《电子技术基础》教学大纲

1、电子技术基础（Fundamentals of Electronics）课程代码：2131033学分：4学时：64（其中：课程教学学时：48，实验学时：16）先修课程：高等数学、大学物理适用专业：计算机科学与技术教材：模拟电子技术基础简明教程，杨素行，高等教育出版社，2014年数字电子技术基础简明教程，余孟尝，高等教育出版社，2014年开课学院：计算机与软件学院一、课程性质与课程目标（一）课程性质电子技术基础是计算机相关专业的一门重要的学科基础课。它包括模拟电子线路和数字电子线路两大部分。通过本课程的学习使学生获得电路与电子技术的必要理论、基本知识和基本技能，了解模拟和数字电路理论的发展概况，熟

2、悉各种电路元件的特征，具备扎实的模数电路分析和设计能力，达到教学计划中本课程所涉及的知识、能力与素质要求。为学习后续课程打下必要的理论和实践基础。（二）课程目标电子技术基础课程主要介绍模数电路的基本概念和基本定律、基本分析及计算方法、常用电子元件的特点、门电路和组合逻辑电路和时序逻辑电路；半导体器件的特性、放大电路的应用、触发器、电子电路的组成及性能；模数电路的分析方法及一些常用中规模集成芯片的使用。课程目标包括知识目标和能力目标，具体如下：课程目标1：使学生掌握电子电路的基础理论知识，理解基本电子电路的工作原理，掌握电子电路的基本分析和设计方法。课程目标2：能够将电子技术理论的相关知识运用到

3、工程实践中，并能解决工程中遇到的电子电路问题，为以后计算机等相关后续课程的学习以及从事电子技术领域的工作打下扎实的基础。（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支撑专业培养计划中的毕业要求指标点3.1和4.2。毕业要求指标点3.1：理解计算机硬件系统从电子电路到计算机组成的基本理论与设计方法。毕业要求指标点4.2：具有计算机软硬件及系统相关的工程基础能力，能够针对计算机领域相关问题进行实验验证与实现，能够利用理论分析手段对实验数据进行解释与对比分析，给出实验结论。课程目标毕业要求指标点课程目标1课程目标2毕业要求3.1毕业要求4.2二、课程内容及教学要求（按章撰写）本课程教学内容包括

4、：半导体器件、各种放大电路的基本原理和分析方法、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、脉冲产生与整形电路及数模转换电路。本课程基本要求是：掌握电子技术各种基本功能电路的组成、基本工作原理、性能特点和分析方法，能复述逻辑门电路的功能，并能利用逻辑门电路设计组合逻辑电路，分析时序逻辑电路的功能，为后续课程学习准备必要的知识，为今后从事实际工作打下必要的基础。模拟电子技术基础部分第1章. 半导体器件（一）教学内容1.本征半导体和杂质半导体的特性。2.半导体二极管的伏安特性及主要参数。3.双极结型三极管的结构、特性曲线及主要参数。4.场效应三极管的结构、特性曲线及主要参数。（二）教学要求1.掌握二极管、

5、三极管、场效应管的外特性、主要参数的物理意义。2.熟悉自由电子与空穴、扩散与漂移、复合、空间电荷区、PN结、耗尽层、导电沟道等定义及概念。3.理解二极管的单向导电性、稳压管的稳压作用、三极管与场效应管的放大作用及其特性曲线。4.了解影响半导体器件特性的因素。（三）重点与难点 1.重点：二极管、三极管、场效应管的特性及其主要参数的物理意义。 2.难点：半导体器件工作的内部机理。第2章. 放大电路的基本原理和分析方法（一）教学内容1.放大的概念及放大电路的主要技术指标。2.单管共射放大电路的组成和工作原理。3. 放大电路的基本分析方法及静态工作点的稳定电路。4.场效应三极管放大电路。5.多级放大电

6、路的组成和工作原理及分析方法。（二）教学要求1.掌握放大、静态工作点、饱和失真与截止失真、直流通路与交流通路、直流负载与交流负载、h参数等效模型、放大倍数、输入电阻和输出电阻、最大不失真输出电压、静态工作点的稳定等基本概念、定义及其有关计算。2.熟悉放大电路的基本分析方法，能够正确估算基本放大电路的静态工作点和动态参数，正确分析电路的输出波形和产生截止失真、饱和失真的原因。3. 理解组成放大电路的原则和各种基本放大电路的工作原理及特点，能够根据具体要求选择电路的类型。4. 了解图解法分析放大电路的方法。5. 掌握多级放大电路的各种耦合方式及其优缺点，熟悉多级放大电路的动态特性、动态参数的估算。

