ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ (ΨΣ014)
ΙΩΑΝΝΗΣ ΛΙΑΠΕΡΔΟΣ
Σκοπός του μαθήματος είναι η παροχή βασικών γνώσεων σε αναλογικές ηλεκτρονικές δομές και κυκλώματα.
ΛιγότεραΣκοπός του μαθήματος είναι η παροχή βασικών γνώσεων σε αναλογικές ηλεκτρονικές δομές και κυκλώματα.
Σκοπός του μαθήματος είναι η παροχή βασικών γνώσεων σε αναλογικές ηλεκτρονικές δομές και κυκλώματα.
Περίγραμμα
Περιεχόμενο μαθήματος
- Εισαγωγή, προαπαιτούμενες γνώσεις
- Αγωγοί, μονωτές, ημιαγωγοί, ημιαγωγοί τύπου p και τύπου n, επαφή pn
- Δίοδοι, μοντέλα διόδων
- Εφαρμογές διόδων (ημιανόρθωση, πλήρης ανόρθωση, κ.λπ.)
- Ειδικοί τύποι διόδων (LED, φωτοδίοδος, δίοδος Zener), εφαρμογές (ψαλίδιση, σταθεροποίηση, κ.λπ.)
- Διπολικά τρανζίστορ (αρχή λειτουργίας, τύποι, περιοχές λειτουργίας), συνδεσμολογίες (Darlington, Sziklai)
- Εφαρμογές διπολικών τρανζίστορ (ενισχυτές, ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι διακόπτες, κ.λπ.)
- Αρχές πόλωσης διπολικών τρανζίστορ
- Αρχές σχεδίασης ενισχυτών με διπολικά τρανζίστορ
- FETs (αρχή λειτουργίας, τύποι), MOSFETs (λειτουργία, χαρακτηριστικές, εξισώσεις, εφαρμογές)
- Διαφορικός ενισχυτής, τελεστικός ενισχυτής
- Εφαρμογές τελεστικών ενισχυτών
- Ανακεφαλαίωση
Μαθησιακοί στόχοι
- Με την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος ο φοιτητής / η φοιτήτρια θα μπορεί να αναλύει κυκλώματα τα οποία περιέχουν διατάξεις ημιαγωγών και να υπολογίζει χαρακτηριστικά μεγέθη τα οποία περιγράφουν τη λειτουργία τους (π.χ. τιμές τάσεων ή ρευμάτων, σημεία λειτουργίας, κ.λπ.). Θα μπορεί, επίσης, να προσδιορίζει πιθανές πρακτικές εφαρμογές ενός κυκλώματος με βάση τα συμπεράσματα τα οποία προκύπτουν από την ποιοτική και ποσοτική ανάλυσή του.
- Αντιστρόφως, θα είναι σε θέση να συνθέτει ένα αναλογικό κύκλωμα για δεδομένη πρακτική εφαρμογή, δηλαδή να σχεδιάζει την αντίστοιχη κυκλωματική τοπολογία και να επιλέγει τις κατάλληλες τιμές των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ώστε το κύκλωμα να πληροί συγκεκριμένες απαιτήσεις συμπεριφοράς και επιδόσεων. Για το σκοπό αυτό, πλέον των θεωρητικών γνώσεων, θα αποκτήσει εμπειρία στον πλήρη, σχεδόν, κύκλο κατασκευής ενός τυπωμένου κυκλώματος (σχεδίαση, υλοποίηση πρωτοτύπου, μετρήσεις και εργαστηριακός έλεγχος, επανασχεδιασμός, κ.λπ.), αλλά και βασικές γνώσεις χειρισμού λογισμικού προσομοίωσης αναλογικών κυκλωμάτων (π.χ. SPICE).
- Επιπλέον, θα μπορεί να αξιολογεί ένα σύνολο πιθανών εναλλακτικών λύσεων για την πρακτική υλοποίηση ενός αναλογικού κυκλώματος και να επιλέγει την καταλληλότερη με βάση συγκεκριμένα κριτήρια (π.χ. κόστος υλοποίησης, πολυπλοκότητα, αξιοπιστία, κ.λπ.).
Μέθοδοι αξιολόγησης
Η γλώσσα αξιολόγησης είναι η ελληνική, με την εξαίρεση των εισερχόμενων φοιτητών Erasmus οι οποίοι αξιολογούνται στην αγγλική.
