西門菲莎大學(xué)的電子工程專業(yè)培養(yǎng)下一代電子工程師，在高等數(shù)學(xué)、物理和編程課程上打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。專業(yè)課程涵蓋電子工程的基本方面，如電子材料和器件、傳感器、執(zhí)行器、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)、嵌入式和實(shí)時(shí)軟件系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)、高頻電子、通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字通信，從而詳細(xì)了解微處理器、微控制器和硅集成電路 (IC) 的設(shè)計(jì)和架構(gòu)。課程中嵌入了許多實(shí)驗(yàn)室練習(xí)，提供設(shè)計(jì)和構(gòu)建微電路的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，CAD設(shè)計(jì)和超大規(guī)模集成(VLSI)芯片設(shè)計(jì)。本文總結(jié)了一些電子工程專業(yè)入門級(jí)知識(shí)點(diǎn)。

1.歐姆定律

格奧爾格-西蒙-歐姆提出的歐姆定律確立了電路中電壓、電流和電阻之間的基本關(guān)系。電壓(V)是推動(dòng)電流(I)通過電路的驅(qū)動(dòng)力，電阻(R)是電流的阻力。這一定律是電路分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，因?yàn)樗梢詭椭こ處煷_定電壓或電阻的變化對(duì)電流的影響。

2.基爾霍夫定律

古斯塔夫-基爾霍夫電流定律(KCL)指出，進(jìn)入電路節(jié)點(diǎn)的總電流等于離開節(jié)點(diǎn)的總電流。這一定律保證了電路中的電荷守恒。基爾霍夫電壓定律(KVL)指出，電路閉合回路周圍的電壓之和為零。該定律考慮了電路中的能量守恒，有助于解決復(fù)雜的電路問題。

3.電路分析

除歐姆定律和基爾霍夫定律外，電氣工程師還使用多種技術(shù)來分析電路。他們使用微分方程、拉普拉斯變換和其他數(shù)學(xué)工具分析串聯(lián)和并聯(lián)電阻器配置、電容器和電感器。節(jié)點(diǎn)分析側(cè)重于電路中關(guān)鍵點(diǎn)的電壓，而電網(wǎng)分析側(cè)重于閉合電路中的電流。

4.電磁學(xué)

詹姆斯-克拉克-麥克斯韋(James Clerk Maxwell)提出的電磁理論通過描述電場(chǎng)和磁場(chǎng)如何在空間相互作用和傳播，將電學(xué)和磁學(xué)結(jié)合在一起。麥克斯韋方程包括高斯電定律、高斯磁定律、法拉第電磁感應(yīng)定律和帶有麥克斯韋修正的安培定律。這些方程構(gòu)成了包括無線電波、微波和光在內(nèi)的電磁波行為的基礎(chǔ)。

5.變壓器

變壓器對(duì)于在不同電壓等級(jí)之間有效傳輸電能至關(guān)重要。變壓器由兩個(gè)線圈組成，分別稱為初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，與磁芯相連。電磁感應(yīng)原理使變壓器能夠在保持功率的同時(shí)改變電壓等級(jí)。階躍變壓器提高電壓，用于遠(yuǎn)距離輸電，而階躍變壓器降低電壓，用于向家庭和企業(yè)配電。

6.數(shù)字邏輯

數(shù)字電路使用離散值(0 和 1)來處理和傳輸信息。喬治-布爾提出的布爾代數(shù)是數(shù)字邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)。邏輯門(AND、OR、NOT、XOR)根據(jù)這些運(yùn)算組合輸入。組合電路只根據(jù)當(dāng)前輸入產(chǎn)生輸出，而順序電路則使用存儲(chǔ)元件(觸發(fā)器)來存儲(chǔ)信息，并根據(jù)當(dāng)前和之前的輸入產(chǎn)生輸出。

7.半導(dǎo)體和二極管

半導(dǎo)體是一種性質(zhì)介于導(dǎo)體(金屬)和絕緣體(非金屬)之間的材料。硅是一種廣泛使用的半導(dǎo)體，是許多電子設(shè)備的基礎(chǔ)。二極管是一種半導(dǎo)體器件，有兩個(gè)端子，允許電流流向一個(gè)方向，阻擋電流流向另一個(gè)方向。它們對(duì)于將交流電整流為直流電和保持穩(wěn)定的電壓水平至關(guān)重要。

8.晶體管

晶體管是放大或切換電信號(hào)的半導(dǎo)體元件。它們有多種類型，包括雙極結(jié)型晶體管(BJT)和場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)。晶體管是數(shù)字電路的組成部分，是微處理器、存儲(chǔ)設(shè)備和數(shù)字邏輯門的基礎(chǔ)。

9.運(yùn)算放大器(Op-Amps)

運(yùn)算放大器是直流高增益差分放大器。它們?cè)谀M信號(hào)處理中應(yīng)用廣泛，如放大、濾波和信號(hào)處理。運(yùn)算放大器有兩個(gè)輸入端(反相和非反相)和一個(gè)輸出端。運(yùn)算放大器的多功能性和放大功能使其成為模擬電路設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分。

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