Ηλεκτρονικά Ι

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος, οι φοιτητές/ήτριες θα πρέπει να είναι ικανοί:

• Να χρησιμοποιούν τα μοντέλα ενισχυτών για την σχεδίαση και αξιολόγηση απλών και σύνθετων ενισχυτικών βαθμίδων
• Να γνωρίζουν τις τεχνικές πόλωσης και τις έννοιες γραμμικότητας και κορεσμού σε ενισχυτικές βαθμίδες
• Να αναλύουν και να σχεδιάζουν απλά τροφοδοτικά και διατάξεις σταθεροποίησης με διόδους και zener.
• Να σχεδιάζουν και να αναλύουν ενισχυτικές βαθμίδες βασισμένες σε τρανζίστορ BJT και MOSFET χρησιμοποιώντας μοντέλα ασθενούς σήματος καθώς και στις διαδικασίες μετρήσεων απόκρισης πλάτους και φάσης σε συνάρτηση με την συχνότητα.
• Να χρησιμοποιεί προγράμματα για την προσομοίωση απλών τροφοδοτικών διατάξεων καθώς και ενισχυτών βασισμένων σε τρανζίστορ.

 

Λέξεις κλειδιά: Ενισχυτές, Μοντέλα ενισχυτών, Πόλωση ενισχυτών, Κορεσμός Ενισχυτών, Τροφοδοτικά, Σταθεροποίηση με Zener, Ενισχυτές με BJT, Ενισχυτές με MOSFET.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Αυτόνομη Εργασία
• Ομαδική Εργασία
• Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Θεωρητικό Μέρος

1. Ενότητα 1: Εισαγωγή: Ο ρόλος των ενεργών ηλεκτρονικών στοιχείων στην κατασκευή ενισχυτών – η έννοια της πόλωσης των ενεργών στοιχείων. Βασικές έννοιες ενισχυτών: Ιδανικός (γραμμικός) ενισχυτής και αναλογική σχέση εισόδου-εξόδου, επιδόσεις ενισχυτή (ενίσχυση, αντίσταση εισόδου, αντίσταση εξόδου), φαινόμενο κορεσμού, ενισχυτές ευρέως και στενού φάσματος, πολυβάθμιοι ενισχυτές.
2. Ενότητα 2: Χαρακτηριστικές λειτουργίας και μοντέλα διόδων για χρήση σε κυκλώματα. Μέθοδοι ανάλυσης διόδου μοντέλου DC και AC για κυκλώματα διόδων (μοντέλο πτώσης σταθερής τάσης, επαναφορά σταθερού σημείου με το εκθετικό μοντέλο). Ισοδύναμα μικρών σημάτων, διόδου και ανάλυση AC κυκλωμάτων διόδων. Σχεδίαση τροφοδοτικών AC-DC: ημιανόρθωση, τοπολογίες πλήρους ανόρθωσης, φίλτρο εξομάλυνσης, σταθεροποίηση με δίοδο Zener, με BJT και με ολοκληρωμένα κυκλώματα της οικογένειας 78xx.
3. Ενότητα 3: Γραμμικά μοντέλα ενισχυτών, κυκλωματικά δίθυρα. Βασικές κυκλωματικές εφαρμογές των BJT. Λειτουργία του BJT ως διακόπτης. Πόλωση και θερμική σταθεροποίηση AC συμπεριφορά του BJT. Μοντέλα ασθενούς σήματος, χαμηλών συχνοτήτων. Bασικές συνδεσμολογίες του BJT ως ενισχυτής μίας βαθμίδας στις χαμηλές συχνότητες. (ενίσχυση, αντίσταση εισόδου και εξόδου, στατική ευθεία φόρτου). Σύγκριση μεταξύ των ενισχυτών με BJT και εξάρτηση από την αντίσταση φόρτου.
4. Ενότητα 4: Βασικές κυκλωματικές εφαρμογές των MOSFET. Λειτουργία του MOSFET ως διακόπτης. Πόλωση και θερμική σταθεροποίηση AC συμπεριφορά του MOSFET. Μοντέλα ασθενούς σήματος (χαμηλών συχνοτήτων). Βασικές συνδεσμολογίες ενισχυτή ενός σταδίου με MOSFET στις χαμηλές συχνότητες (Ενίσχυση, αντίσταση εισόδου και εξόδου, στατική ευθεία φόρτου). Σύγκριση μεταξύ των ενισχυτών με MOSFET και εξάρτηση από την αντίσταση φόρτου.

 

Εργαστηριακό Μέρος
Το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος παρακολουθεί χρονικά το θεωρητικό μέρος με την εκτέλεση ασκήσεων που αντιστοιχούν στην ύλη που καλύπτεται στο θεωρητικό μέρος, συνδυάζουν εργαστηριακές ασκήσεις σε συνδυασμό με την χρήση λογισμικού εξομοίωσης μοντέλων Spice και αφορούν:

• Μετρήσεις σε ενισχυτές τάσης και μελέτη των φαινομένων κορεσμού
• Κυκλώματα ανόρθωσης και σταθεροποίησης με διόδους. Τροφοδοτικά AC-DC
• Ενισχυτές βασισμένοι σε τρανζίστορ MOSFET και BJT. Βασικές τοπολογίες ενός σταδίου

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Η βαθμολογία του θεωρητικού μέρους του μαθήματος Αναλογικά Ηλεκτρονικά Ι προκύπτει κατά κανόνα από μια τελική εξέταση επί του θεωρητικού μέρους του μαθήματος που δύναται να περιλαμβάνει:
– Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
– Επίλυση προβλημάτων σε συγκεκριμένα κυκλώματα εφαρμόζοντας τεχνικές ανάλυσης και σχεδίασης

Είναι δυνατόν, εφόσον αποφασιστεί πριν την έναρξη του εξαμήνου και ανακοινωθεί στους φοιτητές με την έναρξη του εξαμήνου, να ζητούνται γραπτές εργασίες ή/και να πραγματοποιείται εξέταση προόδου. Σε τέτοια περίπτωση, η συμμετοχή των παραπάνω τρόπων εξέτασης στη βαθμολογία του θεωρητικού μέρους του μαθήματος θα είναι εντός των ορίων που επιτρέπει ο κανονισμό σπουδών του ιδρύματος και θα ανακοινώνεται στους φοιτητές με την έναρξη του εξαμήνου Η βαθμολογία του εργαστηριακού μέρους του μαθήματος Αναλογικά Ηλεκτρονικά Ι προκύπτει ως ο μέσος όρος όλων των επιμέρους βαθμών των ασκήσεων που έχουν διεξαχθεί με επιτυχία. Ο επιμέρους βαθμός κάθε άσκησης προκύπτει δε από το βαθμό της επί τόπου εξέτασης και της εργαστηριακής αναφοράς, ως 0.6Χβαθμός επί τόπου εξέτασης + 0.4Χβαθμός εργασίας.

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Ηλεκτρονικά / 1η έκδοση 2013 Γιάννης Χαριτάντης ΑΡΑΚΥΝΘΟΣ 978-960-9474-08-5 2013
2. Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα, 7η Έκδοση Α. Sedra, Κ. Smith Παπασωτηρίου 978-960-491-106-6 2017
3. Ηλεκτρονική Malvino A., Bates D. 8η Έκδοση [50655968]
4. Μικροηλεκτρονική Jaeger Richard – Blalock Travis 5η Έκδοση- Βελτιωμένη [68380792]
5. Σημειώσεις Μαθήματος/ Φυλλάδιο Εργαστηρίου, Διδάσκοντες