7、（三）重点与难点1.重点：放大电路的工作原理、相应参数的物理意义及其计算。2.难点：微变等效电路的绘制及其物理意义。第3章. 放大电路的频率响应（一）教学内容1.频率响应的概念及三极管的频率参数。2.单管共射放大电路的频率响应。3. 多级放大电路的频率响应。（二）教学要求1. 掌握上限频率、下限频率、通频带、波特图、增益带宽积等概念及定义。2. 理解多级放大电路频率响应与组成它的各级电路频率响应间的关系。3. 了解波特图的画法。（三）重点与难点1.重点：基本概念的掌握和计算。2.难点：频率特性相关参数的分析计算。第4章. 功率放大电路（一）教学内容1. 功率放大电路的主要特点。2. 互补对称式

8、功率放大电路及采用复合管的互补对称式功率放大电路的电路组成及工作原理，主要参数的估算。3. 集成功率放大器的电路组成及主要技术指标。（二）教学要求1. 掌握晶体管的甲类、乙类和甲乙类工作状态以及最大输出功率、转换效率等概念及定义，掌握OCL的工作原理。2. 熟悉各类功率放大电路的组成及工作原理，理解功率放大电路的组成原则、功率放大电路最大输出功率和效率的分析方法，掌握复合管的接法和计算。3. 初步了解集成功率放大电路的工作原理。（三）重点与难点1.重点：乙类功率放大电路工作原理。2.难点：功率放大电路最大输出功率和效率的分析计算。第5章. 集成运算放大电路（一）教学内容1.集成放大电路的特点及

9、集成运放的主要技术指标。2.集成运放的基本组成及其运算，集成运放的典型电路。3.各类集成运放的性能特点及使用中的具体问题。（二）教学要求1. 掌握集成运放的电压传输特性、双端输入差动放大电路静态工作点和放大倍数的计算方法。2. 熟悉集成运放的组成及各部分的作用，理解差分放大电路的组成和工作原理。3. 理解集成运放主要指标参数的物理意义及使用注意事项。4. 了解电流源电路的工作原理，初步了解集成运放的应用。（三）重点与难点1.重点：集成运算放大电路工作在线性状态时的概念及其电路参数计算。2.难点：差分放大电路工作原理及其参数计算。第6章. 放大电路中的反馈（一）教学内容1.反馈的概念和种类，负反

10、馈的四种组态及对放大电路性能的影响。2.深度负反馈条件下放大倍数的估算方法。3. 负反馈放大电路的自激振荡。（二）教学要求1. 掌握反馈的概念和种类、反馈的类型和极性的判断方法，掌握负反馈四种组态对放大电路性能的影响。2. 熟悉深度负反馈条件下放大倍数的估算方法、根据需要正确引入负反馈的方法。3. 理解负反馈放大电路放大倍数在不同反馈组态下的物理意义，负反馈放大电路产生自激振荡的原因。4. 了解自激振荡的消除方法、正反馈放大电路稳定性的判断方法，初步了解电流反馈运算放大电路等其它形式的反馈电路。（三）重点与难点1.重点：反馈的概念和种类、反馈的类型和极性的判断方法，负反馈四种组态对放大电路性能

11、的影响。 2.难点：反馈类型的判断和参数计算。第7章. 模拟信号运算电路（一）教学内容1.理想运放的概念及特点。2.比例运算电路、求和运算电路、积分和微分电路、对数与指数等电路的运算。（二）教学要求1. 掌握理想运放工作在线性区和非线性区的特点，掌握集成运放组成的基本运算电路的工作原理、分析方法。2. 掌握比例运算电路、求和运算电路、积分和微分电路、对数与指数电路的运算。（三）重点与难点1.重点：理想运放工作在线性区和非线性区的特点，集成运放组成的基本运算电路的工作原理、分析方法。 2.难点：复合运算电路的分析与计算。第8章. 信号处理电路（一）教学内容1.有源滤波器及滤波电路的作用和分类。2

12、.电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点。（二）教学要求1. 熟悉有源滤波电路的组成及工作原理。2.正确理解过零比较器、单限比较器、滞回比较器、双限比较器的电路组成、工作原理和性能特点，了解集成电压比较器的特点。（三）重点与难点1.重点：电压比较器的电路组成、工作原理和性能特点。 2.难点：有源滤波电路的组成及工作原理。第9章. 波形发生电路（一）教学内容1. 正弦波振荡电路的组成及分析方法。2. RC、LC正弦波振荡电路及石英晶体振荡器。3.集成运放构成的矩形波、三角波和锯齿波等非正弦波发生电路的工作原理、波形分析和有关参数。（二）教学要求1. 掌握产生正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡条

