Analóg elektronika

A tantárgy angol neve: Analog Electronics

Adatlap utolsó módosítása: 2011. március 30.

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Szakfelelős: Gépészmérnöki Kar

Beoktató: Villamosmérnöki és Informatikai Kar

Mechatronikai mérnöki szak, BSc képzés, Kötelező

Ipari termék- és formatervezői szak, BSc képzés, Kötelezően választható

Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
VIAUA009   2/0/1/f 3  
3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Sütő Zoltán,
4. A tantárgy előadója

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Sütő Zoltán

docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Zabán Károly

tanszéki mérnök

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

Komplex számok, közönséges differenciálegyenletek, elektrotechnika.

6. Előtanulmányi rend
Kötelező:
TargyEredmeny("BMEVIAUA007", "JEGY", _) > 1
VAGY
TargyEredmeny("BMEVIAUA007", "EVKOZIJEGY", _) > 1
VAGY
KépzésLétezik("2N-MG0")
VAGY
KépzésLétezik("2N-MM0") VAGY
KépzésLétezik("2N-MW0")

A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

Ajánlott:

Kötelező: viaua007 Elektrotechnika alapjai.

7. A tantárgy célkitűzése

A tárgy célja olyan szintű elektronikai ismeretek nyújtása, hogy a hallgatók képessé váljanak mikroelektronikai eszközöket alkalmazó rendszerek megismerésére műszaki leírás, működő berendezés alapján, elektronikus berendezések specifikálására, funkcionális bevizsgálására, elsősorban vegyes szakképzettségű munkacsoportban.

8. A tantárgy részletes tematikája

Hét

(E – Előadás, L – Labor gyakorlat, ZH – Zárthelyi)

1

E1. Bevezetés. Az elektronika osztályozása, feladatai. Félvezető anyagok. Szennyezés, töltéshordozók. A p-n átmenet működése. A dióda karakterisztikája. Shockley-egyenlet. A dióda alkalmazásai: egyenirányítás, vágó- és határoló áramkörök. Speciális diódák.

2

E2. Tranzisztorok. Bipoláris tranzisztorok felépítése és működése. Tranzisztor egyenletek, paraméterek. A tranzisztor karakterisztikái. Early feszültség. FET tranzisztorok típusai, JFET, MOSFET. Felépítés, működési elvek. Karakterisztikák. Kiürítéses, növekményes üzemmód.

L1. Dióda és Zéner dióda vizsgálata, Egyenirányítók, Tranzisztor statikus karakterisztika felvétele.

3

E3. Áramköri modellek. Kétpólusok. Karakterisztikák osztályozása. Vezérelt források. Négypólus (impedancia, admittancia, hibrid, inverz-hibrid) modellek és paraméterek. Az erősítő fogalma. A négypólus modellek és az erősítők kapcsolata. Üzemi paraméterek: feszültség- és áramerősítés, transzfer impedancia, admittancia, be- és kimeneti impedancia.

4

E4. Erősítők összekapcsolása: Erősítőlánc. Illesztési módok, feszültség-, áram- és teljesítményillesztés. Az illesztettség feltételei. Erősítők frekvenciafüggése, a szűrés fogalma. Tranziens folyamatok. Frekvencia-karakterisztika. Erősítők visszacsatolása. A negatív visszacsatolás hatásai. Soros/párhuzamos, feszültség/áram visszacsatolás tulajdonságai.

L2. Négypólusok vizsgálata. Passzív szűrők. Frekvencia-karakterisztikák, egyszerű tranziens folyamatok vizsgálata.

5

E5. Nemlineáris áramköri elemek modellezése: Nagyjelű és kisjelű modellek. Szakaszonkénti és munkaponti linearizálás. Torzítás. Kivezérelhetőség. A dióda dinamikus ellenállásának fogalma, számítása. Közelítő dióda modellek. Tranzisztor nagyjelű modellek: Ebers-Moll modell. Tranzisztor kisjelű elemi fizikai modellek (T, Π-modell) és a négypólus modellek. Modell paraméterek meghatározása: karakterisztikákból, munkaponti adatokból.

6

E6. A tranzisztor, mint erősítő. Az erősítés folyamata. Tranzisztoros alapkapcsolások. Kisjelű helyettesítő modellek. Üzemi paraméterek meghatározása. Visszacsatolások az alapkapcsolásokban.

