Αναλογικά Ηλεκτρονικά Κυκλώματα (Θ) (ECE_Κ440)
Λάμπρος Μπισδούνης
Με το μάθημα των Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων επιδιώκεται η εμβάθυνση στη θεωρία και το σχεδιασμό αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός συνδυάζονται βασικές γνώσεις θεωρίας κυκλωμάτων, γνώσεις λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων, καθώς και τεχνικές της μοντελοποίησης της. Τα περιεχόμενα του μαθήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε το μάθημα να αποτελέσει την βασική υποδομή για την κατανόηση, σε επόμενο στάδιο, του σχεδιασμού ολοκληρωμένων αναλογικών κυκλωμάτων και συστημάτων. Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές που διαθέτουν βασικές γνώσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων και βασικών ηλεκτρονικών.
Για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες μπορούν να ανατρέξουν στην ιστοσελίδα https://eclass.uop.gr/courses/703/.
ΛιγότεραΜε το μάθημα των Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων επιδιώκεται η εμβάθυνση στη θεωρία και το σχεδιασμό αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός συνδυάζονται βασικές γνώσεις θεωρίας κυκλωμάτων, γνώσεις λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων, καθώς και τεχνικές της μοντελοποίησης της. Τα περιεχόμενα του μαθήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε το μάθημα να αποτελέσει την βασική υποδομή για την κατανόηση, σε επόμενο στάδιο, του σχεδιασμού ολοκληρωμένων αναλογικών κυκλωμάτων και συστημάτων. Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές που διαθέτουν βασικές γνώσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων και βασικών ηλεκτρονικών.
Για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες μπορούν να ανατρέξουν στην ιστοσελίδα https://eclass.uop.gr/courses/703/.
Με το μάθημα των Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων επιδιώκεται η εμβάθυνση στη θεωρία και το σχεδιασμό αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός συνδυάζονται βασικές γνώσεις θεωρίας κυκλωμάτων, γνώσεις λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων, καθώς και τεχνικές της μοντελοποίησης της. Τα περιεχόμενα του μαθήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε το μάθημα να αποτελέσει την βασική υποδομή για την κατανόηση, σε επόμενο στάδιο, του σχεδιασμού ολοκληρωμένων αναλογικών κυκλωμάτων και συστημάτων. Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές που διαθέτουν βασικές γνώσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων και βασικών ηλεκτρονικών.
Για το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες μπορούν να ανατρέξουν στην ιστοσελίδα https://eclass.uop.gr/courses/703/.
Πληροφορίες
Περιεχόμενο και ενότητες του μαθήματος
Τα αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα αποτελούν απαραίτητα δομικά στοιχεία σε πολλά ηλεκτρονικά συστήματα. Ανάμεσα στο πλήθος των εφαρμογών τους, ιδιαίτερος είναι ο ρόλος τους για την σύζευξη των φυσικών σημάτων που είναι αναλογικά και των ψηφιακών συστημάτων.
Με το μάθημα επιδιώκεται η εμβάθυνση στη θεωρία και το σχεδιασμό αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός συνδυάζονται βασικές γνώσεις θεωρίας κυκλωμάτων, γνώσεις λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων, καθώς και τεχνικές της μοντελοποίησης της. Η συνύπαρξη των παραπάνω γνώσεων μαζί με πλήθος παραδειγμάτων και ασκήσεων αποσκοπεί στο να αποκτήσει ο ενδιαφερόμενος γρήγορη εξοικείωση με χρήσιμες εφαρμογές των αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Τα περιεχόμενα του μαθήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε το μάθημα να αποτελέσει την βασική υποδομή για την κατανόηση, σε επόμενο στάδιο, του σχεδιασμού ολοκληρωμένων αναλογικών κυκλωμάτων και συστημάτων. Το μάθημα απευθύνεται σε σπουδαστές που διαθέτουν βασικές γνώσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων και βασικών ηλεκτρονικών.
