Elektronika 1

Opis predmeta

Uvod. Osnovna svojstva i parametri analognih i digitalnih sklopova. Električka svojstva poluvodiča, tipovi nosilaca, vođenje struje u poluvodičima. pn i Schottkyjeva dioda. Osnovni diodni sklopovi u analognoj i impulsnoj elektronici (ispravljači, stabilizatori, ograničivači). MOS struktura i MOSFET. Ostale vrste FET-ova. Osnovni spojevi pojačala s FET-ovima. Osnovni CMOS logički sklopovi (invertor, NI i NILI sklopovi, bistabil). Bipolarni tranzistor. Osnovni spojevi pojačala s bipolarnim tranzistorima. Diferencijsko pojačalo. Bipolarna tranzistorska sklopka. ECL logički sklopovi. Svojstva idealnog i parametri realnog operacijskog pojačala. Osnovni spojevi s operacijskim pojačalima u analognoj i digitalnoj elektronici (pojačala, multivibratori, generatori pilastog napona). Primjena računala u analizi elektroničkih sklopova.

Opće kompetencije

Upoznavanje svojstava elektroničkih elemenata i osnovnih sklopova analogne i digitalne elektronike. Ovladavanje postupcima analize elektroničkih sklopova.

Ishodi učenja

  1. objasniti rad osnovnih poluvodičkih elemenata
  2. analizirati osnovne spojeve pojačala
  3. usporediti izvedbe pojačala s različitim elementima
  4. analizirati CMOS logičke sklopove
  5. primijeniti operacijsko pojačalo u analognim i digitalnim sklopovima
  6. analizirati elektroničke sklopova primjenom elektroničkih računala
  7. koristiti osnovna mjerenja u elektroničkom laboratoriju

Oblici nastave

Predavanja

predavanja

Auditorne vježbe

auditorna vježbe

Laboratorijske vježbe

laboratorijske vježbe

Konzultacije

konzultacije

Način ocjenjivanja

Kontinuirana nastava Ispitni rok
Vrsta provjere Prag Udio u ocjeni Napomena / komentar Udio u ocjeni
Laboratorijske vježbe 0 % 12 % 0 % 12 %
Međuispit: Pismeni 0 % 44 % 0 %
Završni ispit: Pismeni 0 % 44 %
Ispit: Pismeni 0 % 50 %
Ispit: Usmeni 38 %
Napomena / komentar

Prije završnog ispita sudenti trebaju odraditi sve laboratorijske vježbe.

Tjedni plan nastave

  1. Uloga elektronike. Vrste signala u analognoj i digitalnoj elektronici. Pojačala: pojačanja, napajanje, prijenosna karakteristika realnog pojačala. Vrste pojačala. Frekvencijska karakteristika pojačala. Frekvencijska karakteristika CR i RC mreže.
  2. Odziv CR i RC mreže na impuls i pravokutni napon. Invertor: prijenosna karakteristika, vremenski odziv. Električka svojstva poluvodiča. Struktura silicija. Čisti i dopirani silicij. Ostali poluvodički materijali. Širina zabranjenog pojasa, Intrinzična koncentracija.
  3. Koncentracije nosilaca. Temperaturna ovisnost. Raspodjele energija nosilaca. Driftna struja. Specifična vodljivost poluvodiča. Difuzija nosilaca.
  4. pn-spoj u ravnoteži. Kontaktni potencijal. Osiromašeni sloj. Propusno i zaporno polarizirani pn-spoj. Strujno-naponska karakteristika. Proboj pn-spoja. Temperaturna ovisnost.
  5. Dinamički otpor diode. Kapacitet osiromašenog sloja. Difuzijski kapacitet. Nadomjesni model za mali signal. Dioda kao sklopka. Ispravljački spoj metal-poluvodič. Schottkyjeva dioda. Diode u optoelektronici: svijetleća dioda, fotodioda, sunčane ćelije. Analiza sklopova s nelinearnim elementima. Režim malog i velikog signala.
  6. Diodni ispravljači. Ograničavači. MOS struktura. MOS tranzistor. Opis rada. Strujno-naponska karakteristike. CMOS struktura. Spojni FET. MESFET.
  7. Temperaturna svojstva i proboji FET-ova. Dinamički parametri i nadomjesni model FET-ova za mali signal. Pojačala s FET-om. Podešavanje statičke radne točke.
  8. Međuispit.
  9. Pojačalo u spoju zajedničkog uvoda, zajedničke upravljačke elektrode i zajedničkog odvoda. Usporedba osnovnih spojeva pojačala s FET-om. CMOS invertor: prijenosna karakteristika, vremenski odziv, disipacija snage.
  10. CMOS logički sklopovi. CMOS bistabil. Bipolarni tranzistor. Opis rada u normalnom aktivnom području. Strujna pojačanja. Spojevi i područja rada bipolarnog tranzistora.
  11. Strujno-naponske karakteristike bipolarnog tranzistora. Temperaturna ovisnost. Dinamički parametri i nadomjesni model bipolarnog tranzistora za mali signal. Pojačalo s bipolarnim tranzistorom. Podešavanje statičke radne točke.
  12. Pojačalo u spoju zajedničkog emitera, zajedničke baze i zajedničkog kolektora. Usporedba osnovnih spojeva pojačala s bipolarnim tranzistorom. Diferencijsko pojačalo.
  13. Bipolarni tranzistor kao sklopka. ECL logički sklop. Stabilizatori napona. Stabilizator sa Zenerovom diodom. Tranzistorski stabilizator napona.
  14. Idealno operacijsko pojačalo. Karakteristike realnog operacijskog pojačala. Pojačala s operacijskim pojačalom. Operacijska pojačala u obavljanju matematičkih operacija. Komparator s operacijskim pojačalom. Astabil i monostabil s operacijskim pojačalom. Generator trokutnog napona s operacijskim pojačalom.
  15. Završni ispit

Studijski programi

Elektrotehnika i informacijska tehnologija -> Elektrotehnika i informacijska tehnologija i Računarstvo (Studij)

Računarstvo -> Elektrotehnika i informacijska tehnologija i Računarstvo (Studij)

Literatura

Ž. Butković, J. Divković-Pukšec, A. Barić (2013.), Elektronika 1, Fakutet elektrotehnike i računarstva, Zagreb - interna skripta
A.S. Sedra, K.C. Smith (2011.), Microelectronic Circuits, 6th ed., Oxford University Press
R.C. Jaeger, T.N. Blalock (2011.), Microelectronic Circuit Design, 4th ed., McGraw-Hill

Bodovi i izvedba

7 ECTS
R2 Engleski jezik
R1 E-učenje
75 Predavanja
15 Auditorne vježbe
15 Laboratorijske vježbe

Ocjenjivanje

87 izvrstan
75 vrlo dobar
62 dobar
50 dovoljan