事消费类年开始从事消费类电子产品的开发，电子产品的开发，1958年加入德州仪年加入德州仪器公司，从事计算机集成电路研究和器公司，从事计算机集成电路研究和开发。开发。1970年荣获美国国家科学奖章。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年，他的名字被写入了美国发明家名人堂，获得了与亨利家名人堂，获得了与亨利福特、爱福特、爱迪生和怀特兄弟并列的荣誉。他目前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。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，输出功率只有电子管收音机普遍使用五六个电子管，输出功率只有1瓦瓦

7、左右，而耗电却要四五十瓦，功能也很有限。打开电源开关，左右，而耗电却要四五十瓦，功能也很有限。打开电源开关，要等要等1分多钟才会慢慢地响起来。而现在，袖珍半导体收音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。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、易碎的电子管有了晶体管的发明，终于使由玻璃封装的、易碎的电子管有了替代物。同电子管相同的是，晶体管能放大微弱的电子信号；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

8、投入使用的晶体管是限小。目前，世界上最小的投入使用的晶体管是Intel开发出开发出的的32nm晶体管，并且正在向晶体管，并且正在向20nm进军，科学家须用电子显进军，科学家须用电子显微镜把它放大微镜把它放大50万倍，方能取得它万倍，方能取得它1厘米大的照片。把它放厘米大的照片。把它放进一片集成电路，形同一根头发放在足球场的中央进一片集成电路，形同一根头发放在足球场的中央 。 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。地要取代电子管，电子工业和电子计算机都随之升级换代

9、。 第一代电子管计算机第一代电子管计算机(1945-1956)：“埃尼阿克埃尼阿克”的计算机占地面积的计算机占地面积170平方米，总重量平方米，总重量30吨，使用吨，使用18000只电子管，只电子管，6000个开关，个开关，7000只电阻，只电阻，10000只电容，只电容，50万条线，耗电量万条线，耗电量140千瓦，可进行千瓦，可进行5000次加法次加法/秒运算。秒运算。 第二代晶体管计算机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：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；换缩小、功耗降低，提高了速度（每秒运算可

10、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，瓦，机器内晶体管寿命比电子管长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，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。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：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

11、秒几百万次，甚至几千万次、上亿次。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（从第四代大规模集成电路计算机时代（从20世纪世纪70年代初至今）：这一年代初至今）：这一时期计算机的主要功能器件采用大规模集成电路（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），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。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年年 贝尔实验室制成第一只晶体管贝尔实验室制成第一只晶体管 1958年年 集成电路集成电路 1969年年 大规模集成电路大规模集成电路 1975年年 超大规模集成

12、电路超大规模集成电路 第一片集成电路只有第一片集成电路只有4个晶体管个晶体管,而而1997年一片集成年一片集成电路中有电路中有40亿个晶体管。有科学家预测亿个晶体管。有科学家预测, 集成度还将集成度还将按按10倍倍/6年的速度增长年的速度增长, 到到2015或或2020年达到饱和。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！ 电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之术的发展，使之应用极其广泛应用极其广泛！ 电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之术的发展，使之应用

13、极其广泛应用极其广泛！ 电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之术的发展，使之应用极其广泛应用极其广泛！ 电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技电子技术的飞速发展、日新月异，推动计算机技术的发展，使之术的发展，使之应用极其广泛应用极其广泛！u掌握基本概念、基本电路、基本方法和基本实践技能。掌握基本概念、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、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为以后进一步深入学

14、习电子技术及其在专业中的应用打下基础。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！学的思维方法。提倡刻苦学习！u能够对一般性的、常用的电子电路进行分析，同时对较能够对一般性的、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。简单的单元电路进行设计。u具有能够继续深入学习和接受电子技术新发展的能力，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。以及将所学知识用于本专业的能力。 模拟电子技术基础模拟电子技术基础 课程是电气信息类专业具有入门性课程是电气