Η πιο συνηθισμένη επεξεργασία αναλογικών σημάτων είναι η ενίσχυση τους που επιτυγχάνεται με δίθυρα ηλεκτρονικά κυκλώματα που αναφέρονται ως ενισχυτές. Σήματα από πηγές τάσης ή ρεύματος που εφαρμόζονται στην είσοδο ενός ενισχυτή, αναπαράγονται ενισχυμένα στην έξοδό του. Ο λόγος του σήματος εξόδου προς το σήμα εισόδου καθορίζει το κέρδος του ενισχυτή ή αλλιώς την ενίσχυσή του. Ένας ενισχυτής παρεμβάλλεται μεταξύ μίας πηγής σήματος και ενός φορτίου, ενεργεί δηλαδή ως βαθμίδα προσαρμογής του φορτίου προς την πηγή σήματος. Η σχέση αναλογίας που υπάρχει στους ενισχυτές μεταξύ του σήματος εισόδου και του σήματος εξόδου, τους χαρακτηρίζει ως αναλογικά κυκλώματα. Το βασικό αντικείμενο του μαθήματος αποτελούν οι ενισχυτές και στα πλαίσιά του αναλύονται ζητήματα, όπως: απλές βαθμίδες ενισχυτών, λειτουργία τρανζίστορ στις υψηλές συχνότητες, απόκριση συχνότητας ενισχυτών, πολυβάθμιοι ενισχυτές, ενισχυτές με ανατροφοδότηση, τελεστικός ενισχυτής και ενισχυτές ισχύος, , φίλτρα συχνοτήτων και ταλαντωτές.
Λέξεις κλειδιά: αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, ηλεκτρονικά στοιχεία, ενισχυτές, αναλογικά φίλτρα
Οι διαλέξεις του μαθήματος καλύπτουν τις ακόλουθες θεματικές ενότητες:
1. Aνασκόπηση θεωρίας ηλεκτρικών κυκλωμάτων, λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων και εισαγωγή στις απλές βαθμίδες ενισχυτών
2. Απλές βαθμίδες ενισχυτών με διπολικά τρανζίστορ, μελέτη και ανάλυσή τους στο συνεχές (πόλωση), γραμμή φορτίου ενισχυτή στο συνεχές, μελέτη και ανάλυση ενισχυτών στο εναλλασσόμενο (λειτουργία ασθενούς σήματος), μοντέλα διπολικών τρανζίστορ, ισοδύναμο κύκλωμα ενισχυτή στο εναλλασσόμενο, απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινού εκπομπού, υπολογισμός αντιστάσεων εισόδου και εξόδου, υπολογισμός ενίσχυσης στις μεσαίες συχνότητες.
3. Απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινής βάσης και κοινού συλλέκτη, γραμμή φορτίου στο εναλλασσόμενο, εισαγωγή στην απόκριση συχνότητας ενισχυτών, μελέτη και ανάλυση απλών βαθμίδων ενισχυτή με MOSFET, απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινής πηγής.
4. Λειτουργία των τρανζίστορ σε υψηλές συχνότητες: εσωτερικές χωρητικότητες του τρανζίστορ διπολικής επαφής, π-ισοδύναμο μοντέλο του τρανζίστορ διπολικής επαφής στις υψηλές συχνότητες, τροποποιημένο κατά Miller π-ισοδύναμο μοντέλο, ανάλυση λειτουργίας του τρανζίστορ διπολικής επαφής στις υψηλές συχνότητες, ενίσχυση ρεύματος στις υψηλές συχνότητες, συχνότητα αποκοπής, εσωτερικές χωρητικότητες του MOSFET, π-ισοδύναμο μοντέλο του MOSFET υψηλών συχνοτήτων.
5. Απόκριση συχνότητας ενισχυτών: ανάλυση και απόκριση συχνότητας βαθυπερατού και υψηπερατού κυκλώματος RC, απόκριση συχνότητας ενισχυτή στις χαμηλές συχνότητες, απόκριση συχνότητας ενισχυτή στις υψηλές συχνότητες, απόκριση ενισχυτή κοινού εκπομπού και κοινής βάσης, υπολογισμός συχνοτήτων αποκοπής, χρονική απόκριση ενισχυτών.
6. Ενισχυτές πολλών βαθμίδων: ενισχυτές διαδοχικών βαθμίδων, σύζευξη βαθμίδων ενισχυτών (χωρητική, απευθείας, επαγωγική), ενισχυτής κοινού συλλέκτη – κοινού συλλέκτη (ζεύγος Darlington), ενισχυτής κοινού συλλέκτη – κοινού εκπομπού, κασκωδικός ενισχυτής, διαφορικός ενισχυτής με διπολικά τρανζίστορ και MOSFET.
