Μαθήματα

Αναλογικά Ηλεκτρονικά

Γενικά

Περιεχόμενα μαθήματος

i. Εισαγωγή στη θεωρία των ημιαγωγών. Ενδογενείς και εμπλουτισμένοι ημιαγωγοί. Ηλεκτρόνια και οπές. Ενεργειακές ζώνες.
ii. Η επαφή p-n. Φράγμα δυναμικού. Χαρακτηριστική Ι-V της διόδου. Ιδανική και πραγματική δίοδος. Κύκλωμα πόλωσης, ευθεία φορτίου.
iii. Ειδικές δίοδοι: δίοδος φωτοεκπομπής, φωτοδίοδος, δίοδος μεταβλητής χωρητικότητας. Παρουσίαση βασικών εφαρμογών των ειδικών διόδων. Δίοδος Zener. Σταθεροποίηση τάσης με Zener.
iv. Κυκλώματα απλής και πλήρους ανόρθωσης. Φίλτρο πυκνωτή. Υπολογισμός της κυμάτωσης. Κύκλωμα σταθεροποίησης.
v. Πολλαπλασιαστής τάσης και ψαλιδιστής.
vi. Διπολικό τρανζίστορ. Ρεύματα και παράμετροι του τρανζίστορ. Χαρακτηριστικές I-V κοινού εκπομπού. Άμεση πόλωση της βάσης. Πόλωση με διαιρέτη τάσης.
vii. Ενισχυτής κοινού εκπομπού. Θεώρημα της επαλληλίας. Ανάλυση του ενισχυτή.
viii. Εξουδετέρωση της αντίστασης του εκπομπού. Ενισχυτικές βαθμίδες σε σύνδεση καταρράκτη.
ix. Ενισχυτές σε τάξη Α. Τοποθέτηση του σημείου λειτουργίας στο μέσο της ευθείας φορτίου.
x. Ενισχυτές με ανάδραση. Πλεονεκτήματα της αρνητικής ανάδρασης στους ενισχυτές.
xi. Ο Διαφορικός Ενισχυτής. Ο Τελεστικός Ενισχυτής. Ζώνη διέλευσης συχνοτήτων και ο ρόλος της αρνητικής ανάδρασης.
xii. Αναστρέφων και μη αναστρέφων Τελεστικός Ενισχυτής. Ακόλουθος τάσης. Αθροιστής και
ενισχυτής διαφοράς. Συγκριτές τάσης. Συγκριτής Schmitt-trigger.

Μαθησιακοί Στόχοι

Παρουσιάζονται οι βασικές αρχές λειτουργίας ημιαγωγικών διατάξεων όπως η δίοδος, το τρανζίστορ και ο τελεστικός ενισχυτής, καθώς και οι βασικές τους εφαρμογές σε κυκλώματα ανόρθωσης, σταθεροποίησης, ενίσχυσης, άθροισης, διαφοράς και σύγκρισης. Το μάθημα αποτελεί φυσική συνέχεια των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων του Β΄ εξαμήνου και προσφέρει βάσεις για μαθήματα που σχετίζονται με τις τηλεπικοινωνίες (κατεύθυνση Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων) και το υπολογιστικό υλικό (κατεύθυνση Μηχανικών Η/Υ). Στο εργαστήριο, οι φοιτητές αποκτούν πρακτική δεξιότητα στην υλοποίηση απλών κυκλωμάτων ανόρθωσης, σταθεροποίησης και ενίσχυσης. Επίσης εξοικειώνονται με προσομοιωτές κυκλωμάτων (εικονικό ηλεκτρονικό εργαστήριο).
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:
• Κατανοεί τις βασικές αρχές των ημιαγωγικών διατάξεων (δίοδος, τρανζίστορ), που αποτελούν τη βάση της σύγχρονης ηλεκτρονικής τεχνολογίας.
• Εφαρμόζει σε πρακτικά ηλεκτρονικά κυκλώματα τις βασικές αρχές που διδάχθηκε στα Ηλεκτρικά Κυκλώματα (κανόνες του Kirchoff, αρχή της επαλληλίας, θεωρήματα κυκλωμάτων, προσαρμογή βαθμίδων).
• Κατανοεί το αναλογικό μέρος που διασυνδέει τα ψηφιακά συστήματα με τον πραγματικό κόσμο.
• Σχεδιάζει και υλοποιεί απλά πρακτικά κυκλώματα, όπως κυκλώματα τροφοδοσίας, ενίσχυσης και ρύθμισης σημάτων, ώστε να αναπτύσσει δικά του σχέδια εργασίας.
• Κατανοεί τις βασικές αρχές των Τελεστικών Ενισχυτών, ώστε είναι σε θέση να κατανοήσει εφαρμογές τους, όπως ταλαντωτές και φίλτρα, που διδάσκονται σε άλλα μαθήματα.
• Χρησιμοποιεί εικονικό εργαστήριο για την προσομοίωση αναλογικών ηλεκτρονικών βαθμίδων.