15、信息类专业具有入门性质的重要的专业基础课。质的重要的专业基础课。 各种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、电各种放大电路、运算电路、滤波电路、信号发生电路、电源电路源电路等等等等估算法、图解法、模型分析法、计算机辅助分析法估算法、图解法、模型分析法、计算机辅助分析法 二极管、晶体管、场效应管、集成运放、集成稳压器等等二极管、晶体管、场效应管、集成运放、集成稳压器等等 以器件为基础、以以器件为基础、以“放大放大”为主线，以模拟信号处理为目的，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。研究各种模拟电子电路的工作原理、特点及性能指标等。半导体器件半导体器

16、件电路及分析方法电路及分析方法应用应用实际工程需要证明其可行性。实际工程需要证明其可行性。强调定性分析。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。在一定的误差范围的。 定量分析为定量分析为“估算估算”。 近似分析要近似分析要“合理合理”。 抓主要矛盾和矛盾的主要方面。抓主要矛盾和矛盾的主要方面。 电子电路就是电路，电子电路就是电路，不同条件下要构造不同模型。不同条件下要构造不同模型。 常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法非线性器件；非线性器件； 交直流共存；交直流共存； 受控源；受控源； 反馈反馈电子电

17、路的测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与排除方法EDA软件的应用方法软件的应用方法概念是不变的概念是不变的, ,应用是灵活的应用是灵活的,万变不离其宗万变不离其宗 。构成原则是不变的构成原则是不变的, ,具体电路是多种多样的。具体电路是多种多样的。不同类型电路有不同性能指标和描述方法，不同类型电路有不同性能指标和描述方法， 因而有不同的分析方法。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。根据需求，最适用的电路才是最好的电路。要研究利弊关系，通常要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊有一利必有一弊”。 常用电子仪器的使用方法常用电子仪器的使用方法电子电路的

18、测试方法电子电路的测试方法 故障的判断与排除方法故障的判断与排除方法EDA软件的应用方法软件的应用方法信号的表达方式信号的表达方式电阻的串并联电阻的串并联,电压分压电压分压,电流分流电流分流戴维南定理及诺顿定理及其相互转换戴维南定理及诺顿定理及其相互转换电路中的电位电路中的电位受控电源受控电源交直流计算问题交直流计算问题KVL KCL定律定律康华光主编康华光主编电子技术基础电子技术基础模拟部分模拟部分(第五版第五版) 高教社高教社华成英主编华成英主编模拟电子技术基础模拟电子技术基础 (第四版第四版) 高教社高教社陈大钦主编陈大钦主编 电子技术基础电子技术基础模拟部分（第五版）习题全解模拟部分（

19、第五版）习题全解高教社高教社华成英主编华成英主编帮你学模拟电子技术基础帮你学模拟电子技术基础 高教社高教社陈大钦主编陈大钦主编 电子技术基础（模拟部分）重点难点电子技术基础（模拟部分）重点难点题解指导题解指导考研考研指南指南高教社高教社西安交大模拟电子技术西安交大模拟电子技术http:/ 正弦信号正弦信号)sin()(0m tUtu时域时域 O u t Um Um f T = = fT 2200 O Um u 频域频域B. 方波信号方波信号)5sin513sin31(sin22)(000SS tttUUtu T 20 频域频域 O 2US u US US 2US 2US 根据狄利克雷条件展开成

20、傅里叶级数根据狄利克雷条件展开成傅里叶级数2SU-直流分量直流分量其中其中 SU2-基波分量基波分量312 SU-三次谐波分量三次谐波分量频谱：将一个信号分解为正弦信号的频谱：将一个信号分解为正弦信号的集合，得到其正弦信号幅值随角频率集合，得到其正弦信号幅值随角频率变化的分布，称为该信号的频谱。变化的分布，称为该信号的频谱。时域时域 O 0 T = t u US C. 非周期信号非周期信号傅里叶变换：傅里叶变换： 通过快速傅里叶变换（通过快速傅里叶变换（FFT）可）可迅速求出非周期信号的频谱函数。迅速求出非周期信号的频谱函数。)0( 非周期信号包含了所有可能的频非周期信号包含了所有可能的频率成分率成分离散频率函数离散