Curs de Electronică Analogică

Lecția 1 • Condensatoare și bobine în circuite DC

Prezintă elementele de stocare a energiei și comportamentul acestora în regim staționar DC. Pregătește studenții pentru analiza AC și tranzitorie din capitolul următor.

Lecția 2 • Rezistența electrică și legea lui Ohm

Prezintă rezistența electrică ca opoziție la curent și deduce legea lui Ohm din principii fundamentale. Conectează proprietățile materialelor la comportamentul la nivel de circuit.

Lecția 3 • Echivalentele Thévenin și Norton

Reduce rețelele complexe la modele simple cu două borne pentru analiza sarcinii. Permite proiectarea eficientă a circuitelor de interfață tratate în capitolele ulterioare.

Lecția 4 • Sarcina electrică, tensiunea și curentul

Definește sarcina electrică, diferența de potențial și fluxul de curent ca bază a întregului comportament al circuitelor. Stabilește intuiția fizică necesară pe parcursul cursului.

Lecția 1 • Rezonanța în circuite RLC

Analizează rezonanța serie și paralel, factorul de calitate și lățimea de bandă. Construiește intuiția pentru comportamentul selectiv în frecvență utilizat în proiectarea filtrelor și amplificatoarelor.

Lecția 2 • Funcții de transfer și diagrame Bode

Derivează funcțiile de transfer pentru tensiune și curent și trasează magnitudinea și faza pe scări logaritmice. Oferă limbajul domeniului frecvență utilizat în proiectarea amplificatoarelor și filtrelor.

Lecția 3 • Semnale sinusoidale și fazori

Definește amplitudinea, frecvența și faza semnalelor sinusoidale și introduce reprezentarea fazorială. Convertește ecuațiile din domeniul timp în ecuații fazoriale algebrice.

Lecția 4 • Puterea în circuite AC

Distinge puterea activă, reactivă și aparentă și introduce factorul de putere. Conectează conceptele de putere AC la eficiența practică a amplificatoarelor discutată ulterior.

Lecția 1 • Circuite limitatoare și de fixare

Utilizează diode pentru a limita amplitudinea semnalului sau pentru a deplasa nivelul DC în aplicații de modelare a formelor de undă. Consolidă tehnicile de analiză a circuitelor neliniare introduse cu modelele de diode.

Lecția 2 • Circuite redresoare și de alimentare

Proiectează redresoare cu semundă, undă completă și în punte cu filtrare capacitivă. Direct aplicabile la proiectarea surselor de alimentare DC în capitolele ulterioare despre amplificatoare.

Lecția 3 • Joncțiunea p-n și modelele diodei

Derivează ecuația diodei ideale din fizica joncțiunii și introduce modele practice ale diodei. Permite analiza manuală și simularea precisă a circuitelor cu diode.

Lecția 4 • Diode Zener și referințe de tensiune

Analizează străpungerea Zener și proiectează regulatoare șunt simple de tensiune. Introduce conceptele de referință de tensiune de precizie utilizate în circuite cu AO și de polarizare.

Lecția 1 • Configurații cu bază comună și colector comun

Compară amplificarea, impedanța și lățimea de bandă ale tuturor celor trei configurații TBJ. Permite selectarea configurației în funcție de cerințele aplicației.

Lecția 2 • Polarizarea DC și stabilitatea punctului static

Proiectează rețele de polarizare fixă, cu divizor de tensiune și cu reacție pe emitor pentru un punct static stabil. Demonstrează cum stabilitatea termică afectează liniaritatea și fiabilitatea amplificatorului.

Lecția 3 • Structura TBJ și regiunile de funcționare

Explică fizica tranzistoarelor NPN și PNP și identifică regiunile de tăiere, activă și saturație. Stabilește fundația modelului dispozitivului pentru toată analiza amplificatoarelor cu TBJ.

Lecția 4 • Modele pentru semnal mic ale TBJ-ului

Derivează modelele hibrid-pi și T din fizica dispozitivului pentru analiza semnalului AC. Oferă modelele analitice utilizate în calculele de amplificare și impedanță.

Lecția 1 • Analiza amplificatorului cu sursă comună

Calculează amplificarea în tensiune, impedanța de intrare și impedanța de ieșire ale etajului cu sursă comună. Evidențiază avantajul impedanței mari de intrare al amplificatoarelor cu FET.