7. Ανατροφοδότηση στους ενισχυτές: γενική δομή ανατροφοδότησης, ιδιότητες της αρνητικής ανατροφοδότησης στους ενισχυτές (σταθεροποίηση ενίσχυσης, επέκταση εύρους ζώνης, μείωση θορύβου και παραμόρφωσης), κατηγορίες ενισχυτών (τάσης, ρεύματος, διαγωγιμότητας, διαντίστασης), τοπολογίες ενισχυτών αρνητικής ανατροφοδότησης (τάσης σε σειρά με την είσοδο, ρεύματος σε σειρά με την είσοδο, τάσης παράλληλα με την είσοδο, ρεύματος παράλληλα με την είσοδο, απόκριση ενισχυτή με ανατροφοδότηση.
8. Τελεστικός ενισχυτής, μέρος I: δομή, λειτουργία και εφαρμογές τελεστικού ενισχυτή, ιδανικός τελεστικός ενισχυτής, ακολουθητής τάσης, ενισχυτές θετικής και αρνητικής ενίσχυσης, ανάλυση κυκλωμάτων με τελεστικούς ενισχυτές (μέθοδος ανάλυσης κόμβων, αρχή επαλληλίας), ενισχυτής διαφοράς, αντιστρέφων και μη αντιστρέφων αθροιστής.
9. Τελεστικός ενισχυτής μέρος II: ολοκληρωτής, διαφοριστής, ενισχυτής διαφορικής εισόδου και εξόδου, ενισχυτές οργανολογίας, μετατροπείς ρεύματος σε τάση και τάσης σε ρεύμα, κυκλώματα ανορθωτών, συγκριτές τάσης και ανιχνευτές στάθμης, απόκριση συχνότητας τελεστικού ενισχυτή.
10. Ενισχυτές ισχύος: τάξεις λειτουργίας ενισχυτικής βαθμίδας (Α, Β, ΑΒ, C), ενισχυτές ισχύος σε τάξη Α κοινού εκπομπού με απευθείας σύνδεση φορτίου στο συλλέκτη, κοινού συλλέκτη με απευθείας σύνδεση φορτίου στον εκπομπό, κοινού εκπομπού με χωρητική σύνδεση φορτίου.
11. Ενισχυτής ισχύος σε τάξη Α κοινού εκπομπού με σύνδεση φορτίου μέσω μετασχηματιστή, ενισχυτής push-pull με μετασχηματιστή, ενισχυτής push-pull με συμπληρωματικά τρανζίστορ.
12. Φίλτρα συχνοτήτων: περιγραφή φίλτρων στο πεδίο της συχνότητας, τύποι απόκρισης συχνότητας (βαθυπερατή, υψηπερατή, ζωνοδιαβατή, απόρριψη ζώνης), μέθοδοι προσέγγισης αποκρίσεων φίλτρων, ενεργά φίλτρα.
13. Παθητικά φίλτρα LC, ταλαντωτές LC, τεχνικές ανάλυσης ταλαντωτών, ταλαντωτής γέφυρας Wien.
Οι εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα αντικείμενα:
Μετρήσεις και πειραματική μελέτη λειτουργίας ανορθωτικής διάταξης γέφυρας, ενισχυτή δύο βαθμίδων με χωρητική σύζευξη (με και χωρίς ανατροφοδότηση), διαφορικού ενισχυτή, τελεστικού ενισχυτή και εφαρμογών του (αρνητική ενίσχυση, άθροιση, ολοκλήρωση, διαφόριση και σύγκριση σημάτων).
Βιβλιογραφία
Γ. Χαριτάντης, Ηλεκτρονικά (Γραμμικά κυκλώματα συνεχούς χρόνου), Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Αράκυνθος, 2013.
R. L. Boylestad, L. Nashelsky, Ηλεκτρονικές διατάξεις και θεωρία κυκλωμάτων (10η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2012.
Α. Sedra, K. Smith, Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα (7η έκδοση), Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2017.
R. Jaeger, T. Blalock, Μικροηλεκτρονική (5η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2018.
Διαθέσιμα ηλεκτρονικά βιβλία
Θεωρητικό μέρος του μαθήματος:
Λ. Μπισδούνης, Αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, Σημειώσεις διδασκαλίας, Τμήμα ΗΜΜΥ, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2020.
