《模拟电子技术》课程标准

《模拟电子技术》课程标准课程基本信息课程编码：Z11BJ00102课程名称：模拟电子技术(2)课程类型：B类课程属类：职业能力课程课程学分：4参考课时：64课程性质：专业必修课开课部门：适用专业（层次）：电子信息工程技术专业（普专）先修课程：《物理》、《高等数学》、《电路分析》等后续课程：《EDA技术》、《电子产品工艺与制作技术》、《单片机应用技术》等职业资格：电工（高级）职业资格等制订：《模拟电子技术》课程开发团队批准人：课程负责人：一、课程简介《模拟电子技术》主要讲述模拟电子技术部分内容，包括：半导体基础；基本放大电路；集成运算放大器；电力电子基础；交流--直流变换等内容。《模拟电子技术》是高等学校工科电类专业的一门技术基础课程，它研究电工技术和电子技术的理论和应用的技术基础课程。电工技术和电子技术的发展十分迅速，应用非常广泛，现代一切新的科学技术无不与电有着密切的关系。因此，模拟电子技术是高等学校工科电类专业的一门重要课程。作为技术基础课程，它应具有基础性、应用性和先进性。基础性是指模拟电子技术研究的是电工电子的基本理论、基本知识和基本技能。二、课程性质与定位《模拟电子技术》课程是电子信息工程技术专业的一门专业必修课程。通过讲授常用半导体器件的应用、放大电路分析及应用、电力电子技术基础分析及应用，使（让）学生掌握电工与电子电路的基本知识和基本操作技能，学会运用本课程的相关知识分析问题和解决问题。其前修课程有《高等数学》、《电路分析》等，后续课程为《电子产品工艺与制作技术》、《传感器应用技术》等课程。三、课程设计思路（一）设计依据本专业毕业生主要面向电子设备生产企业和经营单位，从事一般电子设备的装配、调试、检测和维修工作，以及电子产品、元器件的采购和销售工作。也可以从事一些电工相关的行业。分析岗位群对电工电子基础课程相关内容的要求确立课程的内容知识点。（二）设计思路本课程的开发是校内课程团队成员与行业企业技术人员共同分析岗位需求，确立岗位职业能力与工作过程。走访大量从事电子产品、设备生产、制造和电子自动检测相关企业，深入行业企业一线进行岗位职业能力与工作过程调查；与企业生产一线技术人员共同制定课程标准，共建更能贴近和满足实际应用能力需求的能力训练体系；与在企业一线从事电子测量、电子产品设计与制作、电子电气设备生产、运行、维护的毕业学生进行交流，听取毕业生对本课程建设的反馈意见，以他们的亲身经历和切身体会帮助我们审视以往课程建设体系中存在的问题，并对实训教学情境的构建提出修改意见。通过与行业企业的深入交流，确立了以面向装配工、测量员、电子产品设计与制作的生产制造等岗位、针对实际工作过程中完成各项工作任务应具备的职业能力，从系统化的学习情境设计入手，确立了以围绕突出学生职业能力培养和职业素质养成这一主线，构建“应用性理论知识讲授＋专项训练＋顶岗实习”三位一体的课程体系改革的建设思路。四、课程培养目标（一）总体目标《模拟电子技术》课程是电子信息工程技术专业学生学习其它专业课程的电学基础，其教学目标主要是使学生通过本课程的学习掌握电工与电子电路的基本知识和基本操作技能，学会运用本课程的相关知识分析问题和解决问题。（二）知识目标1.了解二极管以及简单直流电源电路的基本结构、工作原理2.掌握二极管电路的基本分析和计算方法3.掌握三极管及基本放大电路和集成运算放大电路的基本结构和基本工作原理。4.掌握三极管基本放大电路和集成运放的分析和计算方法5.掌握放大电路的基本性能和基本分析方法。（三）能力目标1.具备正确使用常用电工电子仪器仪表（电流表、电压表、万用表、示波器等）的能力2.具备正确测量基本电学量（电阻、电流、电压、电功率、电能）的能力3.具备正确识读和分析常用电工电子电路图，并完成有关电路参数计算的能力（四）素质目标1.培养学生认真做好课前预习，认真阅读教材，了解教材内容，针对思考题思考内容重点，发现学习难点，上网收集微相关资料，做好课前准备。