Παρουσίαση/Προβολή

Περιεχόμενο μαθήματος

Το μάθημα «Ηλεκτρονική και κυκλώματα» έχει σκοπό να δώσει στους φοιτητές του τμήματος Τεχνολογιών Ψηφιακής Βιομηχανίας γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά ηλεκτρικών κυκλωμάτων και τη λειτουργία ηλεκτρονικών διατάξεων, απαραίτητες για την ολοκλήρωση των σπουδών τους. Παρουσιάζονται ηλεκτρικά μεγέθη (τάση, ρεύμα, ισχύς), τα βασικά ηλεκτρικά στοιχεία και οι βασικές έννοιες ώστε οι φοιτητές να κατανοούν τι είναι ηλεκτρικό κύκλωμα. Διατυπώνονται οι νόμοι που ισχύουν και παρουσιάζονται τα μαθηματικά εργαλεία για τη συστηματική ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων. Επεξηγούνται οι έννοιες της ισοδυναμίας κυκλωμάτων και τα θεωρήματα που ισχύουν και οι τρόποι με τους οποίους χρησιμοποιούνται για την απλοποίηση κυκλωμάτων. Για την κατανόηση της φύσης και της συμπεριφοράς του πηνίου και του πυκνωτή μελετώνται τα μεταβατικά τους φαινόμενα, τόσο στην ελεύθερη όσο και στην εξαναγκασμένη τους απόκριση.

Αναλύονται κυκλώματα συνεχούς και εναλλασσομένου ρεύματος. Για την ανάλυση κυκλωμάτων με ημιτονοειδή διέγερση χρησιμοποιείται το μαθηματικό εργαλείο της ανάλυσης στο πεδίο της συχνότητας, όπου οι ημιτονοειδείς τάσεις και τα ημιτονοειδή ρεύματα παριστάνονται με στρεφόμενα διανύσματα στο μιγαδικό επίπεδο, ενώ ο πυκνωτής και το πηνίο παριστάνονται με φανταστικές αντιστάσεις.

Για τη μελέτη της απόκρισης συχνότητας εισάγεται η έννοια της συνάρτησης μεταφοράς ενός κυκλώματος και χρησιμοποιούνται τα διαγράμματα Bode. Παρουσιάζονται τα τυπικά σύνολα παραμέτρων που χρησιμοποιούνται για την περιγραφή της λειτουργίας τετραπόλων (διθύρων) και δίνονται παραδείγματα επίλυσης διθύρων με πηγή και φορτίο. Τέλος παρουσιάζονται οι τυπικές συνδεσμολογίες διθύρων.

Η εισαγωγή στην ηλεκτρονική ξεκινά με την παρουσίαση των ενισχυτών ως δομικών στοιχείων, όπου επεξηγείται η έννοια του κέρδους (τάσης, ρεύματος και ισχύος) και οι έννοιες της αντίστασης εισόδου και της αντίστασης εξόδου ενός ενισχυτή. Παρουσιάζονται ισοδύναμα κυκλώματα ενισχυτών και οι βασικές έννοιες της απόκρισης συχνότητας ενισχυτών. Μετά την παρουσίαση των βασικών αρχών των ενισχυτών και της σχετικής ορολογίας μελετάται ο ιδανικός τελεστικός ενισχυτής και οι βασικές συνδεσμολογίες του, ο τρόπος ανάλυσης κυκλωμάτων που περιέχουν τελεστικούς ενισχυτές, αντιστάσεις και πυκνωτές και η χρήση του για τη σχεδίαση κυκλωμάτων που επιτελούν διάφορες εργασίες. Επίσης παρουσιάζονται τα βασικά χαρακτηριστικά των πραγματικών τελεστικών ενισχυτών και οι τρόποι με τους οποίους επηρεάζουν τις επιδόσεις των κυκλωμάτων, σε σχέση με τις ιδανικές.

Προκειμένου να είναι δυνατή η κατανόηση της λειτουργίας των διόδων και των τρανζίστορ γίνεται μια εισαγωγή στη θεωρία των ημιαγωγών και στους μηχανισμούς αγωγιμότητάς τους, ώστε να εξηγηθεί η λειτουργία της ένωσης p-n. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η λειτουργία της διόδου σε ορθή και ανάστροφη πόλωση και εξηγείται η λειτουργία διαφόρων κυκλωμάτων διόδων, με έμφαση στις ανορθωτικές διατάξεις.

Τέλος παρουσιάζεται η φυσική δομή του διπολικού τρανζίστορ και του τρανζίστορ MOS, ο τρόπος λειτουργίας τους και οι εξισώσεις που περιγράφουν τις σχέσεις τάσεις ρεύματος των ακροδεκτών τους, τα ισοδύναμα κυκλώματά τους μικρού σήματος, κυκλώματα πόλωσης, ο σχεδιασμός ενισχυτών χρησιμοποιώντας τρανζίστορ, πως μπορούμε να λάβουμε γραμμική ενίσχυση από το τρανζίστορ, που είναι μη γραμμικό στοιχείο και παρουσιάζονται πρακτικά κυκλώματα ενισχυτών με τρανζίστορ.

Προτεινόμενα συγγράμματα

1. • Βιβλίο [12173]: Εισαγωγή στην ηλεκτρονική, Τόμπρας Γιώργος Σ. Λεπτομέρειες
2. • Βιβλίο [32998749]: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ, ΧΑΡΙΤΑΝΤΗΣ ΓΙΑΝΝΗΣ Λεπτομέρειες

Βιβλιογραφία

Υπάρχουν πολλά συγγράμματα υψηλού επιπέδου που καλύπτουν τα αντικείμενα της Ηλεκτρονικής και των Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων, τόσο στην Ελληνική όσο και στην Αγγλική γλώσσα. Ενδεικτικά αναφέρονται τα κάτωθι:

α) Βιβλία Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων:

1. Ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων, Έκδοση: 8η/2014, Συγγραφείς: Hayt William H., Kemmerly Jack E., Durbin Steven, ISBN: 978-960-418-437-8, Εκδότης: ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
2. Ηλεκτρικά Κυκλώματα, Έκδοση: 6η/2020, Συγγραφείς: Alexander C., Sadiku M., Νικόλαος Κούσουρας (επιμέλεια), ISBN: 978-960-418-816-1, Εκδότης: ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
3. Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων, Έκδοση: 2η/2017, Συγγραφείς: Παπαδόπουλος Κ., ISBN: 978-618-5066-89-5, Εκδότης: ΤΣΟΤΡΑΣ ΑΝ. ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ.
4. ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ, Έκδοση: 9/2015, Συγγραφείς: Nilsson/Riedel, ISBN: 9789603307563, Εκδότης: ΓΡΗΓΟΡΙΟΣ ΧΡΥΣΟΣΤΟΜΟΥ ΦΟΥΝΤΑΣ.
5. Ανάλυση ηλεκτρικών κυκλωμάτων, Έκδοση: 1η /2010, Συγγραφείς: Μάργαρης Νίκος Ι.,Σαραφίδου Σοφία Χ.,Δάιος Απόστολος Δ., ISBN: 978-960-418-229-9, Εκδότης: ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
6. Εισαγωγή στα Ηλεκτρικά Κυκλώματα, Έκδοση: 1η/2012, Συγγραφείς: Κολλιόπουλος Νίκος, ISBN: 978-960-508-054-9, Εκδότης: ΜΑΡΙΑ ΠΑΡΙΚΟΥ & ΣΙΑ ΕΠΕ.

β) Βιβλία Ηλεκτρονικών:

1. Ηλεκτρονική, Έκδοση: 8η/2016, Συγγραφείς: Malvino A., Bates D., ISBN: 978-960-418-559-7, Εκδότης: ΕΚΔΟΣΕΙΣ Α. ΤΖΙΟΛΑ & ΥΙΟΙ Α.Ε.
2. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ, Έκδοση: 1/2016, Συγγραφείς: ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΤΟΜΠΡΑΣ, ISBN: 978-960-603-174-8, Ηλεκτρονικό Βιβλίο, Διαθέτης (Εκδότης): Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιπος".
3. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΣ ΟΔΗΓΟΣ ΚΑΙ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ, Έκδοση: 1/2016, Συγγραφείς: ΝΙΣΤΑΖΑΚΗΣ ΕΚΤΟΡΑΣ, ISBN: 978-960-603-159-5, Ηλεκτρονικό Βιβλίο, Διαθέτης (Εκδότης): Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα - Αποθετήριο "Κάλλιπος".
4. Μικροηλεκτρονικά Κυκλώματα, Τόμος Α, Έκδοση: 7η/2017, Συγγραφείς: Sedra Adel, Smith Kenneth, ISBN: 978-960-491-107-3, Εκδότης: Α. ΠΑΠΑΣΩΤΗΡΙΟΥ & ΣΙΑ Ι.Κ.Ε.
5. Electronic Devices, 9^th edition, 2012, Συγγραφείς: Thomas L. Floyd, ISBN: 978-0-13-254986-8, Εκδότης: Prentice Hall.
6. Electronic Principles, 8^th edition, 2016, Συγγραφείς: Albert Malvino, David Bates, ISBN: 978-0-07-337388-1, Εκδότης: Mc Graw Hill.