Ι. Λιαπέρδος, Εισαγωγή στην ηλεκτρονική, Ελληνικά Ηλεκτρονικά Ακαδημαϊκά Συγγράμματα και Βοηθήματα (www.kallipos.gr), 2015.
Ι. Λιαπέρδος, Ηλεκτρονική (αναλογικά ηλεκτρονικά), Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2015.
Εργαστηριακό μέρος του μαθήματος:
Λ. Μπισδούνης, Χ. Κωνσταντέλλος-Κοντογούρης, Αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, Σημειώσεις εργαστηρίου, Τμήμα ΗΜΜΥ, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2020.
Μ. Κιζήρογλου, Εργαστηριακές ασκήσεις ηλεκτρονικής, Ελληνικά Ηλεκτρονικά Ακαδημαϊκά Συγγράμματα και Βοηθήματα (www.kallipos.gr), 2015.
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
IEEE Transactions on Circuits and Systems I & II
IEEE Open Journal of Circuits and Systems
IEEE Circuits and Devices Magazine
IEEE Circuits and Systems Magazine
IEEE Transactions on Electron Devices
IEEE Electron Device Letters
IET Eletronics
IET Electronics Letters
IET Circuits, Devices & Systems
International Journal of Electronics, Taylor & Francis
International Journal on Circuit Theory and Applications, Wiley
Μέθοδος διδασκαλίας
Οργάνωση διδασκαλίας
Η διδασκαλία του μαθήματος, οργανώνεται ως εξής:
• Διαλέξεις (3 ώρες εβδομαδιαίως)
• Εργαστηριακές ασκήσεις (1 ώρα εβδομαδιαίως)
• Εκπόνηση εργασιών σχετικών με το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος (μία εργασία ανά εργαστηριακή άσκηση).
Τρόπος παράδοσης
Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος διδάσκεται με δια ζώσης διαλέξεις κατά το εαρινό εξάμηνο.
Το εργαστηριακό μέρος του μαθηματος διεξαγεται στο χώρο του αντίστοιχου εργαστηρίου σε ομάδες των 16 ατόμων (2 φοιτητές ανά εργαστηριακό πάγκο που περιλαμβάνει τις κατάλληλες εκπαιδευτικές διατάξεις και τα απαιτούμενα όργανα μέτρησης))
Χρήση τεχνολογιών πληροφοφικής & επικοινωνιών
Στα πλαίσια του μαθήματος γίνεται χρήση τεχνολογιών πληροφοφικής & επικοικοινωνιών και παρέχονται:
• Παρουσιάσεις θεωρίας και ασκήσεις, οι οποίες έχουν αναρτηθεί από την αρχή του εξαμήνου στο eClass.
• Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω της πλατφόρμας eClass (για επικοινωνία μέσω μυνημάτων και forum, για διανομή
σημειώσεων διδασκαλίας, ασκήσεων, ηλεκτρονικών βιβλίων και συμπληρωματικού υλικού, ανακοινώσεις, χρήσιμους συνδέσμους
και βιβλιογραφία).
• Εργαλεία λογισμικού σχετικά με το εργαστριακό μάθημα ώστε να χρησιμοποιείται από τους φοιτητές κατά την εκπόνηση των
εργασιών τους.
Μέθοδος αξιολόγησης
Η αξιολόγηση των φοιτητών προκύπτει από την επίδοσή τους στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος (70%) και από την επίδοσή τους στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος (30%).
Η αξιολόγηση των φοιτητών στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος απο τη συμμετοχή τους σε τελική γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει επίλυση προβλημάτων / ασκήσεων και ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής με διαβαθμισμένη δυσκολία. Η επιμέρους βαθμολογία κάθε θέματος της εξέτασης είναι διαθέσιμη.
Η αξιολόγηση των φοιτητών στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος προκύπτει από τη συμμετοχή τους στη διεξαγωγη των εργαστηριακών ασκήσεων (υποχρεωτική παρουσία), την επίδοσή τους στην εκπόνηση των αντίστοιχων εργασιών και την επίδοσή τους σε τεική εξέταση που περιλαμβάνει πρακτικό μέρος και απόκριση σε σχετικά ερωτήματα.
