برنامه درسی

الکترونیک 1

طراحی دیجیتال، موریس مانو

فصل ۱: سیستم‌های عددی و نمایش داده‌ها

مباحث:

• سیستم‌های عددی:
  • باینری
  • اکتال
  • هگزادسیمال
• تبدیل بین مبناها
• نمایش اعداد:
  • بدون علامت
  • مکمل ۱ و مکمل ۲
• نمایش کاراکترها (ASCII)

هدف فصل:

• تسلط کامل به زبان اعداد دیجیتال
• پایه‌ی تمام فصل‌های بعد

فصل ۲: جبر بول و گیت‌های منطقی

مباحث:

• متغیر بولی
• توابع بولی
• قوانین و قضایای جبر بول
• گیت‌ها:
  • AND, OR, NOT
  • NAND, NOR, XOR, XNOR
• پیاده‌سازی توابع با گیت‌ها

هدف فصل:

• توانایی تحلیل منطقی مدار
• فهم رفتار گیت‌ها در طراحی

فصل ۳: ساده‌سازی توابع منطقی

مباحث:

• مین‌ترم و ماکس‌ترم
• فرم‌های:
  • SOP
  • POS
• نقشه کارنو (K-Map)
  • ۲، ۳، ۴، ۵ متغیره
• Don’t Care

هدف فصل:

• کاهش تعداد گیت‌ها
• طراحی مدار بهینه
• بسیار کنکوری و پرتکرار

فصل ۴: مدارهای ترکیبی (Combinational Circuits)

مباحث:

• جمع‌کننده‌ها:
  • Half Adder
  • Full Adder
• تفریق‌کننده‌ها
• مالتی‌پلکسر (MUX)
• دمولتی‌پلکسر (DEMUX)
• انکدر و دیکدر
• مقایسه‌کننده‌ها

هدف فصل:

• طراحی مدارهایی که خروجی فقط به ورودی وابسته است
• درک بلوک‌های استاندارد دیجیتال

فصل ۵: مدارهای ترتیبی (Sequential Circuits)

مباحث:

• تفاوت مدار ترکیبی و ترتیبی
• مفهوم حافظه
• کلاک
• حالت (State)

هدف فصل:

• ورود به دنیای مدارهای زمان‌دار

فصل ۶: فلیپ‌فلاپ‌ها

مباحث:

• SR Flip-Flop
• JK Flip-Flop
• D Flip-Flop
• T Flip-Flop
• جدول حالت و نمودار حالت
• Timing Diagram

هدف فصل:

• درک واحدهای ذخیره اطلاعات
• تحلیل رفتار مدار در طول زمان

فصل ۷: طراحی مدارهای ترتیبی

مباحث:

• روش طراحی مدار ترتیبی
• جدول حالت
• نمودار حالت
• کاهش حالت‌ها
• پیاده‌سازی با فلیپ‌فلاپ‌ها

هدف فصل:

• توانایی طراحی سیستم دیجیتال کامل
• فصل بسیار مهم برای سوالات تحلیلی

فصل ۸: شمارنده‌ها و رجیسترها

مباحث:

• شمارنده:
  • Up
  • Down
  • Mod-n
• رجیستر:
  • Shift Register
  • Parallel / Serial

هدف فصل:

• طراحی مدارهای کنترلی و شمارشی
• کاربرد عملی در سیستم‌ها

آموزش اصول تحلیل و طراحی سیستم‌های دیجیتال با استفاده از منطق بولی، مدارهای ترکیبی و ترتیبی

به‌صورت دقیق‌تر، دانشجو باید بتواند:

1. مفاهیم سیستم‌های دیجیتال و تفاوت آن‌ها با سیستم‌های آنالوگ را درک کند
2. از جبر بول برای تحلیل و ساده‌سازی مدارها استفاده کند
3. مدارهای ترکیبی را تحلیل و طراحی کند
4. مدارهای ترتیبی (حافظه‌دار) را طراحی و زمان‌بندی کند
5. فلیپ‌فلاپ‌ها، شمارنده‌ها و رجیسترها را بشناسد
6. از روش‌های استاندارد طراحی (K-map، جدول حالت، نمودار حالت) استفاده کند

