Elektronika analogowa 1

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

ELA1

1

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi układami elektronicznymi i właściwościami układowymi elementów elektronicznych. Przedmiot jest pierwszym z serii traktujących o układach elektronicznych. Łączy wiedzę z przyrządów półprzewodnikowych, teorii obwodów i elementów analizy matematycznej, umożliwiając studentom samodzielną analizę odręczną podstawowych układów elektronicznych

1. WYKŁADY 1-3
   Elementy elektroniczne i ich modele (6 godz.):
   • dioda półprzewodnikowa
   • tranzystor: bipolarny i unipolarny, właściwości, podobieństwa i różnice
   • inne („nowoczesne” elementy elektroniczne np. HEMT, IGBT
   • modele elementów półprzewodnikowych
   • SPICE: stosowanie modeli symulacyjnych producentów, ograniczenia i pułapki, podstawy optymalizacji opartej o modele, tworzenie własnych modeli behawioralnych
   • linearyzacja charakterystyk elementów elektronicznych, punkt pracy
   • elementy pasywne i ich rzeczywiste parametry i właściwości
2. WYKŁADY 4-6
   Układy elementarne (6 godz.):
   • stopnie wzmacniające jednotranzystorowe (WE, WD, WK, WZ…), właściwości, zastosowania, podobieństwa, różnice
   • tranzystor bipolarny i unipolarny jako źródło prądowe: właściwości, nieidealności, parametry
   • proste, elementarne układy źródeł prądowych i ich parametry
   • lustro prądowe
3. WYKŁADY 6-8
   Wzmacniacze m. cz., szerokopasmowe i selektywne (6 godz):
   • układy wielostopniowe, łączenie stopni
   • transmisja sygnałów: sygnał asymetryczny a sygnał symetryczny
   • układ różnicowy, wersje, właściwości, zastosowania
   • praca układu różnicowego z dużym sygnałem, nieliniowość
4. WYKŁADY 9-11
   Układy ze wzmacniaczami operacyjnymi, podstawy ujemnego sprzężenia zwrotnego, komparatory (4 godz.):
   • wiadomości ogólne: WO idealny, podstawowe konfiguracje
   • WO rzeczywisty, odstępstwa od ideału i ograniczenia, własności, parametry, zastosowania
   • podstawowa teoria dotycząca ujemnego sprzężenia zwrotnego
   • współczesne scalone „standardowe” WO (bipolarne, MOS, z wejściem J-FET, rail-to-rail)
   • zasilanie WO jednym napięciem
   • przykładowe układy ze wzmacniaczami operacyjnymi:
   • złożone i precyzyjne źródła prądowe, ich właściwości i ograniczenia
   • źródło napięcia odniesienia
   • wzmacniacz transimpedancyjny
   • wzmacniacz operacyjny a komparator
5. WYKŁADY 12-13
   Przełączniki (klucze) elektroniczne (4 godz.):
   • przełączanie elementów półprzewodnikowych
   • przełączniki tranzystorowe bipolarne i unipolarne, porównanie właściwości
   • przełączniki prądowe
   • przełączniki szybkie (np. bramki diodowe)
   • układy S/H i T/H
6. WYKŁAD 14
   Układy zasilające o pracy ciągłej (2 godz.):
   • stabilizatory szeregowe i równoległe – układy podstawowe
   • stabilizatory ze sprzężeniem zwrotnym
   • układy zabezpieczające
   • stabilizatory scalone
   • transformatory, prostowniki, filtry
7. WYKŁAD 15
   Wzmacniacze mocy (2 godz.):
   • zagadnienia podstawowe dotyczące przetwarzania dużych mocy
   • temperatura, dopuszczalne parametry i warunki pracy elementów mocy
   • budowa stopni mocy, klasy, sprawność

Ćwiczenia:

Zajęcia ćwiczeniowe poświęcone są rozwiązywaniu praktycznych przykładów związanych z projektowaniem podstawowych układów elektronicznych. Studenci przed zajęciami samodzielnie przygotowują prace domowe, wykorzystując do ich rozwiązania obliczenia odręczne, jak i programy typu CAD. W trakcie zajęć omawiane są różne warianty układowe i wpływ poszczególnych parametrów na pracę podstawowych układów elektronicznych.

Literatura:

1. P. Horowitz, P.Hill, Sztuka elektroniki, WKiŁ 2015.
2. M. Rusek, J. Pasierbiński, Elementy i układy elektroniczne w pytaniach i odpowiedziach, WNT 2009.
3. W. Nowakowski, Podstawowe układy elektroniczne, Układy impulsowe, WKiŁ 1982.
4. Pawłowski J.: Podstawowe układy elektroniczne. Wzmacniacze i generatory. Warszawa, WKŁ, 1975
5. U. Tietze, Ch. Schenk, Układy półprzewodnikowe, WNT 1998.
6. A. Filipkowski, Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, WNT 1998.
7. J. Izydorczyk, PSPICE, Komputerowa symulacja układów elektronicznych, Helion 1993 r.
8. A. Guziński, Liniowe elektroniczne układy analogowe, WNT 1995.