13、件，以及RC桥式正弦波振荡电路的组成和工作原理。2. 掌握RC、LC正弦波振荡电路的组成和工作原理。3. 正确理解常用的非正弦波发生电路的组成和工作原理和主要参数的估算方法。（三）重点与难点 1.重点：正弦波振荡的幅值平衡条件和相位平衡条件。 2.难点：RC桥式正弦波振荡电路的组成和工作原理。第10章. 直流电源（一）教学内容1.反馈的概念和种类，负反馈的四种组态及对放大电路性能的影响。2.深度负反馈条件下放大倍数的估算方法。3. 负反馈放大电路的自激振荡。（二）教学要求1. 掌握稳压管稳压电路的工作原理、整流电路的工作原理、输出电压及电流平均值的估算方法。2. 熟悉直流稳压电源的组成、电路结

14、构及其作用和工作原理。3. 理解串联型稳压电路的工作原理、输出电压调节范围的估算。4. 了解滤波电路工作原理、电容滤波电路输出电压平均值的估算以及集成稳压器的工作原理及使用方法。5. 初步了解开关型稳压电路的工作原理及特点。（三）重点与难点1.重点：串联型稳压电路的工作原理及其相关估算。 2.难点：开关型稳压电路的工作原理。数字电子技术基础部分第1章. 逻辑代数与EDA技术的基础知识（一）教学内容1.常用数制及其转换，几种常用的编码，补码的概念。2.逻辑代数的基本概念、公式和定理，逻辑代数的公式法和卡诺图化简方法。3.逻辑函数中的各种表示方法（真值表、逻辑式、逻辑图、卡诺图、波形图）及其相互之

15、间的转换。（二）教学要求1. 掌握常用数制及其转换，熟悉几种常用的编码，了解补码的概念。2. 掌握逻辑代数的三种基本运算、基本公式和常用公式，用公式法和卡诺图法化简逻辑函数（逻辑变量4），几种常用的复合函数（与非、或非、与或非、异或、同或）的定义及其表示方法。3. 熟悉逻辑函数中的各种表示方法（真值表、逻辑式、逻辑图、卡诺图、波形图）及其相互转换方法。4. 理解最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。5. 了解代入规则、反演规则和对偶规则。（三）重点与难点 1.重点：逻辑代数基本公式和常用公式，逻辑函数的表示方法以及化简。 2.难点：约束项的理解。第2章.门电路（一）教学内容1

16、.半导体二极管、三极管和MOS管的开关特性。2. 分立元器件门电路。3. CMOS、TTL集成门电路。（二）教学要求1. 掌握TTL门电路常用种类(反相器、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门 )的符号、逻辑功能，CMOS门电路常用种类(反相器、与非门、或非门、异或门、三态门、传输门)的符号、逻辑功能。2.熟悉二极管与门和或门、三极管非门的电路结构及工作原理，熟悉CMOS和TTL反相器的电路结构、工作原理。3. 理解TTL反相器的电气特性-电压传输特性、输入特性和输出特性及主要参数的物理意义，CMOS反相器的电气特性-电压传输特性及主要参数的物理意义。4. 了解其它门电路的改进系列

17、，TTL电路与CMOS电路的接口。（三）重点与难点1.重点：逻辑门电路的结构、工作原理及其外部特性。2.难点：逻辑门电路内部原理及其参数计算。第3章. 组合逻辑电路（一）教学内容1.组合电路的基本分析和设计方法，常用组合逻辑电路的工作原理及应用。2.加法器、数值比较器、编码器和译码器、数据选择器和分配器等常用组合电路的功能、应用及实现方法。3.中规模集成电路实现组合逻辑函数的方法。4.组合电路中的竞争冒险。（二）教学要求1. 掌握组合电路的特点、基本分析和设计方法、常用组合逻辑电路的工作原理及应用。2. 熟悉加法器、数值比较器、编码器和译码器、数据选择器和分配器等常用组合电路的功能、应用及实现

18、方法。3. 理解典型中规模集成组合逻辑器件的功能、应用及用中规模集成器件实现组合逻辑函数的方法。4. 了解组合电路中的竞争冒险现象。（三）重点与难点1.重点：组合电路的特点、基本分析和设计方法。2.难点：利用集成组合逻辑器件实现组合逻辑函数。第4章. 触发器（一）教学内容1. 基本触发器的电路组成及工作原理。2. 同步触发器、边沿触发器的电路组成及工作原理。3. 触发器的电气特性。（二）教学要求1. 掌握RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的逻辑符号，逻辑功能表示方法，触发方式及触发器间的相互转换。2. 熟悉触发器逻辑功能的特性方程、特性表、状态表、状态图、时序图等表示方法，集成触发器的

19、特点和应用。3. 理解常用集成触发器逻辑符号、功能特点、异步置位、复位端的功能等。4. 了解触发器的几种常见结构及工作原理。（三）重点与难点1.重点：RS触发器、JK触发器、D触发器和T触发器的逻辑符号，逻辑功能表示方法，触发方式及触发器间的相互转换。2.难点：触发器的几种常见结构及工作原理。第5章. 时序逻辑电路（一）教学内容1.时序电路的基本分析和设计方法。2.计数器、寄存器、RAM、顺序脉冲发生器的功能及应用。3.中规模集成计数器的功能、应用以及用中规模集成计数器构成N进制计数器的方法。（二）教学要求1. 掌握时序电路的特点、分类、功能描述方法，时序电路的基本分析和设计方法，掌握同步、异

20、步计数器的工作原理。2. 熟悉计数器、寄存器、RAM、顺序脉冲发生器的功能及应用。3. 理解常用中规模集成计数器的功能、应用以及用中规模集成计数器构成N进制计数器的方法。4. 了解计数器的分频、定时等应用，计数器自启动的概念，寄存器的分析方法及应用。（三）重点与难点1.重点：时序电路的基本分析和设计方法。2.难点：计数器、寄存器、RAM、顺序脉冲发生器的的应用。第6章. 脉冲产生与整形电路（一）教学内容1.施密特触发器的电路组成及其工作原理。2.单稳态触发器的电路组成及其工作原理。3. 多谐振荡器的电路组成及其工作原理。（二）教学要求1. 掌握555定时器、施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡

21、器的电路组成及其工作原理。2. 熟悉施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的特点、参数计算。3. 理解电位触发、单稳态、双稳态、无稳态、脉冲宽度、振荡周期、占空比的概念，单稳态器对触发脉冲信号的要求。4. 了解施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器的典型应用。（三）重点与难点1.重点：555定时器、施密特触发器的组成、工作原理及其使用。 2.难点：多谐振荡器的参数计算。第7章. 数模和模数转换电路（一）教学内容1.D/A转换器电路的基本工作原理。2.A/D转换的一般步骤和取样定理。（二）教学要求1. 掌握A/D、D/A转换的基本思想、共同性的问题。2. 熟悉典型D/A、A/D转换器电路基本工作

22、原理，输出量与输入量之间的定量关系、特点及参数。3.了解ADC、DAC在数字系统中的作用及分类方法。（三）重点与难点1.重点：D/A、A/D转换器基本概念、基本工作原理。 2.难点：ADC、DAC电路结构、输出量与输入量之间的定量关系计算。三、本课程开设的实验项目编号实验项目名称学时类型要求支撑的课程目标1常用实验仪器仪表的使用2验证性必做课程目标12单级放大电路2验证性必做课程目标23负反馈放大器2验证性必做课程目标24集成运算放大器的基本应用2设计性必做课程目标25门电路逻辑功能及测试2验证性必做课程目标26组合逻辑电路设计2综合性必做课程目标27计数、译码及显示电路2设计性必做课程目标2

23、8时序逻辑电路设计性实验2设计性必做课程目标2实验1：常用实验仪器仪表的使用1. 实验目的及要求1）熟悉万用表、高低频信号发生器、单双踪示波器、毫伏表、模拟电子技术实验台（箱）的使用；2）初步掌握数字示波器观测波形和读取波形参数的方法。2. 实验主要内容1）用示波器测量“校准信号”；2）用示波器和毫伏表测量信号发生器输出电压；3）用示波器测量信号频率。3. 重难点实验电路的设计以及实验仪器的使用。实验2. 单级放大电路1. 实验目的及要求1) 掌握单级放大器静态工作点的调试和测量方法；2）观察静态工作点的变化对输出波形的影响；3）学习电压放大倍数及最大不失真输出电压幅度的测试方法。2. 实验主