مدار 1

مبانی الکترونیک میرعشقی

فصل ۱: مفاهیم پایه الکترونیک

مباحث:

• تفاوت الکترونیک و برق
• سیگنال:
  • DC
  • AC
• ولتاژ، جریان، توان
• قوانین پایه:
  • قانون اهم
  • قوانین کیرشهف (KVL, KCL)

هدف فصل:

• ایجاد پایه تحلیلی
• آماده‌سازی برای تحلیل مدار

فصل ۲: دیود (Diode)

مباحث:

• ساختمان و عملکرد دیود
• دیود ایده‌آل و واقعی
• بایاس:
  • بایاس مستقیم
  • بایاس معکوس
• کاربردها:
  • یکسوساز نیم‌موج
  • یکسوساز تمام‌موج
• دیود زنر و تنظیم ولتاژ

هدف فصل:

• تحلیل رفتار غیرخطی
• درک یکسوسازی و منابع تغذیه

فصل ۳: منابع تغذیه و فیلترها

مباحث:

• یکسوسازها
• ریپل ولتاژ
• فیلتر خازنی
• تنظیم ولتاژ

هدف فصل:

• فهم تبدیل AC به DC
• تحلیل مدارهای کاربردی

فصل ۴: ترانزیستور BJT

مباحث:

• ساختار BJT
• نواحی کاری:
  • قطع
  • فعال
  • اشباع
• پیکربندی‌ها:
  • امیتر مشترک (CE)
  • کلکتور مشترک (CC)
  • بیس مشترک (CB)
• بهره جریان (β)

هدف فصل:

• درک عنصر اصلی تقویت‌کننده‌ها
• تحلیل مدارهای ترانزیستوری

فصل ۵: بایاس ترانزیستور

مباحث:

• هدف از بایاس
• روش‌های بایاس:
  • بایاس ثابت
  • بایاس با تقسیم ولتاژ
• محاسبه نقطه کار (Q-Point)
• پایداری حرارتی

هدف فصل:

• تثبیت عملکرد مدار
• حل سوالات عددی سنگین

فصل ۶: تقویت‌کننده‌ها

مباحث:

• تقویت ولتاژ
• تقویت جریان
• تقویت توان
• بهره (Gain)
• امپدانس ورودی و خروجی

هدف فصل:

• تحلیل عملکرد مدار تقویت
• اتصال الکترونیک به سیستم‌های واقعی

فصل ۷: ترانزیستور اثر میدان (FET)

مباحث:

• JFET
• MOSFET
• نواحی کاری
• مقایسه BJT و FET

هدف فصل:

• آشنایی با قطعات مدرن‌تر
• درک مصرف توان و امپدانس بالا

فصل ۸: مقدمه‌ای بر تقویت‌کننده‌های عملیاتی (در حد کنکور)

مباحث:

• Op-Amp ایده‌آل
• تقویت‌کننده معکوس و غیرمعکوس
• کاربردهای ساده

هدف فصل:

• پل ارتباطی با الکترونیک پیشرفته
• آمادگی برای دروس بالاتر

آشنایی دانشجو با عناصر و مدارهای الکترونیکی پایه و تحلیل رفتار آن‌ها در شرایط مختلف کاری

به‌صورت دقیق‌تر، انتظار می‌رود دانشجو بتواند:

1. رفتار قطعات الکترونیکی را بشناسد
2. مدارهای ساده الکترونیکی را تحلیل DC و AC کند
3. نقطه کار (Q-Point) را محاسبه کند
4. عملکرد دیود، ترانزیستور و تقویت‌کننده‌ها را تحلیل کند
5. مسائل عددی و مفهومی کنکوری را حل کند
6. ارتباط بین الکترونیک و سیستم‌های دیجیتال / IT را درک کند