Lecția 2 • Structura și funcționarea MOSFET-ului

Explică fizica MOSFET-urilor cu mod de îmbogățire și cu mod de epuizare, tensiunea de prag și ecuațiile curentului de drenă. Stabilește modelul dispozitivului pentru toată analiza circuitelor cu FET.

Lecția 3 • Caracteristicile și polarizarea JFET-ului

Acoperă strangularea JFET-ului, IDSS și proiectarea autopolarizării pentru funcționarea în modul de epuizare. Contrastează constrângerile de polarizare ale JFET-ului cu flexibilitatea de polarizare a MOSFET-ului.

Lecția 4 • Modele pentru semnal mic ale FET-urilor

Derivează modelul pentru semnal mic cu gm și rds pentru MOSFET-uri și JFET-uri. Permite analiza amplificării și impedanței în AC, coerentă cu metodele pentru semnal mic ale TBJ-urilor.

Lecția 1 • Etaje de amplificator diferențial

Analizează perechea diferențială ca bloc de construcție central al AO-urilor și amplificatoarelor de instrumentație. Introduce raportul de rejecție în mod comun (CMRR) ca parametru cheie de performanță.

Lecția 2 • Oglinzi de curent și sarcini active

Proiectează oglinzi de curent simple și cascode pentru polarizare și aplicații cu sarcină activă. Arată cum sarcinile active măresc dramatic amplificarea în tensiune a amplificatorului.

Lecția 3 • Cascadarea etajelor amplificatoare

Calculează amplificarea totală, impedanța de intrare și impedanța de ieșire ale etajelor TBJ și FET în cascadă. Introduce efectele de încărcare între etaje și atenuarea acestora.

Lecția 4 • Răspunsul la frecvență înaltă și efectul Miller

Modelează capacitățile interne ale dispozitivelor și aplică teorema lui Miller pentru a găsi frecvența de tăiere superioară. Dezvăluie modul în care paraziții dispozitivelor limitează lățimea de bandă a amplificatorului.

Lecția 1 • Amplificatoare inversoare și neinversoare

Derivează amplificarea, impedanța de intrare și impedanța de ieșire pentru ambele configurații fundamentale. Stabilește ecuațiile de proiectare utilizate în toate aplicațiile ulterioare cu AO.

Lecția 2 • Modelul AO ideal și regulile de aur

Definește ipotezele AO-ului ideal și derivează regulile scurtcircuitului virtual și masei virtuale. Oferă cadrul de analiză rapidă pentru toate configurațiile liniare cu AO.

Lecția 3 • Parametrii neideali ai AO-ului

Cuantifică tensiunea de decalaj, curentul de polarizare, viteza de creștere și produsul amplificare-bandă și impactul lor asupra circuitului. Permite selectarea AO-urilor care îndeplinesc cerințele de precizie și viteză.

Lecția 4 • Amplificatoare sumatoare, diferențiale și de instrumentație

Extinde configurațiile de bază la sumarea multi-intrare și amplificarea diferențială de precizie. Introduce amplificatorul de instrumentație cu trei AO pentru condiționarea semnalelor senzorilor.

Lecția 1 • Analiza stabilității și compensarea

Utilizează diagramele Bode și criteriul Nyquist pentru a evalua marja de fază și marja de amplificare ale amplificatoarelor cu reacție. Introduce tehnicile de compensare cu pol dominant și cu avans de fază.

Lecția 2 • Amplificatoare de putere Clasa A și Clasa B

Analizează eficiența, distorsiunea și disiparea de putere în etajele de ieșire Clasa A și Clasa B. Stabilește compromisul eficiență-distorsiune central în proiectarea amplificatoarelor de putere.

Lecția 3 • Teoria amplificatoarelor cu reacție

Derivează formula amplificării în buclă închisă și identifică cele patru topologii de reacție după tipul de eșantionare și mixare. Arată cum reacția controlează amplificarea, impedanța, lățimea de bandă și distorsiunea.

Lecția 4 • Amplificatoare Clasa AB și Clasa C

Introduce tehnici de polarizare care elimină distorsiunea de trecere în Clasa AB și analizează Clasa C pentru aplicații RF. Completează spectrul claselor de amplificare pentru selecția practică de proiectare.