2.培养学生上课认真回答问题，在学习过程中对不懂的知识及时提出，并与同学讨论。3.通过模拟电子技术课程的学习，了解电工电子世界，激发同学们的学习兴趣，促使其加深认识所学专业，培养专业归属感；4.培养学生认真做好每堂课的作业，为下一次课做好准备。课程内容与要求序号教学情境名称教学内容与要求单元学时实践考核项目与要求实践学时1常用半导体器件的应用教学内容：半导体基础知识、PN结的形成、PN结的单向导电性、二极管的基本结构及伏安特性、二极管的主要参数；三极管的基本结构、三极管的工作原理、三极管的特性曲线、三极管的主要参数。要求：通过学习掌握常用半导体器件的应用。12实践考核项目：PN结、PN结的单向导电性；半导体三极管要求：熟悉常见半导体器件62基本放大电路分析及应用教学内容：基本放大电路的组成、工作原理、性能指标；共射放大电路、射极输出器、差动放大电路、互补对称功率放大电路要求：通过学习掌握基本放大电路分析及应用。20实践考核项目：基本放大电路的组成及工作原理要求：熟悉基本放大电路的工作原理103集成运算放大器分析及应用教学内容：集成运算放大器的组成及工作原理、传输特性、主要参数；反馈的概念、类型及判断、负反馈对放大电路性能的影响；基本运算电路、运算放大器在信号处理方面的应用、RC正弦波振荡电路；电压比较器、信号产生电路；集成运算放大器使用时的注意事项、集成运算放大器的应用举例.要求：通过学习掌握集成运算放大器分析及应用。20实践考核项目：集成运算放大器分析及应用要求：掌握集成运算放大器的线性应用104电力电子技术基础分析及应用教学内容：半导体直流稳压电源；晶闸管及其应用；可控整流电路；电容滤波的可控整流电路8实践考核项目：电容滤波的可控整流电路分析及应用要求：掌握电容滤波的可控整流电路45交流--直流变换及应用教学内容：DC-DC变换的基本控制；晶闸管斩波器；逆变电路及应用；脉宽调制型(PWM)逆变电路；交流调压、变频电路要求：通过学习掌握交流--直流变换及应用。4实践考核项目：交流调压、变频电路要求：掌握交流调压、变频电路2合计6432六、教师任职要求专业能力要求教学能力要求专任教师兼职教师具备电子电气相关专业本科以上学历；具备维修电工或电子产品维修工高级工以上职业资格；具备《模拟电子技术》相关知识与技能；具备电工电子相关仪器仪表、工具的熟练使用能力；熟知电子信息工程技术专业课程体系架构；熟知《模拟电子技术》课程与课程体系内其它课程之间的联系；具备该专业相关高校教师资格证书。1.具有一定操作能力，包括熟悉技术工作的内容要求和操作流程，掌握职业技术规范，熟练的专业技术能力，基本的实验能力和设计能力等；2.既是教学行家，也是生产好手，能将各种知识、技能、技术相互渗透、融合和转化；3.具有本专业生产服务一线3年以上工作经历；4.具有一定的组织生产、经营、创业和科技推广能力。1.熟知本课程《课程标准》的基本内容及其对本课程教学的基本要求；2.语言表达能力；3.具有较高的课堂驾驭能力，能较好地对课堂教学进行组织、管理和监控，根据课堂上不同的情况调节课堂教学节奏，调整课堂教学内容与教学结构，合理分配教学时间等4.具有熟练的课堂实践操作能力，能够灵活运用现代教学技术手段，演示实验以及教具的运用适时适度，并且操作规范、熟练。七、教学条件与设施要求