Το μάθημα αξιολογείται με τη διεξαγωγή γραπτής τελικής εξέτασης διάρκειας 2-3 ωρών, και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης (η οποία περιλαμβάνει γραπτή εξέταση προόδου στο μέσο, περίπου, του εξαμήνου), κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η συνεισφορά της διαδικασίας διαρκούς αξιολόγησης στον τελικό βαθμό δεν πρέπει να υπερβαίνει το 25%.
Προβλέπεται, επίσης, προαιρετική εργαστηριακή εξάσκηση που συνεισφέρει προσθετικά στον τελικό βαθμό μέχρι ποσοστού 15%, και η οποία αξιολογείται μέσω τελικής πρακτικής εξέτασης.
Οι γραπτές εξετάσεις (τελική ή ενδιάμεσες) μπορούν να περιλαμβάνουν συνδυασμό ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης, και προβλήματα προς επίλυση. Για τις περιπτώσεις σπουδαστών με αποδεδειγμένη μαθησιακή δυσκολία (π.χ. δυσλεξία) η γραπτή εξέταση συνοδεύεται από σύντομη προφορική εξέταση στα ίδια θέματα με εκείνα της γραπτής εξέτασης.
Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι ρητά προσδιορισμένα, και αναρτώνται σε ηλεκτρονική μορφή στην πλατφόρμα ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης (eclass), στην αρχή του εξαμήνου.
Βιβλιογραφία
- A.P. Malvino, D. Bates, Ηλεκτρονική, 8η έκδοση, εκδόσεις Τζιόλα, 2016 (κωδικός στον Εύδοξο: 50655968)
- A. S.Sedra, K. C. Smith, Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα, 7η έκδοση, εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα, 2017 (κωδικός στον Εύδοξο: 68396095)
- Ι. Χαριτάντης, Ηλεκτρονικά, εκδόσεις Δερμεντζής, 2013 (κωδικός στον Εύδοξο: 32998749)
- R. L. Meade, Αναλογικά Hλεκτρονικά, εκδόσεις Ίων, 1999
- P. R. Gray, P. J. Hurst, H. S. Lewis, R. G. Meyer, Ανάλυση και Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων, 4η έκδοση, εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2007
- Ι. Λιαπέρδος, Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική, Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα – Αποθετήριο ”Κάλλιπος”, 2015 (κωδικός στον Εύδοξο: 320000)
Διδάσκοντες
- Εισαγωγή, προαπαιτούμενες γνώσεις
- Αγωγοί, μονωτές, ημιαγωγοί, ημιαγωγοί τύπου p και τύπου n, επαφή pn
- Δίοδοι, μοντέλα διόδων
- Εφαρμογές διόδων (ημιανόρθωση, πλήρης ανόρθωση, κ.λπ.)
- Ειδικοί τύποι διόδων (LED, φωτοδίοδος, δίοδος Zener), εφαρμογές (ψαλίδιση, σταθεροποίηση, κ.λπ.)
- Διπολικά τρανζίστορ (αρχή λειτουργίας, τύποι, περιοχές λειτουργίας), συνδεσμολογίες (Darlington, Sziklai)
- Εφαρμογές διπολικών τρανζίστορ (ενισχυτές, ηλεκτρονικά ελεγχόμενοι διακόπτες, κ.λπ.)
- Αρχές πόλωσης διπολικών τρανζίστορ
- Αρχές σχεδίασης ενισχυτών με διπολικά τρανζίστορ
- FETs (αρχή λειτουργίας, τύποι), MOSFETs (λειτουργία, χαρακτηριστικές, εξισώσεις, εφαρμογές)
- Διαφορικός ενισχυτής, τελεστικός ενισχυτής
- Εφαρμογές τελεστικών ενισχυτών
- Ανακεφαλαίωση
- Με την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος ο φοιτητής / η φοιτήτρια θα μπορεί να αναλύει κυκλώματα τα οποία περιέχουν διατάξεις ημιαγωγών και να υπολογίζει χαρακτηριστικά μεγέθη τα οποία περιγράφουν τη λειτουργία τους (π.χ. τιμές τάσεων ή ρευμάτων, σημεία λειτουργίας, κ.λπ.). Θα μπορεί, επίσης, να προσδιορίζει πιθανές πρακτικές εφαρμογές ενός κυκλώματος με βάση τα συμπεράσματα τα οποία προκύπτουν από την ποιοτική και ποσοτική ανάλυσή του.
