UKŁADY ANALOGOWE I 2. Kod przedmiotu

Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 1 z 1
KARTA PRZEDMIOTU
(pieczęć wydziału)
1. Nazwa przedmiotu: UKŁADY ANALOGOWE I
2. Kod przedmiotu: UA I
3. Karta przedmiotu ważna od roku akademickiego: 2012/2013
4. Forma kształcenia: studia pierwszego stopnia
5. Forma studiów: studia stacjonarne
6. Kierunek studiów: ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA (WYDZIAŁ AEiI)
7. Profil studiów: ogólnoakademicki
8. Specjalność:
9. Semestr: 3
10. Jednostka prowadząca przedmiot: Instytut Elektroniki, RAu3
11. Prowadzący przedmiot: dr hab. inż. Zdzisław Filus, prof. Pol. Śl.
12. Przynależność do grupy przedmiotów: przedmioty wspólne
13. Status przedmiotu: obowiązkowy
14. Język prowadzenia zajęć: polski
15. Przedmioty wprowadzające oraz wymagania wstępne:
Zakłada się, że przed rozpoczęciem nauki niniejszego przedmiotu student posiada przygotowanie w
zakresie analizy matematycznej, algebry, fizyki, podstaw elektrotechniki i elementów elektronicznych.
16. Cel przedmiotu:
Celem przedmiotu jest przekazanie studentom podstawowych wiadomości teoretycznych i praktycznych
z zakresu analogowych układów półprzewodnikowych, pozwalających na zrozumienie zasad działania i
analizy tych układów oraz zdobycie przez nich umiejętności projektowania struktur układowych
realizujących proste funkcje oraz analizowania ich właściwości w zakresie pracy stałoprądowej oraz w
dziedzinach czasu i częstotliwości.
17. Efekty kształcenia:1
Nr
W1
W2
W3
U1
1
Opis efektu kształcenia
Zna proste metody opisu i analizy analogowych
liniowych i nieliniowych układów prądu stałego oraz
podstawowych wzmacniaczy małosygnałowych
Zna struktury i zasady działania podstawowych
analogowych układów elektronicznych, w tym
układów wykorzystywanych w układach scalonych
Zna zasady wykorzystania sprzężenia zwrotnego do
modyfikacji parametrów i charakterystyk
analogowych układów elektronicznych
Potrafi wykorzystać poznane metody i modele
matematyczne do analizy stałoprądowej
elementarnych analogowych układów
elektronicznych
należy wskazać ok. 5 – 8 efektów kształcenia
Metoda sprawdzenia
efektu kształcenia
Forma
prowadzenia
zajęć
egzamin
wykład
Odniesienie
do efektów
dla kierunku
studiów
K1_W01
egzamin
wykład
K1_W13
egzamin
wykład
K1_W14
kartkówki, egzamin
ćwiczenia
tablicowe
K1_U07
Z1-PU7
U2
Potrafi wykorzystać poznane metody i
kartkówki, egzamin
małosygnałowe modele matematyczne do
wyznaczania parametrów charakterystycznych
prostych liniowych układów elektronicznych
18. Formy zajęć dydaktycznych i ich wymiar (liczba godzin)
W. 30
Ćw. 30
L.
P.
WYDANIE N1
ćwiczenia
tablicowe
Strona 2 z 2
K1_U07
Sem.
19. Treści kształcenia:
Wykład
Wprowadzenie. Wiadomości ogólne o sygnałach i układach elektronicznych oraz ich klasyfikacja. Analiza
układów w dziedzinie czasu, zmiennej s i częstotliwości.
Podstawowe układy RLC. Obwód dolnoprzepustowy RC. Obwód górnoprzepustowy CR. Dzielnik
skompensowany RC. Filtr pasmowo-przepustowy RC. Mostek Wiena-Robinsona. Obwód „podwójne T”.
Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy.
Dioda półprzewodnikowa ze złączem p-n. Charakterystyka prądowo-napięciowa i jej zależność od temperatury.
Przebiegi podczas przełączania diody p-n i diody Schottky’ego. Modele odcinkowo-liniowe diody.
Układy prostownicze. Schemat blokowy zasilacza sieciowego. Prostownik jednofazowy jednopołówkowy,
dwupołówkowy i mostkowy z obciążeniem oporowym i pojemnościowym. Prostownik trójfazowy pół- i
pełnookresowy. Filtry prostownicze. Stabilizator parametryczny z diodą Zenera. Podwajacz symetryczny i
niesymetryczny. Powielacz napięcia.
Tranzystor bipolarny. Stałoprądowe modele odcinkowo-liniowe tranzystora. Przebiegi czasowe napięć i prądów
podczas przełączania tranzystora.
Układy polaryzacji tranzystora bipolarnego. Wyznaczenie metodą graficzną charakterystyk roboczych
wzmacniacza w układzie WE. Układy polaryzacji z wymuszonym prądem bazy, ze sprzężeniem emiterowym oraz
ze sprzężeniem kolektorowym.
Podstawowe układy wzmacniające. Modele y i h tranzystora. Model hybryd Π. Częstotliwości graniczne
tranzystora bipolarnego. Ogólny schemat wzmacniacza napięciowego i prądowego – wzmacniacze idealne. Analiza
wzmacniaczy w układzie WE, WB i WC oraz ich porównanie.
Inne układy podstawowe na tranzystorach bipolarnych. Układ Darlingtona. Źródła prądowe.
Tranzystor polowy. Opis analityczny charakterystyk statycznych. Małosygnałowy schemat zastępczy dla małych i
wielkich częstotliwości. Układy polaryzacji automatycznej i z dzielnikiem oporowym. Analiza wzmacniaczy w
układzie WS oraz WD. Tranzystor polowy jako źródło prądowe i jako sterowana napięciem rezystancja.
Podstawowe klucze. Klucz diodowy. Klucz na tranzystorze bipolarnym – warunki nasycenia i odcięcia tranzystora.
Bramka transmisyjna z tranzystorami polowymi. Tranzystor polowy jako klucz mocy.
Elementy analogowych układów scalonych. Różne rozwiązania zwierciadeł prądowych. Efekt Millera – kaskoda.
Wzmacniacz różnicowy: analiza wielkosygnałowa (stałoprądowa) i małosygnałowa.
Sprzężenie zwrotne. Zasada sprzężenia zwrotnego. Rodzaje sprzężeń zwrotnych we wzmacniaczach. Wpływ
ujemnego sprzężenia zwrotnego na parametry robocze wzmacniacza. Stabilność układów ze sprzężeniem zwrotnym.
Wzmacniacze mocy. Klasy wzmacniaczy. Wzmacniacze mocy m.cz. w klasie A, AB, B i D.
Ćwiczenia tablicowe
Analiza stałoprądowa układów półprzewodnikowych. Obliczanie wartości napięć i prądów stałych w liniowych
oraz nieliniowych układach elektronicznych, takich jak wzmacniacze, stabilizatory parametryczne, źródła prądowe i
układy przełączające. Wyznaczanie punktów pracy przyrządów półprzewodnikowych w takich układach. Obliczanie
przebiegu charakterystyk przejściowych i charakterystyk obciążenia takich układów. Wyznaczanie maksymalnej
niezniekształconej amplitudy napięcia wyjściowego dla wzmacniaczy prądu zmiennego. Analiza wpływu
temperatury na parametry diod i tranzystorów bipolarnych oraz układów wykorzystujących te przyrządy.
Z1-PU7
WYDANIE N1
Strona 3 z 3
Analiza zmiennoprądowa układów półprzewodnikowych. Analiza małosygnałowa układów elektronicznych przy
założeniu, że w punkcie pracy zachowanie tranzystora można opisać parametrami czwórnika liniowego typu [h] lub
[y]. Sposoby wyznaczania parametrów małosygnałowych z charakterystyk statycznych tranzystorów. Analiza
układu zawierającego tranzystory przy wykorzystaniu zasady superpozycji dla schematu zastępczego tego układu
dla składowej zmiennej, w którym tranzystory są opisane schematem zastępczym wynikającym z parametrów typu
[h] lub typu [y], albo metodą macierzy admitancyjnej. Analiza charakterystyk częstotliwościowych amplitudy i fazy
transmitancji (aproksymacje Bodego) wynikających z uwzględnienia występujących w układzie pojemności i
indukcyjności i/lub wynikające z parametrów częstotliwościowych tranzystorów.
20. Egzamin: tak (pisemny z zadań i ustny z teorii)
21. Literatura podstawowa:
1.
2.
3.
4.
Tietze U., Schenk Ch.: Układy półprzewodnikowe. WNT, Warszawa 1996/2009
Filipkowski A.: Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe. WNT, Warszawa 2006
Nosal Z., Baranowski J.: Układy elektroniczne. Cz. I - Układy analogowe. WNT, Warszawa 2003
Ciążyński W. E.: Elektronika analogowa w zadaniach, t.1, 2, 3. 4. Wydawnictwo Politechniki
Śląskiej, Gliwice 2009-2010
22. Literatura uzupełniająca:
1. Horowitz P., Hill W.: Sztuka elektroniki. WKŁ, Warszawa 2003
2. Chwaleba A., Moeschke B., Płoszajski G.: Elektronika. WSiP, Warszawa 2008
23. Nakład pracy studenta potrzebny do osiągnięcia efektów kształcenia
Lp.
Forma zajęć
Liczba godzin
kontaktowych / pracy studenta
30/10
1
Wykład
2
Ćwiczenia
3
Laboratorium
/
4
Projekt
/
5
Seminarium
/
6
Inne
10/30
Suma godzin
70/70
30/30
24. Suma wszystkich godzin: 140
25. Liczba punktów ECTS:2 5
26. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach z bezpośrednim udziałem nauczyciela akademickiego: 3
27. Liczba punktów ECTS uzyskanych na zajęciach o charakterze praktycznym (laboratoria, projekty): 0
26. Uwagi:
Zatwierdzono:
…………………………….
…………………………………………………
(data i podpis prowadzącego)
(data i podpis dyrektora instytutu/kierownika katedry/
Dyrektora Kolegium Języków Obcych/kierownika lub
dyrektora jednostki międzywydziałowej)
2
1 punkt ECTS – 30 godzin.