目前，本课程拥有技术先进的校内实训基地，利用校内实训基地，能够很好的完成本课程的现场教学、实验、实训、实习、综合实训等项目。学生的实验、实训可以不受空间和课时的限制。电工电子与自动化技术实训基地2006年被国家财政部和教育部确定为中央财政支持的实训基地建设项目，中央财政支持170万元，地方配套资金170万元。近几年来，投资引进了大量国内先进的科研实验实训设备，实训设备应用了现代化计算机仿真技术，通过模拟、仿真、操作三个层面完成各种与生产一线相同的科研项目和实训项目。可进行先进的电子自动检测、电子产品设计、电子产品制作与调试等技能实训，全面系统而有效的实现了电子信息工程技术等相关专业的技能训练。本班级上课所需要的设备、工具及台套数：《模拟电子技术》教学做一体化实训室之一设备总值150万面积360m2台套数200套主要配置低压电器控制柜、兆欧表、电工电子实训台、模电试验箱、数电试验箱、电工电子维修配套工具等仪器设备主要功能承担《模拟电子技术》课程常用电路的安装与调试、各种放大电路及相关数字电路的安装、调试训练任务；承担《电机与拖动》、《电气控制技术》等课程单项技能和综合技能实训任务，承担中高级维修电工的职业资格培训和鉴定任务。实训项目晶体管单管共射极放大电路；射极输出器；负反馈放大电路；OTL功率放大器；集成运放的线性应用；LC正弦波振荡器；直流稳压电源；集成逻辑门电路逻辑功能的测试；组合逻辑电路的设计与测试；译码器的使用；编码译码及数显电路；数据选择器；触发器；集成计数器及应用；555时基电路；三相异步电动机接触器连锁点动控制线路的安装与调试；混合控制三相异步电动机线路安装与调试；接触器联锁的正反转控制线路安装与调试；按钮联锁的三相异步电动机接触器正反转控制线路安装与调试；双重联锁的三相异步电动机正反转控制线路安装与调试；三相异步电动机的顺序控制安装与调试。面向专业电子信息工程技术、电气自动化技术、机电一体化等。职业能力培养学生电子产品的装配、测试与检修、电子线路的、低压电器控制线路的安装调试能力，使学生具备中高级电子产品维修徐工、维修电工职业技能；通过综合性实训培养学生的诚信品质、敬业精神、团队精神、责任意识。照片《模拟电子技术》教学做一体化实训室之二设备总值64万面积220m2台套数36套主要配置HL-NC2100现代电子设计创新实训装置、单片机编程器、仿真器、数字存储示波器等主要功能承担《电子产品设计与制作》课程的一体化教学任务；承担《电子创新设计》综合实训任务；承担教师的应用技术开发和学生职业技能竞赛的训练任务。实训项目线路板设计与制作训练；单片机电子产品开发训练；嵌入式电子产品开发训练。面向专业电气自动化技术、电子信息工程技术、电力系统自动化技术、机电一体化技术。职业能力以单片机、ARM等先进设备为载体，形成集教学、培训、技术研发于一体的创新实践平台，提高学生的产品开发和综合设计能力；通过生产性实训培养学生创新能力、协作能力、敬业精神、团队精神。照片本课程以职业能力培养和职业素养养成为目的，按照“校企融合、同兴共赢”的办学模式，把课堂搬到实训工厂，教学在工厂，服务到现场。八、实施建议（一）教学建议教师可以根据自身的素质、教学的需要以及教学条件，选择不同方式进行教学。采用课堂讲授与实验相结合的形式，在内容上要突出重点，深入浅出，加强实验教学，增强感性认识和动手实践能力。1.本课程的教学要不断摸索适合高职教育特点的教学方式。采取灵活的教学方法，启发、诱导、因材施教，注意给学生更多的思维活动空间，发挥教与学两方面的积极性，提高教学质量和教学水平。在规定的学时内，保证该标准的贯彻实施。2.教学过程中，要从高职教育的目标出发，了解不同专业对数学知识的需求，注意与有关课程相配合，把握好“必需、够用为度”的原则，还要适当兼顾学生所需知识点的教学。3.教学中要结合教学内容的特点，培养学生独立学习习惯，努力提高学生的自学能力和创新精神。4.重视习题课、单元测验的安排和习题的选择。督促学生及时、独立完成课外作业。5.重视对学生学习方法的指导。6.教学中注重现代化教学手段的应用。（1）充分运用现代教育技术及教学手段，提高教学效果，通过采用多媒体课件、教学录像、加工视频等多媒体手段，形象、生动地表达典型电路设计过程和产品制作过程，增加学生感性认识。（2）充分利用网络环境，制作适宜学生自主学习的精品课程学习资源，通过提供内容丰富的辅助教学网络资源，供学生在网上进行课程扩展学习、问题咨询、答题自测，扩大课堂教学效果。（二）评价建议1.