Η συμμετοχή των φοιτητών στην τελική γραπτή εξέταση του θεωρητικού μέρους του μαθήματος προϋποθέτει την εκπλήρωση των υποχρεώσεών τους (παρουσία στις εργαστηριακές ασκήσεις και υποβολή των αντίστοιχων εργασιών) στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος.
Διδάσκοντες
Θεωρητικό μέρος του μαθήματος:
Λάμπρος Μπισδούνης, Kαθηγητής
Εργαστήριο Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων, 1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369293
E-mail: bisdounis@uop.gr
Ιστοσελίδα: http://econ.uop.gr/~bisdounis
Εργαστηριακό μέρος του μαθήματος:
Γεώργιος Σουλιώτης, Επικουρος καθηγητής
1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369257
E-mail: gsoul@uop.gr
Ανδρέας Κατσαΐτης, Τεχνικός εργαστηρίων
Εργαστήριο Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων, 1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369349
E-mail: katsaitis@uop.gr
Τα αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα αποτελούν απαραίτητα δομικά στοιχεία σε πολλά ηλεκτρονικά συστήματα. Ανάμεσα στο πλήθος των εφαρμογών τους, ιδιαίτερος είναι ο ρόλος τους για την σύζευξη των φυσικών σημάτων που είναι αναλογικά και των ψηφιακών συστημάτων.
Με το μάθημα επιδιώκεται η εμβάθυνση στη θεωρία και το σχεδιασμό αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Για να επιτευχθεί ο στόχος αυτός συνδυάζονται βασικές γνώσεις θεωρίας κυκλωμάτων, γνώσεις λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων, καθώς και τεχνικές της μοντελοποίησης της. Η συνύπαρξη των παραπάνω γνώσεων μαζί με πλήθος παραδειγμάτων και ασκήσεων αποσκοπεί στο να αποκτήσει ο ενδιαφερόμενος γρήγορη εξοικείωση με χρήσιμες εφαρμογές των αναλογικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων. Τα περιεχόμενα του μαθήματος έχουν επιλεγεί έτσι ώστε το μάθημα να αποτελέσει την βασική υποδομή για την κατανόηση, σε επόμενο στάδιο, του σχεδιασμού ολοκληρωμένων αναλογικών κυκλωμάτων και συστημάτων. Το μάθημα απευθύνεται σε σπουδαστές που διαθέτουν βασικές γνώσεις ηλεκτρικών κυκλωμάτων και βασικών ηλεκτρονικών.
Η πιο συνηθισμένη επεξεργασία αναλογικών σημάτων είναι η ενίσχυση τους που επιτυγχάνεται με δίθυρα ηλεκτρονικά κυκλώματα που αναφέρονται ως ενισχυτές. Σήματα από πηγές τάσης ή ρεύματος που εφαρμόζονται στην είσοδο ενός ενισχυτή, αναπαράγονται ενισχυμένα στην έξοδό του. Ο λόγος του σήματος εξόδου προς το σήμα εισόδου καθορίζει το κέρδος του ενισχυτή ή αλλιώς την ενίσχυσή του. Ένας ενισχυτής παρεμβάλλεται μεταξύ μίας πηγής σήματος και ενός φορτίου, ενεργεί δηλαδή ως βαθμίδα προσαρμογής του φορτίου προς την πηγή σήματος. Η σχέση αναλογίας που υπάρχει στους ενισχυτές μεταξύ του σήματος εισόδου και του σήματος εξόδου, τους χαρακτηρίζει ως αναλογικά κυκλώματα. Το βασικό αντικείμενο του μαθήματος αποτελούν οι ενισχυτές και στα πλαίσιά του αναλύονται ζητήματα, όπως: απλές βαθμίδες ενισχυτών, λειτουργία τρανζίστορ στις υψηλές συχνότητες, απόκριση συχνότητας ενισχυτών, πολυβάθμιοι ενισχυτές, ενισχυτές με ανατροφοδότηση, τελεστικός ενισχυτής και ενισχυτές ισχύος, , φίλτρα συχνοτήτων και ταλαντωτές.
Λέξεις κλειδιά: αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, ηλεκτρονικά στοιχεία, ενισχυτές, αναλογικά φίλτρα
Οι διαλέξεις του μαθήματος καλύπτουν τις ακόλουθες θεματικές ενότητες:
1. Aνασκόπηση θεωρίας ηλεκτρικών κυκλωμάτων, λειτουργίας βασικών ηλεκτρονικών στοιχείων και εισαγωγή στις απλές βαθμίδες ενισχυτών
2. Απλές βαθμίδες ενισχυτών με διπολικά τρανζίστορ, μελέτη και ανάλυσή τους στο συνεχές (πόλωση), γραμμή φορτίου ενισχυτή στο συνεχές, μελέτη και ανάλυση ενισχυτών στο εναλλασσόμενο (λειτουργία ασθενούς σήματος), μοντέλα διπολικών τρανζίστορ, ισοδύναμο κύκλωμα ενισχυτή στο εναλλασσόμενο, απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινού εκπομπού, υπολογισμός αντιστάσεων εισόδου και εξόδου, υπολογισμός ενίσχυσης στις μεσαίες συχνότητες.
3. Απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινής βάσης και κοινού συλλέκτη, γραμμή φορτίου στο εναλλασσόμενο, εισαγωγή στην απόκριση συχνότητας ενισχυτών, μελέτη και ανάλυση απλών βαθμίδων ενισχυτή με MOSFET, απλή βαθμίδα ενισχυτή κοινής πηγής.
4. Λειτουργία των τρανζίστορ σε υψηλές συχνότητες: εσωτερικές χωρητικότητες του τρανζίστορ διπολικής επαφής, π-ισοδύναμο μοντέλο του τρανζίστορ διπολικής επαφής στις υψηλές συχνότητες, τροποποιημένο κατά Miller π-ισοδύναμο μοντέλο, ανάλυση λειτουργίας του τρανζίστορ διπολικής επαφής στις υψηλές συχνότητες, ενίσχυση ρεύματος στις υψηλές συχνότητες, συχνότητα αποκοπής, εσωτερικές χωρητικότητες του MOSFET, π-ισοδύναμο μοντέλο του MOSFET υψηλών συχνοτήτων.
5. Απόκριση συχνότητας ενισχυτών: ανάλυση και απόκριση συχνότητας βαθυπερατού και υψηπερατού κυκλώματος RC, απόκριση συχνότητας ενισχυτή στις χαμηλές συχνότητες, απόκριση συχνότητας ενισχυτή στις υψηλές συχνότητες, απόκριση ενισχυτή κοινού εκπομπού και κοινής βάσης, υπολογισμός συχνοτήτων αποκοπής, χρονική απόκριση ενισχυτών.
6. Ενισχυτές πολλών βαθμίδων: ενισχυτές διαδοχικών βαθμίδων, σύζευξη βαθμίδων ενισχυτών (χωρητική, απευθείας, επαγωγική), ενισχυτής κοινού συλλέκτη – κοινού συλλέκτη (ζεύγος Darlington), ενισχυτής κοινού συλλέκτη – κοινού εκπομπού, κασκωδικός ενισχυτής, διαφορικός ενισχυτής με διπολικά τρανζίστορ και MOSFET.
7. Ανατροφοδότηση στους ενισχυτές: γενική δομή ανατροφοδότησης, ιδιότητες της αρνητικής ανατροφοδότησης στους ενισχυτές (σταθεροποίηση ενίσχυσης, επέκταση εύρους ζώνης, μείωση θορύβου και παραμόρφωσης), κατηγορίες ενισχυτών (τάσης, ρεύματος, διαγωγιμότητας, διαντίστασης), τοπολογίες ενισχυτών αρνητικής ανατροφοδότησης (τάσης σε σειρά με την είσοδο, ρεύματος σε σειρά με την είσοδο, τάσης παράλληλα με την είσοδο, ρεύματος παράλληλα με την είσοδο, απόκριση ενισχυτή με ανατροφοδότηση.
8. Τελεστικός ενισχυτής, μέρος I: δομή, λειτουργία και εφαρμογές τελεστικού ενισχυτή, ιδανικός τελεστικός ενισχυτής, ακολουθητής τάσης, ενισχυτές θετικής και αρνητικής ενίσχυσης, ανάλυση κυκλωμάτων με τελεστικούς ενισχυτές (μέθοδος ανάλυσης κόμβων, αρχή επαλληλίας), ενισχυτής διαφοράς, αντιστρέφων και μη αντιστρέφων αθροιστής.
