Kursplan för Analog elektronik

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnAnalog electronics
  • KurskodETI147
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareTKELT
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeElektroteknik
  • InstitutionELEKTROTEKNIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 50144
  • Sökbar för utbytesstudenterNej
  • Endast studenter med kurstillfället i programplan.

Poängfördelning

0119 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG		0 hp0 hp0,7 hp0,8 hp0 hp0 hp
0219 Tentamen 6 hp
Betygsskala: TH		0 hp0 hp3 hp3 hp0 hp0 hp

I program

Examinator

Behörighet

Grundläggande behörighet för grundnivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Samma behörighet som det kursägande programmet.
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Kretsanalys (EMI083, EMI084), Inledande matematik (TMV156, TMV157) och Matematisk analys i en variabel (TMV136, TMV137) eller motsvarande.

Syfte

Kursen skall ge studenten grundläggande kunskaper inom analog kretselektronik. Kursen begränsas till kretsar bestående av passiva komponenter såsom motstånd, kondensator, spole, transformator samt operationsförstärkare, dioder och transistorer.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

  • Redogöra för viktiga klasser av elektroniska komponenter och deras grundläggande funktion och användning.
  • Analysera, dimensionera och verifiera grundläggande förstärkarsteg med diskreta transistorer, med avseende på vilopunkt och småsignalegenskaper, och härleda väsentliga småsignalparametrar för modeller av kretsarna; samt analysera småsignalegenskaper för några enkla kombinationer av förstärkarsteg; analysera ett differentialsteg.
  • Redogöra för den ideala operationsförstärkarmodellen och införa grundläggande icke-idealiteter; redogöra för motkopplingens inverkan på förstärkarens egenskaper; samt använda modellen på lämplig detaljnivå i analys och dimensionering av enkla förstärkarkopplingar, med härledningar av stigtid och pulsfall i tidsplanet och kopplingen till Bode-diagram i frekvensplanet.
  • Införa grundläggande DC-relaterade icke-idealiteter i operationsförstärkarmodellen; redogöra för hur icke-idealiteterna påverkar operationsförstärkarens beteende; samt föreslå och dimensionera kompenserande kretsar för dessa.
  • Redogöra för funktionssättet hos de två huvudklasserna av oscillatorer (harmoniska och relaxationsbaserade); analysera och dimensionera enkla oscillatorer med avseende på oscillationsfrekvens.
  • Beskriva och diskutera enkla switchsteg med induktiv eller kapacitiv last, med hänsyn till hastighet, strömmar, spänningar och effekt; samt skatta effektförlust, strömstötar och spänningsöverslängar och beskriva hur de senare kan hanteras.
  • Analysera och dimensionera enkla likriktar- och stabiliseringskretsar med avseende på strömförmåga, spänningsvariationer och effektförlust, med användning av modeller för likriktar- och zenerdioder som stödjer analysen; samt redogöra för funktionen hos en synkron likriktare.
  • Analysera effektslutsteg av klass A och AB med avseende på verkningsgrad; samt redogöra för funktionen hos en klass-D-förstärkare.
  • Använda datablad, simuleringsverktyg och laborationsutrustning för att analysera och verifiera egenskaper hos de kretsar som studeras i kursen.

Innehåll

Kursen skall ge teknologen grundläggande kunskaper i analys och enklare syntes av elektroniska passiva och aktiva kretsar uppbyggda med resistorer, kondensatorer, operationsförstärkare, induktorer, dioder och transistorer.
Kretsarnas tids- och frekvensegenskaper studeras med enkla analysmetoder samt med datorsimulering.
Etablerade beräkningsmetoder och modeller studeras där man med hjälp av approximationer når fram till överskådliga och beräkningsmässigt enkla resultat.
En tyngdpunkt i kursen avser operationsförstärkare som modelleras såsom varande ideal speciellt då i samband med negativ återkoppling med tillämpningar. Konsekvenser av förenklingen från verklig till ideal operationsförstärkare diskuteras ingående.
En annan tyngdpunkt i kursen är analys av transistorkopplingar; den sker i två steg: statiskt (DC) och dynamiskt (AC), där de dynamiska egenskaper analyseras genom linearisering kring arbetspunkten. Den transistortyp som i huvudsak studeras är MOS transistorn. En diskret realisering av en operationsförstärkare med MOS transistorer analyseras, simuleras och utvärderas i laborationsmomentet.
Induktivt och kapacitivt belastade switchar studeras.
Bipolärtransistorn behandlas enbart översiktligt i kursen.
Olika typer av oscillatorer studeras.
Likriktarkopplingar med dioder samt spänningsstabilisering med zenerdiod behandlas med tillämpning att ge spänningsförsörjning till de aktiva kretsar som studeras i kursen.
En kortare genomgång av effektsteg samt aspekter kring temperatur och kylning i dessa ges med bipolärtransistorn som sluttransistor.
Slutligen ges en orientering av egenskaper hos passiva komponenter samt om mönsterkort och förbindningsteknik.

Organisation

Kursen ges i form av föreläsningar och demonstrationsräkning i helklass samt övningsräkning/räknestuga i mindre grupper. Löpande skall obligatoriska inlämningsuppgifter lösas självständigt och en laborationdel skall utföras i kretslabb.

Litteratur

Bok:

Om möjligt senaste upplagan av   Sedra & Smith, Microelectronic Circuits

Stencilerat material:

Kurs-PM, laborations-PM, kompendium "Passiva komponenter", föreläsnings- och övningsmaterial.

Examination inklusive obligatoriska moment

De teoretiska målen examineras med en dugga efter halva tiden och en sluttentamen. Frivilliga inlämningsuppgifter ger bonuspoäng. Obligatoriska laborationer med förberedelseuppgifter examinerar de mer praktiska målen. För slutbetyg fordras godkänd tentamen samt godkänd laborationskurs.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.