L3. Földelt emitteres fokozat vizsgálata. Erősítés, frekvencia-karakterisztika. Visszacsatolás hatása. Kivezérelhetőség.

7

E7. Munkapont számítás: Diódás és tranzisztoros kapcsolások.

8

ZH1. Az előadás idejében.

L4. Nyomtatott áramkör tervezés.

9

E8. A műveleti erősítő: Szimmetrikus erősítők. Szimmetrikus (differenciális) és a közös módusú erősítés fogalma, közös módusú jelelnyomás. A tranzisztoros differenciálerősítő, szimmetrikus és közös módusú erősítés. Áramtükör. A műveleti erősítő: tulajdonságok, felépítés, az ideális műveleti erősítő fogalma. Az invertáló és a nem invertáló erősítő: erősítések, ki- és bemeneti impedanciák. Virtuális földpont. visszacsatolás hatása. A Miller-hatás. Nagy erősítés invertáló fokozattal.

10

E9. Alapműveletek műveleti erősítőkkel: Áram-feszültség, feszültség-áram átalakítás, univerzális összeadó/kivonó áramkör. Mérőerősítő: felépítése és működése, a különbségképző erősítő és a nagy impedanciás bemeneti fokozat, szimmetrikus és közös módusú erősítések.

L5. Műveleti erősítős alapkapcsolások.

11

E10. Frekvenciafüggő áramkörök: Integráló/deriváló áramkörök. Idő- és frekvenciatartománybeli jellemzők. Aktív szűrők fogalma. Lineáris szabályozók: PI, PD, PID szabályozó. Közelítő integráló, közelítő deriváló tag. Pozitív visszacsatolás: lineáris oszcillátorok, Wien-hidas oszcillátor.

12

E11. Nemlineáris áramkörök: Műveleti erősítő, mint komparátor. A hiszterézises komparátor működése, alkalmazásai. Nemlineáris oszcillátorok: relaxációs oszcillátor, hullámforma generátor.

L6. Műveleti erősítő alkalmazások.

13

E12. Nemlineáris áramkörök: Logaritmikus és exponenciális karakterisztikájú erősítők és alkalmazásaik, szorzás, osztás, hatványozás. Szakaszonként lineáris karakterisztikák. Az ideális egyenirányító.

14

ZH2. Az előadás idejében

 

9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

Előadás, tervezési feladat és 6 alkalommal 2 óra laboratóriumi/számítógépes gyakorlat.

10. Követelmények

A félév érvényességének feltételei:

1.      A félév során kiadott házi feladat elkészítése és beadása határidőre.

2.      A félév során a laboratóriumi gyakorlatok elvégzése kötelező. A mérésekre felkészülten kell megjelenni az előírt anyag alapján.

3.      Félévközi jegy: érdemjegy megajánlás két órarendi időben írott zárthelyi dolgozat együttes pontszáma alapján történik.

 

Érdemjegy megajánlás az elért pontszámok alapján:


0-39

40-55

56-70

71-85

86-100

elégtelen (1)

elégséges (2)

közepes (3)

jó (4)

jeles (5)

11. Pótlási lehetőségek

1.      A szorgalmi időszakban az első, a pótlási héten a két zárthelyi közül az egyik pótlására van lehetőség.

2.      Maximum két elmaradt laboratóriumi gyakorlat pótolható a szorgalmi időszak végén, ill. a pótlási héten.

3.      A házi feladatot a pótlási időszak végéig lehet pótolni különeljárási díj ellenében.  

12. Konzultációs lehetőségek

Előadások után valamint zárthelyi előtt egy-két nappal a honlapon közzétett időpontban.

13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

Tanszéki segédletek elektronikus formában

Megyeri J – Nagy I..: Analóg elektronika, Műegy. K., Bp., 1995 (41081).

Hainzmann J. – Varga S. – Zoltai J.: Elektronikus áramkörök, Tankönyvkiadó, Budapest, 1992

Kovács Cs.: Elektronikus áramkörök, General Press Kiadó, 2003

14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
Kontakt óra42
Félévközi készülés órákra14
Felkészülés zárthelyire14
Házi feladat elkészítése10
Kijelölt írásos tananyag elsajátítása10
Vizsgafelkészülés 
Összesen90
15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

Név:

Beosztás:

Tanszék, Int.:

Dr. Sütő Zoltán

docens

Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék