Elektronika

Opis predmeta

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.

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.

Predvideni študijski rezultati

Po uspešno opravljenem predmetu na bi bili študenti zmožni:

– Predstaviti delovanje najpogostejših komponent analognih elektronskih vezij.

– Definirati osnovne pojme in veličine za opis in vrednotenje elektronskih vezij.

– Uporabiti matematična orodja za analizo in načrtovanje preprostih vezij.

– Načrtovati preprosta vezja za zadano funkcijo.

– Glede na zahteve izbrati najustreznejšo elektronsko komponento.

– Uporabljati merilno inštrumentacijo na pravilen in varen način.

– Ovrednotiti delovanje zgrajenega vezja.

– Povzeti rezultate zadane naloge v obliki tehničnega poročila.

Reference nosilca

1. JARM, Tomaž. Elektronika : priročnik za laboratorijske vaje. 3. popravljena in dopolnjena izd. Ljubljana: Založba FE in FRI, 2010.
2. KRAMAR, Peter, JARM, Tomaž. Servomotorji : zbirka rešenih nalog. 1. izd. Ljubljana: Založba FE in FRI, 2014.
3. Mali B, Žulj S, Magjarević R, Miklavčič D, Jarm T. Matlab-based tool for ECG and HRV analysis. Biomed. Signal Process. Control 10: 108-116, 2014.
4. MIKLAVČIČ, Damijan, SERŠA, Gregor, BRECELJ, Erik, GEHL, Julie, SODEN, Declan M., BIANCHI, Guiseppe, RUGGIERI, Pietro, ROSSI, Carlo Riccardo, CAMPANA, Luca G., JARM, Tomaž. Electrochemotherapy : technological advancements for efficient electroporation-based treatment of internal tumors. Medical & biological engineering & computing, 2012, vol. 50, no. 12, str. 1213-1225.
5. KRANJC, Matej, ŽUPANIČ, Anže, MIKLAVČIČ, Damijan, JARM, Tomaž. Numerical analysis and thermographic investigation of induction heating. Int. j. heat mass transfer. 2010, vol. 53, no. 17/18, str. 3585-3591.

Temeljni viri in literatura

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.