Předmět seznamuje studenty s principy, s vlastnostmi a parametry nejpoužívanějších součástek moderních elektronických obvodů, a to jak pasivních, tak hlavně aktivních – polovodičových. Stručně jsou vysvětleny fyzikální základy činnosti různých druhů diod, tranzistorů BJT a FET. V laboratorních cvičeních se studenti naučí měřit parametry a charakteristiky těchto prvků, na což je v tomto předmětu kladen největší důraz. V druhé části se studenti seznámí se základními aplikacemi probíraných součástek v obvodech napáječů (usměrňovače, stabilizátory), v zesilovačích a oscilátorech. Vysvětleny jsou základní principy činnosti těchto obvodů a ukázána jsou různá zapojení.

Znalosti: Student zná principy činnosti, vlastnosti a parametry nejpoužívanějších elektronických součástek (různých druhů diod, tranzistorů BJT a FET, operačního zesilovače). Zná základní obvody s tranzistory a jejich vlastnosti.

Dovednosti: Student umí používat základní měřicí přístroje (napájecí zdroje, generátory signálů, osciloskopy, multimetry), umí změřit obvodové veličiny, charakteristiky a parametry prvků.

Osnova předmětu:

• Pasivní součástky elektronických obvodů (rezistory, kondenzátory, cívky), technická realizace, komerční dostupnost, vlastnosti reálných součástek, modelování parazitních jevů, náhrada cívek syntetickým induktorem.


• Pasivní obvody (RLC) 1. a 2. řádu, integrační a derivační článek, kompenzovaný odporový dělič, rezonanční obvody, filtry 2. řádu různých typů (dolní, horní pásmová propusť a zádrž), fázovací články.


• Fyzikální základy polovodičové elektroniky. Struktura pevných látek. Základní typy a vlastnosti polovodičů, energetický pásový model. Vedení proudu v polovodičích. Polovodičové přechody. Přechod PN v rovnovážném stavu. Vznik depletiční vrstvy. Přechod PN s přiloženým napětím. Přechod kov – polovodič. Průraz přechodu: tunelový, lavinový, tepelný.


• Usměrňovací plošná polovodičová dioda. Rozbor a modelování základních (rezistivních) a setrvačných vlastností reálné polovodičové diody. Princip a vlastnosti speciálních diod: Schottkyho, Zenerova stabilizační, kapacitní (varicap) a tunelová dioda.


• Bipolární tranzistory, fyzikální podstata, princip funkce, vlastnosti. BJT jako zesilující prvek. Základní zapojení tranzistoru dle společné elektrody (SB, SE, SC), způsoby nastavení a stabilizace pracovního bodu. Charakteristiky BJT. Modelování BJT, nelineární a lineární (lokální) modely.


• Unipolární tranzistory FET (JFET a MOSFET), fyzikální podstata, princip funkce, vlastnosti, charakteristiky, parametry, nelineární a lineární modely. FET jako zesilující prvek. Základní zapojení, nastavení pracovního bodu.


• Obvody napáječů. Usměrňovače. Stabilizátory proudu a napětí, parametrické, zpětnovazební a spínané. Měniče DC napětí.


• Obvody s tranzistory BJT a FET: zdroje proudu, proudová zrcadla, aktivní zátěž, diferenční stupeň, kaskádní zapojení.


• Princip a dělení zesilovačů. Jednostupňové zesilovače s FET a BJT. Vícestupňové zesilovače, s kapacitní vazbou. Širokopásmové zesilovače. Úzkopásmové zesilovače s jedním a více laděných obvodů. Výkonové VF zesilovače. Výkonové NF zesilovače. Spínané zesilovače. 


• Zpětná vazba v elektronických obvodech: princip, druhy ZV, vliv ZV na parametry obvodu, praktická zapojení ZV.


• Operační zesilovače, základní zapojení a vlastnosti.


• Oscilátory, princip, podmínky kmitání a jejich odvození, zapojení VF oscilátorů (dvoubodové LC, zpětnovazební, tříbodové, řízené krystalem), zapojení NF oscilátorů (ARC, s Wienovým článkem).