Elektronika

Visokošolski učitelji: Jarm Tomaž
Sodelavci: Kramar Peter

Opis predmeta

Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti:

• Vpis v 2. letnik.
• Pogoj za opravljanje pisnega izpita je pozitivna ocena laboratorijskih vaj.
• Pogoj za pozitivno oceno laboratorijskih vaj je uspešno opravljena in zagovorjena večina praktičnih nalog.

Vsebina:

Osnove teorije elektronskih vezij. Pasivni linearni in nelinearni elementi. Polprevodniški elementi: diode, bipolarni in unipolarni tranzistorji, preklopni elementi. Usmerniška dioda in vezja z diodo. Specialne vrste diod. Ojačevalniki signalov z bipolarnimi in unipolarnimi tranzistorji: enosmerne razmere v delovni točki, ojačenja, vhodna in izhodna upornost, vpliv temperature in faktor stabilnosti, termični pobeg. Izmenični ojačevalniki: frekvenčni odziv, povratna zveza in njen vpliv na frekvenčno karakteristiko. Operacijski ojačevalnik in vezja z operacijskim ojačevalnikom: ojačevalniki, sledilniki, seštevalniki, odštevalniki, diferenciatorji, integratorji, komparatorji, tokovni in napetostni viri, merilni in mostični ojačevalniki. Frekvenčno odvisna vezja, aktivni filtri, sinusni oscilatorji, generatorji valnih oblik. Močnostni ojačevalniki: razredi, izvedbe, popačenja, toplotne izgube.

Cilji in kompetence:

• Razumevanje osnov delovanja sestavnih delov elektronskih vezij (pasivni in aktivni linearni in nelinearni elementi), predvsem diskretnih polprevodniških in integriranih elektronskih elementov;
• Uporaba teh elementov v praktičnih elektronskih vezjih za različne namene (ojačevalniki, napajalna vezja, frekvenčno odvisna vezja itd.);
• Osvojiti osnove za teoretično in praktično analizo delovanja ter načrtovanje elektronskih vezij.

Predvideni študijski rezultati:

• Znanje in razumevanje:Poznavanje lastnosti in delovanja posameznih elektronskih komponent in najpogostejših analognih elektronskih vezij.
• Poznavanje in razumevanje pojmov in veličin, s katerimi opisujemo in vrednotimo elektronska vezja in elemente.
• Teoretično razumevanje matematičnih postopkov za analizo in načrtovanje vezij.
• Uporaba: Praktično načrtovanje in analiza vezij. Uporaba merilne inštrumentacije. Pravila varnega dela s potencialno nevarnimi električnimi tokovi. Sposobnost v praksi preveriti in ovrednotiti izpolnjevanje zadanih zahtev za lastnosti elektronskega vezja. Odkrivanje napake v nepravilno delujočem elektronskem vezju. Refleksija: Analizirati samostojno ali v manjši skupini zadano nalogo in izbrati najprimernejši elektronski element, vezje in/ali orodje ter postopek (merilno metodo) za realizacijo praktične naloge. Svojo odločitev znati utemeljiti.
• Prenosljive spretnosti: Sodelovati v manjši skupini, kjer si študenti razdelijo naloge pri reševanju problema. Poiskati ustrezne dodatne vire informacij, če ti niso na voljo v osnovni študijski literaturi. V pisni in grafični obliki (tehnično poročilo s slikovnimi elementi) in s popolnimi podatki povzeti rezultate zadane naloge. Kritično ovrednotiti rezultate.

Metode poučevanja in učenja:

• Uporabljene bodo naslednje oblike poučevanja in študija: predavanja in laboratorijske vaje.
• Predavanja: formalno podajanje ključnih elementov snovi; teoretična matematično podprta razlaga dopolnjena s slikovnim in filmskim gradivom ter računalniškimi simulacijami. Reševanje praktičnih računskih nalog iz analize in načrtovanja vezij kot priprava na izvedbo praktičnega dela.
• Laboratorijske vaje: praktični del je sestavljen iz nalog (izvajajo se v parih študentov), ki se navezujejo na obravnavano snov na predavanjih, lahko pa delno tudi iz projektne naloge ki ni nujno vezana na predavanja. Praktično delo vključuje izgradnjo in preizkušanje različnih elektronskih vezij. Laboratorijske vaje zahtevajo od študentov samostojno predpripravo doma. Pri vseh praktičnih nalogah študenti izdelajo poročilo.

Gradiva

Temeljni literatura in viri:

1. N. Storey: Electronics, A Systems Approach, 5th Ed., Pearson/Prentice-Hall, 2013.
2. T.L. Floyd: Electronic Devices: Conventional Current Version, 9th ed., Pearson, 2013.
3. T. Jarm: Elektronika - Skripta in navodila za laboratorijske vaje, Založba FE in FRI, 2010.
4. T.L.Floyd, D. Buchla: Electronics fundamentals: circuits, devices and Applications, 8th Ed., Pearson, 2013.