Elektronika 1

Studijní plán: Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - platný od ZS 2016/2017

Předmět Elektronika 1 (xELE1)
Garantuje Katedra technických studií (KTS)
Garant
Jazyk česky
Počet kreditů 4
Prezenční studium
Přednáška2 h
Cvičení2 h
Studijní plán Typ Sem. Kred. Ukon.
Aplikovaná technika pro průmyslovou praxi - platný od ZS 2016/2017 P 3 4 kr. Z,ZK
Počítačové systémy - kombi, platný od ZS 2013/2014 P 3 4 kr. Z,ZK
Počítačové systémy - platný od ZS 2013/2014 P 3 4 kr. Z,ZK

Anotace

Předmět seznamuje studenty s principy, s vlastnostmi a parametry nejpoužívanějších součástek moderních elektronických obvodů, a to jak pasivních, tak hlavně aktivních – polovodičových. Stručně jsou vysvětleny fyzikální základy činnosti různých druhů diod, tranzistorů BJT a FET. V laboratorních cvičeních se studenti naučí měřit parametry a charakteristiky těchto prvků, na což je v tomto předmětu kladen největší důraz. V druhé časti se studenti seznámí se základními aplikacemi probíraných součástek v obvodech napáječů (usměrňovače, stabilizátory), v zesilovačích a oscilátorech. Vysvětleny jsou základní principy činnosti těchto obvodů a ukázána jsou jejich různá zapojení.

Sylabus

  • Pasivní součástky elektronických obvodů (rezistory, kondenzátory, cívky), technická realizace, komerční dostupnost, vlastnosti reálných součástek, modelování parazitních jevů, náhrada cívek syntetickým induktorem.
  • Pasivní obvody (RLC) 1. a 2. řádu, integrační a derivační článek, kompenzovaný odporový dělič, rezonanční obvody, filtry 2. řádu různých typů (dolní, horní pásmová propusť a zádrž), fázovací články.
  • Fyzikální základy polovodičové elektroniky. Struktura pevných látek. Základní typy a vlastnosti polovodičů, energetický pásový model. Vedení proudu v polovodičích. Polovodičové přechody. Přechod PN v rovnovážném stavu. Vznik depletiční vrstvy. Přechod PN s přiloženým napětím. Přechod kov – polovodič. Průraz přechodu: tunelový, lavinový, tepelný.
  • Usměrňovací plošná polovodičová dioda. Rozbor a modelování základních (rezistivních) a setrvačných vlastností reálné polovodičové diody. Princip a vlastnosti speciálních diod: Schottkyho, Zenerova stabilizační,kapacitní (varicap) a tunelová dioda.
  • Bipolární tranzistory, fyzikální podstata, princip funkce, vlastnosti. BJT jako zesilující prvek. Základní zapojení tranzistoru dle společné elektrody (SB, SE, SC), způsoby nastavení a stabilizace pracovního bodu. Charakteristiky BJT. Modelování BJT, nelineární a lineární (lokální) modely.
  • Unipolární tranzistory FET (JFET a MOSFET), fyzikální podstata, princip funkce, vlastnosti, charakteristiky, parametry, nelineární a lineární modely. FET jako zesilující prvek. Základní zapojení, nastavení pracovního bodu.
  • Obvody napáječů. Usměrňovače. Stabilizátory proudu a napětí, parametrické, zpětnovazební a spínané. Měniče DC napětí.
  • Obvody s tranzistory BJT a FET: zdroje proudu, proudová zrcadla, aktivní zátěž, diferenční stupeň, kaskádní zapojení.
  • Princip a dělení zesilovačů. Jednostupňové zesilovače s FET a BJT. Vícestupňové zesilovače, s kapacitní vazbou. Širokopásmové zesilovače. Úzkopásmové zesilovače s jedním a více laděných obvodů. Výkonové VF zesilovače. Výkonové NF zesilovače. Spínané zesilovače.
  • Zpětná vazba v elektronických obvodech: princip, druhy ZV, vliv ZV na parametry obvodu, praktická zapojení ZV.
  • Operační zesilovač, základní zapojení a vlastnosti, operační sítě.
  • Oscilátory, princip, podmínky kmitání a jejich odvození, zapojení VF oscilátorů (dvoubodové LC, zpětnovazební, tříbodové, řízené krystalem), zapojení NF oscilátorů (ARC, s Wienovým článkem.

Doporučená literatura

  • Dostál, T.: Elektronické podpory přednášek ELE1. Disk S, složka Dostal / ELE1.
  • NEUMANN, P., UHLÍŘ J., ZEMÁNEK I. Elektronické obvody a funkční bloky 1. 2. vyd. Praha: ČVUT, 2005. ISBN 80-010-3281-7.
  • BRTNÍK, B., MATOUŠEK, D. Elektronické prvky. Praha: nakladatelství BEN - technická literatura, 2011. ISBN 978-80-7300-4.

^ nahoru ^