Naziv predmeta

Osnove elektronike

Detalji
Kod
VSITE102
Skr.
OEL
ECTS
6
Godina
2
Semester
Zimski semestar
Vrsta
obvezatni
Razina HKO 6
Preddiplomski studij
E-Learning
0%
Aktivnosti
IT zg - Ljet 19/20
ECTS
Jedinice
Sati
Svega
P
1
15
2
30
A
0.5
15
1
15
L
1
8
2
30
S
0
0
0
0
KA
0
1
1
0
KP
0
2
1
0
PR
0
0
0
0
IP
0
1
1
0
IU
0
1
2
0
SU
3.5
1
105
105
NastavniciNositelji: mr. sc. Milan Davidović, pred., Hrvoje Divić, pred.
Asistenti: mr. sc. Branko Balon, pred., Mario Matijević, str. sur., Vladimir Matković, asist. vis. šk., Denis Noth, asist. vis. šk., Krešimir Orozović, str. sur., Saša Punčikar, pred., Milenko Simić, asist. vis. šk., Zvonimir Vađon, asist. vis. šk., Mario Vidaković, asist. vis. šk., Mario Vučemilović Šimunović, asist. vis. šk.
PreduvjetiNema
Sadržaj

Poluvodiči: intrinsični, p i n tipa, generacija i rekombinacija, driftno i difuzijsko gibanje nosilaca. PN spoj: Kontaktni potencijal, propusna i nepropusna polarizacija, strujno-naponska karakteristika i nadomjesni sklop poluvodičke diode, kapacitivna dioda, Zener dioda, LED dioda. Bipolarni tranzistor: izvedba, područja rada, parametri, statičke karakteristike, nadomjesni modeli. Unipolarni tranzistor: izvedba, područja rada, parametri, statičke karakteristike, nadomjesni model (JFET, MOSFET, VMOS). Pojačala: temeljni pojmovi o pojačalima, sklopovi pojačala s bipolarnim tranzistorima i s unipolarnim tranzistorima, Darlingtonov spoj, sklopovi za pomak istosmjernog naponskog nivoa. Pojačala snage: Klasa A, B i AB, pojačala s VMOS tranzistorima. Sklopovi za ispravljanje i stabilizaciju napona: Poluvalni i punovalni ispravljač. Operacijsko pojačalo: Invertirajuće i neinvertirajuće pojačalo, naponsko slijedilo, diferencijalno pojačalo i sumator. Impulsni signal i linearno oblikovanje: RC sklop, derivator i integrator s operacijskim pojačalom. Multivibratori: Bistabil, monostabil, astabil i Schmittov bistabil. Generator pilastog i stepeničastog napona.

Ciljevi učenja

Opći: Upoznavanje s principima rada i glavnim svojstvima poluvodičkih elektroničkih komponenata i osnovnih elektroničkih sklopova.
Posebna; Poznavanje ključnih pojava u poluvodičima i principi djelovanja poluvodičkih dioda različitih izvedbi te bipolarnih i unipolarnih tranzistora. Dimenzioniranje osnovnih elektroničkih sklopova s diodama i tranzistorima (ispravljači, ograničivači, pojačala).

Ishodi učenja

1. Poznavati fizikalne osnove djelovanja i glavne karakteristike poluvodičkih elemenata.
2. Analizirati rad i primijeniti osnovne elektroničke sklopove (ispravljači, stabilizatori, pojačala s bipolarnim i unipolarnim tranzistorima, operacijska pojačala, oscilatori, multivibratori).
3. Koristiti osnovne mjerne metode u elektronici.

Sposobnosti

Kolegij pruža temeljna znanja iz elektronike kao osnovu tehničkog studija, uz usvajanje inženjerskog načina razmišljanja, polazeći od stečenih znanja iz fizike, matematike i elektrotehnike.

Preporučena literatura

H. Divić, Osnove Elektronike, Skripta Vsite Zagreb 2008.

Dodatna literatura

Kovačević, T.: Osnove elektronike, Interna skripta, Elektronsko izdanje (CD), Odjel za stručne studije Sveučilišta u Splitu, Split, (2005) 2. Kovačević, T.: Elektronički elementi - Repetitorij s laboratorijskim vježbama, Interna skripta, Odjel za stručne studije Sveučilišta u Splitu, Split, 2003 3. Malešević, Lj.: Elektronički sklopovi- Repetitorij s laboratorijskim vježbama, Interna skripta, Odjel za stručne studije Sveučilišta u Splitu, Split, 2005 1. Biljanović, P.: Elektronički sklopovi, Školska knjiga, Zagreb, (1997) 2. Peruško, U.: Digitalna elektronika, logičko i električko programiranje, Školska knjiga, Zagreb, (1996) 3. Grilec, Zorc: Osnove elektronike, Školska knjiga, Zagreb 2002.

predavanja (P)
  1. 1. OSNOVNA SVOJSTVA POLUVODIČA: Podjela materijala po vodljivosti. Osnovni materijali za proizvodnju poluvodiča. Atomska struktura germanija i silicija. Intrinsični i ekstrinsični poluvodiči. 2. ODREĐIVANJE KONCENTRACIJE ŠUPLJINA I ELEKTRONA U POLUVODIČU: Zakon o termodinamičkoj ravnoteži i Zakon o električnoj neutralnosti. Određivanje koncentracije šupljina i elektrona u poluvodiču n i p tipa. Određivanje koncentracije šupljina i elektrona u poluvodiču n i p tipa.
  2. 3. PN SPOJ: Nastajanje PN barijere. Ovisnost kontaktnog potencijala o temperaturi. 4. PN SPOJ POD DJELOVANJEM VANJSKOG NAPONA: Propusna i nepropusna polarizacija PN spoja. Struja zasićenja (Schocleyeva strujna jednadžba). Struja manjinskih nositelja.
  3. 5. DIODA: Naponsko-strujna karakteristika diode. Vrste proboja diode. Osnovne primjene diode - ventilno i zaštitno djelovanje diode, dioda u ulozi sklopke i ograničivača napona; Dioda u spojevima za mjerenje temperature. 6. VRSTE DIODA I NJIHOVA PRIMJENA: Vrste dioda i njihova primjena. Poluvalni i punovalni ispravljač. Graetzov spoj. Zenerova dioda: Karakteristika i područje djelovanja. Varikap, LED i LAD - karakteristike i primjena. Solarni sustavi napajanja električnom energijom.
  4. 7. TRANZISTORI: Bipolarni tranzistori. Osnovni načini uporabe i područja rada bipolarnih tranzistora. 8. STRUJE U npn TIPU BIPOLARNOG TRANZISTORA: Vrste nositelja struje emitera, kolektora i baze tranzistora. Izlazne, prijenosne, ulazne i povratne karakteristike bipolarnih tranzistora.
  5. 9. PRINCIP RADA BIPOLARNOG TRANZISTORA KAO POJAČALA: statička radna točka (SRT) i jednadžba statičkog radnog pravca (SRP). Dovođenje bipolarnog tranzistora u SRT preko jednog naponskog izvora. Korištenje bipolarnog tranzistora kao strujnog pojačala. Uporaba veznih kondenzatora. Totalne vrijednosti struje baze, kolektora i emitera. Maksimalna amplituda napona kolektor-emiter.
  6. 9. PRINCIP RADA BIPOLARNOG TRANZISTORA KAO POJAČALA: Dinamički uvjeti rada bipolarnog tranzistora (dinamički radni pravac - DRP) i smještaj SRT i DRP u izlaznim karakteristikama. Metode i tehnike stabilizacije statičke radne točke (emiterska degeneracija, metoda kompenzacije).
  7. 10. DINAMIČKA ANALIZA POJAČALA: Jednadžbe četveropla i prikaz bipolarnog tranzistora u spoju zajedničkog emitera (SZE) preko h hibridnih parametara. Pojednostavnjena nadomjesna shema bipolarnog tranzistora preko h parametara. Izračun naponskog i strujnog pojačanja, te ulaznog i izlaznog otpora u slučaju prikaza bipolarnog tranzistora preko h parametara. Sheme pojačala s bipolarnim tranzistorom u spoju sa zajedničkim kolektorom (SZC) i u spoju sa zajedničkom bazom (SZB).
  8. 11. FREKVENCIJSKA KARAKTERISTIKA POJAČALA: Izmjenične i istosmjerne veze među stupnjevima pojačala. Računanje pojačanja u decibelima. Bodeov dijagram. Kaskadni spoj pojačala. Darlingov spoj.
  9. 12. TRANZISTOR KAO SKLOPKA: Opis rada bipolarnog tranzistora kao sklopke, prednosti i nedostaci. Elektronička i elektromehanička izvedba I i ILI logičkog sklopa.
  10. 13. TRANZISTORI S EFEKTOM POLJA (FET): Unipolarni tranzistori, Spojni tranzistori s efektom polja (JFET). Upravljanje strujom odvoda. Izlazna karakteristika n-kanalnog JFET-a. Nadomjesni sklop JFET-a za režim malih signala. Naponsko pojačanje.
  11. 14. JFET U SPOJU ZAJEDNIČKOG UVODA: Statički radni pravac (SRP) i statička radna točka (SRT). Automatsko dobivanje negativnog prednapona upravljačke elektrode. Dinamički radni pracvac (DRP). Spoj sa zajedničkom upravljačkom elektrodom.
  12. 15. POJAČALA S TRANZISTORIMA S EFEKTOM POLJA - MOSFET: Tranzistor s efektom polja i izoliranom upravljačkom diodom (MOSFET). Pojačalo s MOSFET-om u spoju sa zajedničkim uvodom. Usporedba MOSFET i JFET. Usporedba unipolarnih i bipolarnih tranzistora, 16. OPERACIJSKO POJAČALO: Izvedba operacijskih pojačala. Modeli realnog i idealnog operacijskog pojačala. Otklnjanje debalansa kod realnog operacijskog pojačala.
  13. 17. OSNOVNI SKLOPOVI S OPERACIJSKIM POJAČALOM: Operacijsko pojačalo u spoju invertirajućeg i neinvertirajućeg pojačala. Sklopovi za zbrajanje s invertirajućim i neinvertirajućim operacijskim pojačalom. Sklop za dobivanje razlike ulaznih napona. Sklopovi za deriviranje i integriranje s operacijskim pojačalom.
  14. 18. POJAČALA SNAGE: Pojačala snage klase A, B, AB i C. 19. DIFERENCIJSKO POJAČALO: Shema. Statička i dinamička analiza. Faktor potiskivanja. SKLOPOVI S POVRATNOM VEZOM - Definicija povratne veze, razlozi korištenja negativne povratne veze (NPV). Princip rada NPV pomoću dijagrama toka signala i prijenosna funkcija.
  15. 20. OSCILATORI: Definicija, osnovne karakteristike, podjela i izvedbe oscilatora. RC oscilatori, RC oscilator s operacijskim pojačalom, oscilator u tri točke (Colpitsov i Hartleyev oscilator). MULTIVIBRATORI: Bistabil, monostabili, astabil.
auditorne vježbe (A)
  1. 1. POLUVODIČI: Određivanje kinetičke energije koju predaje kristalna rešetka elektronima. Izračunavanje koncentracije šupljina i elektrona u poluvodiču n i p tipa. Izračunavanje širine PN barijere.
  2. OGRANIČIVAČI I STABILIZATORI: Određivanje valnog oblika napona na izlazu ograničivača i stabilizatora.
  3. OGRANIČIVAČI I STABILIZATORI: Određivanje valnog oblika napona na izlazu ograničivača i stabilizatora.
  4. OGRANIČIVAČI I STABILIZATORI: Određivanje valnog oblika napona na izlazu ograničivača i stabilizatora.
  5. OGRANIČIVAČI I STABILIZATORI: Određivanje valnog oblika napona na izlazu ograničivača i stabilizatora.
  6. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Određivanje statičke radne točke (SRT) i jednadžbe statičkog radnog pravca.
  7. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Dovođenje bipolarnog tranzistora u SRT preko jednog naponskog izvora (izračunavanje baznog otpora i naponskog djelitelja).
  8. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Uporaba veznih kondenzatora. Izračunavanje maksimalne amplitude napona kolektor-emiter.
  9. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Određivanje jednadžbe dinamičkog radnog pravca (DRP) i smještaj SRT i DRP u izlaznim karakteristikama tranzistora.
  10. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Rješavanje složenijih zadataka
  11. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Rješavanje složenijih zadataka
  12. POJAČALA S BIPOLARNIM TRANZISTORIMA: Rješavanje složenijih zadataka
  13. OPERACIJSKA POJAČALA: Operacijsko pojačalo u spoju invertirajućeg i neinvertirajućeg pojačala.
  14. OPERACIJSKA POJAČALA: Sklopovi za zbrajanje s invertirajućim i neinvertirajućim operacijskim pojačalom.
  15. OPERACIJSKA POJAČALA: Sklop za dobivanje razlike ulaznih napona. Sklopovi za deriviranje i integriranje s operacijskim pojačalom.
laboratorijske vježbe (L)
  1. Osnovna svojstva pn spoj: Strujno naponske karakteristike različitih dioda (Si, GE, GaAs); Poluvalno ispravljanje napona.
  2. Strujno naponska karakteristika Zener diode; Ograničavanje napona pomoću Zener diode.
  3. Strujno naponska karakteristika LED diode; Ispitivanje utjecaja struje kroz LED diodu na intenzitet zračenog svijetla
  4. Statičke karakteristike bipolarnog tranzistora; Pojačalo u spoju zajedničkog emitera
  5. Pojačalo u spoju zajedničkog emitera, pojačanje ulaznog signala, ulazni i izlazni otpor
  6. Pojačalo u spoju zajedničkog kolektora, pojačanje ulaznog signala, ulazni i izlazni otpor
  7. Ispitivanje utjecaja napona upravljačke elektrode na rad n-kanalnog FET-a; Izlazne karakteristike FET-a
  8. Operacijsko pojačalo kao invertirajuće pojačalo; Operacijsko pojačalo kao neinvertirajuće pojačalo
kolokvij - zadaci (KA)
  1. Poluvodiči, ograničivači i stabilizatori, pojačala s bipolarnim tranzistorom i operacijska pojačala. Test se polaže pismeno, sastoji se od 3 zadataka. Zadaci se ne vrednuju jednako, ukupna suma bodova je 20, a pitanja se mogu vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (postotak od ukupnog broja bodova zadatka) i potpuno točno (100% od ukupnog broja bodova zadataka). Test se smatra položenim ukoliko je postignut minimalan prosjek od 50% svih bodova i ako je minimalno 1 zadatak potpuno točno riješen. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima ispitnih rokova (ljetni ispitni rok i jesenski ispitni rok). Ocjena se određuje temeljem sljedećih kriterija: 0-50% nedovoljan, 50-62,5% dovoljan, 62,5-75% dobar, 75-87,5% vrlo dobar , 87,5-100% izvrstan (odličan).
kolokvij - teorija (KP)
  1. Jedinice predavanja 1-7 (poglavlja 1-10): Test se polaže pismeno, sastoji se od 10 pitanja a svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0.5, 1, 1.5 bod) i potpuno točno (2 boda). Test se smatra položenim ukoliko je postignut minimalan prosjek od 50% svih bodova i ako je minimalno 7 od ukupnih 10 pitanja dobilo više od nula bodova. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima ispitnih rokova (ljetni ispitni rok i jesenski ispitni rok). Ocjena se određuje temeljem sljedećih kriterija: 0-50% nedovoljan, 50-62,5% dovoljan, 62,5-75% dobar , 75-87,5% vrlo dobar , 87,5-100% izvrstan (odličan).
  2. Jedinice predavanja 8-15 (poglavlja 11-20): Test se polaže pismeno, sastoji se od 10 pitanja a svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0.5, 1, 1.5 bod) i potpuno točno (2 boda). Test se smatra položenim ukoliko je postignut minimalan prosjek od 50% svih bodova i ako je minimalno 7 od ukupnih 10 pitanja dobilo više od nula bodova. U slučaju nezadovoljenja na testu, test se ponavlja u redovitim terminima ispitnih rokova (ljetni ispitni rok i jesenski ispitni rok). Ocjena se određuje temeljem sljedećih kriterija: 0-50% nedovoljan, 50-62,5% dovoljan, 62,5-75% dobar , 75-87,5% vrlo dobar , 87,5-100% izvrstan (odličan).
ispit - zadaci (IP)
  1. Poluvodiči, ograničivači i stabilizatori, pojačala s bipolarnim tranzistorom i operacijska pojačala. Test se polaže pismeno, sastoji se od 3 zadataka. Zadaci se ne vrednuju jednako, ukupna suma bodova je 20, a pitanja se mogu vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (postotak od ukupnog broja bodova zadataka) i potpuno točno (100% od ukupnog broja bodova zadatka). Test se smatra položenim ukoliko je postignut minimalan prosjek od 50% svih bodova i ako je minimalno 1 zadatak potpuno točno riješen. Ocjena se određuje temeljem sljedećih kriterija: 0-50% nedovoljan, 50-62,5% dovoljan, 62,5-75% dobar , 75-87,5% vrlo dobar , 87,5-100% izvrstan (odličan). Pristupanje ispitu u terminu redovnog ispitnog roka nije dozvoljeno ukoliko nisu zadovoljeni svi zadani kriteriji iz laboratorijskih vježbi.
ispit - teorija (IU)
  1. Jedinice predavanja 1-15 (poglavlja 1-20): Test se polaže pismeno, sastoji se od 10 pitanja a svako pitanje se jednako vrednuje, s tim da se pojedino pitanje može vrednovati kao netočno (0 bodova), djelomično točno (0.5, 1, 1.5 bod) i potpuno točno (2 boda). Test se smatra položenim ukoliko je postignut minimalan prosjek od 50% svih bodova i ako je minimalno 7 od ukupnih 10 pitanja dobilo više od nula bodova. Ocjena se određuje temeljem sljedećih kriterija: 0-50% nedovoljan, 50-62,5% dovoljan, 62,5-75% dobar, 75-87,5% vrlo dobar , 87,5-100% izvrstan (odličan). Pristupanje ispitu u terminu redovnog ispitnog roka nije dozvoljeno ukoliko nisu zadovoljeni svi zadani kriteriji iz laboratorijskih vježbi.
samostalno učenje (SU)
  1. testovi i kolokviji, konzultacije, samostalni rad u laboratoriju i samostalno učenje