Γενικές Ικανότητες

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

Μέθοδοι Διδασκαλίας

Θεωρητική διδασκαλία – ανάπτυξη της ύλης στον πίνακα.
Εργαστηριακές ασκήσεις με χρήση ράστερ και διακριτών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων. Χρήση του προσομοιωτή κυκλωμάτων Tina-Ti.

Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών

Χρήση εξειδικευμένου λογισμικού εικονικού εργαστηρίου.
Υποστήριξη της μαθησιακής διαδικασίας μέσω της
ιστοσελίδας του μαθήματος.

Αξιολόγηση Φοιτητών

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος διαμορφώνεται από
την επίδοση του φοιτητή στη αξιολόγηση του
θεωρητικού μέρους και σε αυτόν μπορεί να έχει
συμβολή και η επίδοση στο εργαστηριακό μέρος.
Σημειώνεται ότι ο φοιτητής θα πρέπει να έχει
παρακολουθήσει επιτυχώς το εργαστηριακό μέρος για να
έχει δικαίωμα εξέτασης στο
θεωρητικό μέρος.
1. Ο βαθμός του θεωρητικού μέρους διαμορφώνεται από
γραπτή τελική εξέταση, που μπορεί να περιλαμβάνει:
– Ανάπτυξη θεωρητικών θεμάτων
– Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής
– Επίλυση προβλημάτων εφαρμογής των γνώσεων
που αποκτήθηκαν.
– Ερωτήσεις σύντομης απάντησης
– Συγκριτική αξιολόγηση στοιχείων θεωρίας.
2. Η εξέταση των ασκήσεων του εργαστηρίου
περιλαμβάνει:
α) την αξιολόγηση των γραπτών εργαστηριακών αναφορών.
β) Μία ενδιάμεση και μία τελική εξέταση που
περιλαμβάνουν σχεδίαση και μέτρηση κυκλώματος και
ερωτήσεις με σύντομη απάντηση.

Συνιστώμενη Βιβλιογραφία

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία μέσω Ευδόξου :
1. A. P. Malvino Βασική Ηλεκτρονική, Εκδόσεις Τζιόλα, 2006
2. A. Malvino, D. Bates, Ηλεκτρονική, 8η Έκδοση, Εκδόσεις Τζιόλα, 2016.

Προτεινόμενη βιβλιογραφία από εκδόσεις του Ιδρύματος ή της ηλεκτρονικής σελίδας του μαθήματος
1. Σημειώσεις στα Αναλογικά Ηλεκτρονικά, 2006 (Φωτοτυπημένη σύνοψη των παραδόσεων
του μαθήματος).

Προτεινόμενη βιβλιογραφία για το εργαστήριο
1. Ι. Καλόμοιρος, Ν. Χαστάς, Θ. Μάντζου, Αναλογικά Ηλεκτρονικά-Εργαστηριακές Ασκήσεις,
ΤΕΙ Σερρών, 2010.