24、要内容1）测量静态工作点；2）测量电压放大倍数；3）测量输入电阻和输出电阻；4）观察静态工作点的变化对输出波形失真的影响；5）测量最大不失真输出电压；6）测量幅频特性曲线。3. 重难点1）静态工作点的测量与调试；2）放大器动态指标的测试。实验3. 负反馈放大器1. 实验目的及要求1) 理解负反馈放大器的工作原理，以及负反馈对放大器性能的改善；2）掌握负反馈放大器性能指标的调试方法。2. 实验主要内容1）测量静态工作点；2）测量基本放大器的各项性能指标；3）测试负反馈放大器的各项性能指标，观察负反馈对非线性失真的改善。3. 重难点1）静态工作点的测试；2）负反馈放大器动态指标的测试。实验4. 集

25、成运算放大器的基本应用1. 实验目的及要求1) 掌握集成运算放大器的正确使用方法；2）掌握比例、加法、减法等运算电路的计算与组装连接、测试。2. 实验主要内容1）反向比例运算电路；2）反向加法运算电路；3）同向比例运算电路；4）减法器。3. 重难点1）集成运算放大器的正确使用方法；2）运算电路的计算与组装连接、测试。实验5. 门电路逻辑功能及测试1. 实验目的及要求1) 掌握集成门电路的引脚分布；2）掌握门电路逻辑功能测试；3）学习逻辑电路输出状态的测试方法。2. 实验主要内容1）验证74LS20和CD4011的逻辑功能；2）74LS20和CD4011主要参数的测试。3. 重难点测试电路的搭建

26、。实验6. 组合逻辑电路设计1. 实验目的及要求1) 熟悉中规模集成电路（例如数据选择器、译码器）的性能及使用方法，掌握组合逻辑电路的设计；2）利用常见的中规模集成电路根据要求设计组合逻辑电路。2. 实验主要内容设计一个4人无弃权表决电路，其中权威人士的一票相当于两票，本设计要求采用四二输入与非门实现。要求按照设计步骤进行，直到测试电路逻辑功能符合设计要求为止。3. 重难点组合逻辑电路的设计、搭建与测试。实验7. 计数、译码及显示电路1. 实验目的及要求1) 熟悉常用中规模计数器的逻辑功能；2）掌握计数、译码、显示电路的工作原理及其应用。2. 实验主要内容1）测试74LS163计数器的各项逻辑

27、功能；2）改变74LS163二进制计数器为十进制计数器；3）用两个74LS163连接成一个两位十进制计数器，并用译码显示器显示出来。3. 重难点计数器的电路设计及搭建，测试，显示。实验8. 时序逻辑电路设计性实验1. 实验目的及要求1) 掌握简单时序电路的设计方法；2）掌握简单时序电路的调试方法。2. 实验主要内容设计一个串行数据检测电路，要求：连续输入3个或者3个以上1时输出为1，其他情况下输出为0。3. 重难点时序逻辑电路的设计、搭建与测试。注：本课程为专业基础课，授课对象为大二学生，实验类型主要包括验证性、设计性和综合性实验，均需要提交实验报告，实验报告主要包括实验目的、要求和内容，数据

28、的分析以及思考题的回答。实验评价内容和评分细则参见附录1。四、学时分配及教学方法章教学形式及学时分配主要教学方法支撑的课程目标课堂教学实验上机课程实践小计模拟电子技术基础部分第1章半导体器件33讲授、案例、演示、讨论课程目标1、2第2章放大电路的基本原理和分析方法628讲授、案例、自学、实验课程目标1、2第3章放大电路的频率响应22讲授、讨论、自学课程目标1、2第4章功率放大电路22讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2第5章集成运算放大电路224讲授、自学、实验课程目标1、2第6章放大电路中的反馈325讲授、自学、实验课程目标1、2第7章模拟信号运算电路224讲授、自学、实验课程目标1、2第8

29、章信号处理电路22讲授、讨论、自学课程目标1、2第9章波形发生电路11讲授、自学课程目标1、2第10章直流电源11讲授、自学课程目标1、2数字电子技术基础部分第1章逻辑代数与EDA技术的基础知识44讲授、演示、讨论课程目标1、2第2章门电路426讲授、自学、实验课程目标1、2第3章组合逻辑电路426讲授、讨论、对比、自学、实验课程目标1、2第4章触发器44讲授、演示、讨论、自学课程目标1、2第5章时序逻辑电路448讲授、自学、实验课程目标1、2第6章脉冲产生与整形电路22讲授、自学课程目标1、2第7章数模和模数转换电路22讲授、自学课程目标1、2合计481664注：1.课程实践学时按相关专业培养计划列入表格； 2.主要教学方法包括讲授法、讨论法、演示法、研究型教学方法（基于问题、项目、案例等教学方法）等。五、课程考核 1. 课程考核方式包括期末考试、平时作业及阶段测试情况考核（其中包括笔记、大作业