对学生的评价以定量方式呈现评价结果，采用平时考核、实践考核和期末综合考核相结合的形式。本课程以实践为导向、模块化的教学方式展开教学活动：基本原理考核，实践考核。考核形式多样，分散与集中相结合，笔试与操作相结合，期末与平时相结合。课程总成绩化整为零，减轻期终考试负担，注重平时学习的考核。根据行为向导型教学法的“质量控制”要求，就是要把总结性评价与形成性评价结合起来，全面提高本课程的教学效果。具体分值比例如下：项目措施权重平时考核成绩考勤缺勤一次扣1分10%作业少交一次扣2分10%项目考核根据情境项目完成情况计分10%实践考核成绩实践项目通过相关实践项目的实践操作，根据实际完成情况计分20%期末综合考核成绩理论根据完成情况计分20%技能根据完成情况计分30%2.对教师的评价按照学院相关规定进行。3.对课程体系的评价按照教务处相关要求进行评价。（三）课程资源的开发与利用根据课程目标、学生实际以及本课程的理论性，专业性和科学性等特点，本课程的教学应该建设由文字教材、多媒体课件、虚拟实训、工业案例和网络教材等多种媒体教学资源为一体的网络资源教学库，以文字教材为中心，辅之以多种多样的学习方式，提供内涵不同，形式多样的学习支持服务，共同完成教学任务，达成教学目标。（四）教材的编写与使用建议教材的编写要体现课程的性质、价值、基本理念、课程目标以及内容标准。教材选用建议：《模拟电子技术》 胡宴如 高等教育出版社2011.2参考资料：《模拟电子技术》李雅轩西安电子科技大学出版社2007.6《模拟电子技术》李源民 清华大学出版社2005.1《模拟电子技术》 靳孝峰 天津大学出版社2011.5（五）课程资源的开发与利用（1）注重实训指导书和实训教材的开发和应用。（2）注重课程资源和现代化教学资源的开发和利用，如多媒体教室的应用，这些资源有利于创设形象生动的工作情景，激发学生的学习兴趣，促进学生对知识的理解和掌握。同时，建议加强课程资源的开发，建立多媒体课程资源的数据库，努力实现跨学校多媒体资源的共享，以提高课程资源利用效率。九、附录（一）半导体二极管的主要参数：1.直流电阻RD：当二极管外加直流偏置电压UD时，将有一直流电流ID，此时二极管等效为一个直流电阻RD，且RD=UD/ID。RD不是恒定值，呈现非线性。正向的RD随工作电流增大而减少，反向的RD随反向电压增大而增大。2.交流电阻rD：二极管在外加直流电压的基础上，再外加微小的变化电压Δu，也会引起电流的微小变化量Δi，此时二极管可以等效为一个交流电阻rD，且rD=Δu/Δi=UT/IDQ。3.最大整流电流IFM：IFM指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。其大小由PN结的结电压和外界散热条件决定。4.最大反向工作电压URM：URM指二极管工作时所允许加的最大反向电压，超过此值容易发生方向击穿。通常取UBR的一半作为URM。5.反向电流IR：指二极管未击穿时的反向电流。IR越小，单向导电性能越好。IR与温度密切相关。6.最高工作频率fM：fM是与结电容有关的参数。工作频率超过fM时，二极管的单向导电性能变坏。（二）晶体管的主要参数：1.反向饱和电流：ICBO表示发射极开路时，集电极和基极之间的反向饱和电流。ICBO的下标O表示open，代表第三个电极e开路。ICEO表示基极开路时，集电极和发射极之间的电流。ICEO=（1+β）ICBO，因为ICEO和ICBO都是由少数载流子的运动形成的，所以对温度非常敏感。当温度升高时，ICEO和ICBO将急剧增大。2.反向击穿电压：U(BR)CEO指基极开路时，集电极和发射极间的反向击穿电压。U(BR)CBO指发射极开路时，集电极和基极间的反向击穿电压。U(BR)CBO比U(BR)CEO大的多，U(BR)CBO一般有几十伏，U(BR)CEO只有几伏。3.最大允许集电极电流ICM：β与IC的大小有关，随着IC的增大，β值会减少。