9. Τελεστικός ενισχυτής μέρος II: ολοκληρωτής, διαφοριστής, ενισχυτής διαφορικής εισόδου και εξόδου, ενισχυτές οργανολογίας, μετατροπείς ρεύματος σε τάση και τάσης σε ρεύμα, κυκλώματα ανορθωτών, συγκριτές τάσης και ανιχνευτές στάθμης, απόκριση συχνότητας τελεστικού ενισχυτή.
10. Ενισχυτές ισχύος: τάξεις λειτουργίας ενισχυτικής βαθμίδας (Α, Β, ΑΒ, C), ενισχυτές ισχύος σε τάξη Α κοινού εκπομπού με απευθείας σύνδεση φορτίου στο συλλέκτη, κοινού συλλέκτη με απευθείας σύνδεση φορτίου στον εκπομπό, κοινού εκπομπού με χωρητική σύνδεση φορτίου.
11. Ενισχυτής ισχύος σε τάξη Α κοινού εκπομπού με σύνδεση φορτίου μέσω μετασχηματιστή, ενισχυτής push-pull με μετασχηματιστή, ενισχυτής push-pull με συμπληρωματικά τρανζίστορ.
12. Φίλτρα συχνοτήτων: περιγραφή φίλτρων στο πεδίο της συχνότητας, τύποι απόκρισης συχνότητας (βαθυπερατή, υψηπερατή, ζωνοδιαβατή, απόρριψη ζώνης), μέθοδοι προσέγγισης αποκρίσεων φίλτρων, ενεργά φίλτρα.
13. Παθητικά φίλτρα LC, ταλαντωτές LC, τεχνικές ανάλυσης ταλαντωτών, ταλαντωτής γέφυρας Wien.
Οι εργαστηριακές ασκήσεις του μαθήματος περιλαμβάνουν τα ακόλουθα αντικείμενα:
Μετρήσεις και πειραματική μελέτη λειτουργίας ανορθωτικής διάταξης γέφυρας, ενισχυτή δύο βαθμίδων με χωρητική σύζευξη (με και χωρίς ανατροφοδότηση), διαφορικού ενισχυτή, τελεστικού ενισχυτή και εφαρμογών του (αρνητική ενίσχυση, άθροιση, ολοκλήρωση, διαφόριση και σύγκριση σημάτων).
Γ. Χαριτάντης, Ηλεκτρονικά (Γραμμικά κυκλώματα συνεχούς χρόνου), Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Αράκυνθος, 2013.
R. L. Boylestad, L. Nashelsky, Ηλεκτρονικές διατάξεις και θεωρία κυκλωμάτων (10η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2012.
Α. Sedra, K. Smith, Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα (7η έκδοση), Εκδόσεις Παπασωτηρίου, 2017.
R. Jaeger, T. Blalock, Μικροηλεκτρονική (5η έκδοση), Εκδόσεις Τζιόλα, 2018.
Διαθέσιμα ηλεκτρονικά βιβλία
Θεωρητικό μέρος του μαθήματος:
Λ. Μπισδούνης, Αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, Σημειώσεις διδασκαλίας, Τμήμα ΗΜΜΥ, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2020.
Ι. Λιαπέρδος, Εισαγωγή στην ηλεκτρονική, Ελληνικά Ηλεκτρονικά Ακαδημαϊκά Συγγράμματα και Βοηθήματα (www.kallipos.gr), 2015.
Ι. Λιαπέρδος, Ηλεκτρονική (αναλογικά ηλεκτρονικά), Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2015.
Εργαστηριακό μέρος του μαθήματος:
Λ. Μπισδούνης, Χ. Κωνσταντέλλος-Κοντογούρης, Αναλογικά ηλεκτρονικά κυκλώματα, Σημειώσεις εργαστηρίου, Τμήμα ΗΜΜΥ, Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου, 2020.
Μ. Κιζήρογλου, Εργαστηριακές ασκήσεις ηλεκτρονικής, Ελληνικά Ηλεκτρονικά Ακαδημαϊκά Συγγράμματα και Βοηθήματα (www.kallipos.gr), 2015.
