IE1202 Analog elektronik 7,5 hp

• Utbildningsnivå

  Grundnivå

• Kursnivå (A-D)

  B

• Huvudområde

  Teknik
  

• Betygsskala

  A, B, C, D, E, FX, F

• Kurshemsida

• Kurssida på KTH Social

Lärandemål

Studenten ska efter kursen förstå egenskaper hos analoga elektronikkretsar och hur dessa kan konstrueras med komponenter såsom operationsförstärkare och transistorer. Studenten kan efter kursen utifrån en problemställning eller specifikation självständigt dimensionera, simulera, bygga och testa en analog elektronikkoppling för låga frekvenser

För godkänt betyg skall studenten kunna 

• definiera och beräkna förstärkning, in- och utimpedans för operationsförstärkarkopplingar och grundläggande transistorförstärkarsteg

• välja lämpliga förstärkarkopplingar och dimensionera dessa för att lösa olika typer av förstärkningsproblem.

• bestämma överföringsfunktionen för frekvensberoende förstärkarkopplingar samt att kunna rita dess bodediagram (belopp- och faskurva) samt beräkna gränsfrekvenser

• beskriva funktionen och redogöra för egenskaper för operationsförstärkare, dioder och transistorer

• definiera begrepp vid motkoppling: råförstärkning, resulterande förstärkning, slingförstärkning, motkopplingsfaktor och stabilitetsmarginaler

• förklara varför det kan bli instabilitet i motkopplade förstärkarkopplingar och förklara principen för hur oscillatorkopplingar fungerar

• konstruera enkla RC-oscillatorer med operationsförstärkare.

• beskriva ström-spännings-diagram och storsignalmodeller för dioden och transistorer av bipolär- och MOS-typ

• beräkna transistorns småsignalparametrar och använda småsignalmodeller för att beräkna förstärkning, in- och utresistans för grundläggande transistorförstärkarsteg (GE/GS och GC/GD-steg samt differentialsteg) av både bipolär och MOS typ

• verifiera gjorda konstruktioner med SPICE simuleringsverktyg

• bygga en prototyp och genom mätningar utvärdera dess prestanda

• göra en skriftlig dokumentation av konstruerade kretsars egenskaper

För högre betygsnivå skall studenten dessutom kunna

• värdera vilken komponent som är lämplig i önskad applikation utifrån uppgifter från datablad för operationsförstärkare, dioder och transistorer

• analysera effekter av offsetspänning och förströmmar i operationsförstärkarkopplingar och kunna avgöra om kompensering av dessa effekter krävs

• beräkna stabilitetsmarginaler för motkopplade förstärkare och dimensionera nät för kompensering av potentiellt instabila förstärkare

• värdera hur ändring av ingående komponenter påverkar en förstärkares prestanda

• skapa modeller för analoga förstärkare och därur härleda uttryck för förstärkning, in- och utimpedans

• beräkna hur transistorns högfrekvensegenskaper påverkar en förstärkarkoppling

• konstruera flerstegsförstärkare med transistorer

Kursens huvudsakliga innehåll

Systemegenskaper hos analoga byggblock. Förstärkning, inimpedans, utimpedans och gränsfrekvenser.

Operationsförstärkare och dess egenskaper. Förstärkarkopplingar med operationsförstärkare. Differentialförstärkare, common mode, differential mode, CMRR

RC-filter och bodediagram. Frekvensberoende förstärkarkopplingar.

Principen för motkoppling . Stabilitetsproblem vid motkoppling. Oscillatorer.

Halvledarkomponenter, dioder och transistorer. Diodkopplingar. Förstärkarsteg med transistorer såsom CE/CS-steg, CC/CD-steg (emitterföljare) och differentialförstärkare. Kopplingar för vilopunktsinställning.

Transistorn som switch.

Användning av kretssimuleringsprogram (PSpice) och mätningar på förstärkarkopplingar.

Behörighet

Grundläggande behörighet samt Matematik D, Fysik B och Kemi A

Rekommenderade förkunskaper

EI1100, EI1102 Elkretsanalys eller IF1330 Ellära eller motsvarande

Litteratur

Litteratur: Analog elektronik, Molin
Upplaga: 2  Förlag: Studentlitteratur  År: 2009
ISBN: 978-91-44-05367-7

Tidigare:
Microelectronic Circuits, Sedra/Smith
Upplaga: 5 Förlag: Oxford University Press År: 2004
ISBN: 0-19-514252-7

Examination

• LAB1 - Laborationer, 2,5 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
• TEN1 - Tentamen, 5,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

LAB1 (2,5 hp) Lab- och konstruktionsuppgifter betyg A-F

TEN1 (5 hp)     Skriftlig tentamen betyg A-F

Ges av

ICT/Integrerade komponenter och kretsar

Kontaktperson

Molin, Bengt

Examinator

Bengt Molin <bengtm@kth.se>

Övrig information

Kursen ersätter IE1203 och IE1330(6B2122).

Systemegenskaper hos analoga byggblock. Förstärkning, inimpedans, utimpedans och gränsfrekvenser.

Operationsförstärkare och dess egenskaper. Förstärkarkopplingar med operationsförstärkare. Differentialförstärkare, common mode, differential mode, CMRR

RC-filter och bodediagram. Frekvensberoende förstärkarkopplingar.

Principen för motkoppling . Stabilitetsproblem vid motkoppling. Oscillatorer.

Halvledarkomponenter, dioder och transistorer. Diodkopplingar. Förstärkarsteg med transistorer såsom CE/CS-steg, CC/CD-steg (emitterföljare) och differentialförstärkare. Kopplingar för vilopunktsinställning.

Transistorn som switch.

Användning av kretssimuleringsprogram (PSpice) och mätningar på förstärkarkopplingar.

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT09.
Examinationsinformation giltig från och med HT08.