一般ICM指β下降到正常值的2/3时所对应的集电极电流。当IC>ICM时，虽然管子不至于损坏，但β值已经明显减小。4.最大允许集电极功耗PCM：晶体管的PCM、ICM和U(BR)CEO三个极限参数，规定了晶体管的允许运行范围，称为晶体管的安全工作区。教学案例1：音响设备的功率放大电路案例描述： 大家都见过音响设备，为什么光盘检出的微弱信号，能从音箱中发出宏亮的声音呢？这里有功率放大器的作用。我们选音响设备时，一般注意三个问题：声音大、省电、高保真。所以，功率放大器的功能特点有三个：1．输出功率大；2．效率高；3．不失真；功率放大电路在多级放大电路中处于最后一级，又称输出级。其主要作用是输出足够大的功率去驱动负载，如扬声器、伺服电机、指示表头、记录器等。功率放大电路要求：输出电压和输出电流的幅度都比较大；效率高。因此，三极管工作在大电压、大电流状态，管子的损耗功率大，发热严重，必须选用大功率三极管，且要加装符合规定要求的散热装置。图1是由TDA2030构成的功放电路图1由TDA2030构成的功放电路这里采用的TDA2030集成功放只有5只引脚，它接线简单，既可以接成OCL电路，又可以接成OTL电路，广泛应用于音响设备中。其内部设有短路保护电路，具有过热保护能力。主要参数为：电源6~18V、输出功率9W、输入阻抗5MΩ、电压增益30dB、谐波失真0.2%。教学案例2：音响设备的功率放大电路案例描述：现在，可以放进口袋里的高档放音设备如CD机等越来越便宜，很多人都随身带上一个，在火车上或飞机上就可以好好享受一下美妙的音乐，但是在这些小机器里，它的功放电路是不算好的，用它来接上一个高档的耳机是有点儿糟蹋，在这里我们来制作一个高保真的耳机功率放大器，做好后你可以对比一下，看自己的劳动是否值得。电路如图2所示，输入的信号从插口进入后经过电容C1和电阻R1接到运算放大器的输入端，电容C2可以将信号中一些频率太高的高音通一部分到地，以衰减一些高音，使声音变得柔和一些，在C2上并联一个电阻可以使衰减在一个合适的范围，不至于衰减得太多了。信号经运算放大器放大后直接进入一个OCL电路进行功率放大。功率放大器的两只三极管基极间用了四只二极管，可以让三极管工作在甲乙类偏甲类的状态下来进一步减小了失真(如果电路采用电池供电的话，可以减少一到两只二极管，以减小电流的消耗)，两只功放三极管用的是专用高保真功率对管，如果没有这样的管子，可用9013和9015来代替(但功率要小一些)，在代替使用时，必须注意两只功放三极管要配对，也就是说，两只管子的放大倍数、穿透电流等都应尽可能一致。图2高保真的耳机功率放大器电路图LF356是被誉为Hi-Fi(即高保真的意思)四大运放名品之—的音响高速运算放大器，由它对输入信号进行电压的放大，然后输出给两只三极管进行电流的放大(即功率放大)。电阻R4在这里是负反馈电阻，它从整个电路的最后输出端反馈到输入端，形成的是一个大环路，用这种大环路可以使信号在电路中任何地方产生的失真都得到有效的纠正。如果电路在做好后会自己发出啸叫声，可以在这只电阻上并联一只容量在0.01μF以下的电容，只要能消除啸叫声即可，越小越好。电容器C1对整个输入信号的影响极大，应选用质量比较好的电容，最好使用钽电容或独石电容，这是因为性能不好的电容中有一些成分的电感和其他分布参数，这些参数会在电感内形成一些不好的频率特性，影响声音的质量。上面的电路图中，功放电路只画了一个声道的，如果需要制作一个立体声的耳机功放，可以再做—个同样的功放电路，两个电路可以共用一个电源，但滤波电容最好分开用(各用一组)，并且两个电路可以适当隔开一点距离，以避免两个声道相互串音。多媒体计算机耳机功放的安装调试1.合理布局，分机装调音响放大器是一个小型电路系统，安装前要将各级进行合理布局，一般按照电路的顺序一级一级地布局，功放级应远离输入级，每一级的地线尽量接在仪器，连线尽