- Αντιστρόφως, θα είναι σε θέση να συνθέτει ένα αναλογικό κύκλωμα για δεδομένη πρακτική εφαρμογή, δηλαδή να σχεδιάζει την αντίστοιχη κυκλωματική τοπολογία και να επιλέγει τις κατάλληλες τιμές των ηλεκτρονικών εξαρτημάτων ώστε το κύκλωμα να πληροί συγκεκριμένες απαιτήσεις συμπεριφοράς και επιδόσεων. Για το σκοπό αυτό, πλέον των θεωρητικών γνώσεων, θα αποκτήσει εμπειρία στον πλήρη, σχεδόν, κύκλο κατασκευής ενός τυπωμένου κυκλώματος (σχεδίαση, υλοποίηση πρωτοτύπου, μετρήσεις και εργαστηριακός έλεγχος, επανασχεδιασμός, κ.λπ.), αλλά και βασικές γνώσεις χειρισμού λογισμικού προσομοίωσης αναλογικών κυκλωμάτων (π.χ. SPICE).
- Επιπλέον, θα μπορεί να αξιολογεί ένα σύνολο πιθανών εναλλακτικών λύσεων για την πρακτική υλοποίηση ενός αναλογικού κυκλώματος και να επιλέγει την καταλληλότερη με βάση συγκεκριμένα κριτήρια (π.χ. κόστος υλοποίησης, πολυπλοκότητα, αξιοπιστία, κ.λπ.).
Η γλώσσα αξιολόγησης είναι η ελληνική, με την εξαίρεση των εισερχόμενων φοιτητών Erasmus οι οποίοι αξιολογούνται στην αγγλική.
Το μάθημα αξιολογείται με τη διεξαγωγή γραπτής τελικής εξέτασης διάρκειας 2-3 ωρών, και πιθανή διαδικασία διαρκούς αξιολόγησης (η οποία περιλαμβάνει γραπτή εξέταση προόδου στο μέσο, περίπου, του εξαμήνου), κατά την κρίση του διδάσκοντα. Η συνεισφορά της διαδικασίας διαρκούς αξιολόγησης στον τελικό βαθμό δεν πρέπει να υπερβαίνει το 25%.
Προβλέπεται, επίσης, προαιρετική εργαστηριακή εξάσκηση που συνεισφέρει προσθετικά στον τελικό βαθμό μέχρι ποσοστού 15%, και η οποία αξιολογείται μέσω τελικής πρακτικής εξέτασης.
Οι γραπτές εξετάσεις (τελική ή ενδιάμεσες) μπορούν να περιλαμβάνουν συνδυασμό ερωτήσεων πολλαπλής επιλογής, ερωτήσεις σύντομης ανάπτυξης, και προβλήματα προς επίλυση. Για τις περιπτώσεις σπουδαστών με αποδεδειγμένη μαθησιακή δυσκολία (π.χ. δυσλεξία) η γραπτή εξέταση συνοδεύεται από σύντομη προφορική εξέταση στα ίδια θέματα με εκείνα της γραπτής εξέτασης.
Τα κριτήρια αξιολόγησης είναι ρητά προσδιορισμένα, και αναρτώνται σε ηλεκτρονική μορφή στην πλατφόρμα ασύγχρονης τηλεκπαίδευσης (eclass), στην αρχή του εξαμήνου.
- A.P. Malvino, D. Bates, Ηλεκτρονική, 8η έκδοση, εκδόσεις Τζιόλα, 2016 (κωδικός στον Εύδοξο: 50655968)
- A. S.Sedra, K. C. Smith, Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα, 7η έκδοση, εκδόσεις Παπασωτηρίου, Αθήνα, 2017 (κωδικός στον Εύδοξο: 68396095)
- Ι. Χαριτάντης, Ηλεκτρονικά, εκδόσεις Δερμεντζής, 2013 (κωδικός στον Εύδοξο: 32998749)
- R. L. Meade, Αναλογικά Hλεκτρονικά, εκδόσεις Ίων, 1999
- P. R. Gray, P. J. Hurst, H. S. Lewis, R. G. Meyer, Ανάλυση και Σχεδίαση Αναλογικών Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων, 4η έκδοση, εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2007
- Ι. Λιαπέρδος, Εισαγωγή στην Ηλεκτρονική, Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα – Αποθετήριο ”Κάλλιπος”, 2015 (κωδικός στον Εύδοξο: 320000)