Συναφή επιστημονικά περιοδικά
IEEE Transactions on Circuits and Systems I & II
IEEE Open Journal of Circuits and Systems
IEEE Circuits and Devices Magazine
IEEE Circuits and Systems Magazine
IEEE Transactions on Electron Devices
IEEE Electron Device Letters
IET Eletronics
IET Electronics Letters
IET Circuits, Devices & Systems
International Journal of Electronics, Taylor & Francis
International Journal on Circuit Theory and Applications, Wiley
Οργάνωση διδασκαλίας
Η διδασκαλία του μαθήματος, οργανώνεται ως εξής:
• Διαλέξεις (3 ώρες εβδομαδιαίως)
• Εργαστηριακές ασκήσεις (1 ώρα εβδομαδιαίως)
• Εκπόνηση εργασιών σχετικών με το εργαστηριακό μέρος του μαθήματος (μία εργασία ανά εργαστηριακή άσκηση).
Τρόπος παράδοσης
Το θεωρητικό μέρος του μαθήματος διδάσκεται με δια ζώσης διαλέξεις κατά το εαρινό εξάμηνο.
Το εργαστηριακό μέρος του μαθηματος διεξαγεται στο χώρο του αντίστοιχου εργαστηρίου σε ομάδες των 16 ατόμων (2 φοιτητές ανά εργαστηριακό πάγκο που περιλαμβάνει τις κατάλληλες εκπαιδευτικές διατάξεις και τα απαιτούμενα όργανα μέτρησης))
Χρήση τεχνολογιών πληροφοφικής & επικοινωνιών
Στα πλαίσια του μαθήματος γίνεται χρήση τεχνολογιών πληροφοφικής & επικοικοινωνιών και παρέχονται:
• Παρουσιάσεις θεωρίας και ασκήσεις, οι οποίες έχουν αναρτηθεί από την αρχή του εξαμήνου στο eClass.
• Υποστήριξη μαθησιακής διαδικασίας μέσω της πλατφόρμας eClass (για επικοινωνία μέσω μυνημάτων και forum, για διανομή
σημειώσεων διδασκαλίας, ασκήσεων, ηλεκτρονικών βιβλίων και συμπληρωματικού υλικού, ανακοινώσεις, χρήσιμους συνδέσμους
και βιβλιογραφία).
• Εργαλεία λογισμικού σχετικά με το εργαστριακό μάθημα ώστε να χρησιμοποιείται από τους φοιτητές κατά την εκπόνηση των
εργασιών τους.
Η αξιολόγηση των φοιτητών προκύπτει από την επίδοσή τους στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος (70%) και από την επίδοσή τους στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος (30%).
Η αξιολόγηση των φοιτητών στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος απο τη συμμετοχή τους σε τελική γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει επίλυση προβλημάτων / ασκήσεων και ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής με διαβαθμισμένη δυσκολία. Η επιμέρους βαθμολογία κάθε θέματος της εξέτασης είναι διαθέσιμη.
Η αξιολόγηση των φοιτητών στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος προκύπτει από τη συμμετοχή τους στη διεξαγωγη των εργαστηριακών ασκήσεων (υποχρεωτική παρουσία), την επίδοσή τους στην εκπόνηση των αντίστοιχων εργασιών και την επίδοσή τους σε τεική εξέταση που περιλαμβάνει πρακτικό μέρος και απόκριση σε σχετικά ερωτήματα.
Η συμμετοχή των φοιτητών στην τελική γραπτή εξέταση του θεωρητικού μέρους του μαθήματος προϋποθέτει την εκπλήρωση των υποχρεώσεών τους (παρουσία στις εργαστηριακές ασκήσεις και υποβολή των αντίστοιχων εργασιών) στο εργαστηριακό μέρος του μαθήματος.
Θεωρητικό μέρος του μαθήματος:
Λάμπρος Μπισδούνης, Kαθηγητής
Εργαστήριο Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων, 1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369293
E-mail: bisdounis@uop.gr
Ιστοσελίδα: http://econ.uop.gr/~bisdounis
Εργαστηριακό μέρος του μαθήματος:
Γεώργιος Σουλιώτης, Επικουρος καθηγητής
1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369257
E-mail: gsoul@uop.gr
Ανδρέας Κατσαΐτης, Τεχνικός εργαστηρίων
Εργαστήριο Αναλογικών Ηλεκτρονικών Κυκλωμάτων, 1ος όροφος, Κτήριο Α1
Τηλ. 2610 369349
E-mail: katsaitis@uop.gr
