Electrical Engineering 电气工程

作者：于童光

更新日期：2019/11/6

什么是电气工程

电气工程（Electrical Engineering）是一个专业的工程学科，通常涉及到对电力，电子，以及电磁学的研究和应用。‌

电气工程都有哪些内容

电力电子学

作为电气工程最古老的分支，电力电子学主要涉及电能的生成，输送，配送几个步骤。其学习方向包括交流直流转换器，变压器，发电机，继电器，特殊高压电等。电力电子工程师的主要工作是设计和维护电网以及相连的设计系统。随着未来电网智能化，输电网络高压化，直流化的发展，电力电子学需要越来越多其他分支的知识。比如与控制工程交叉的负荷调度，与微电子学交叉的特高压整流设备等。‌

控制工程

控制工程主要聚焦于建模复杂动态胸膛的可能性为并设计控制器来使系统按照理想方式演进。控制工程主要应用在飞机的飞行控制系统，汽车的巡航定速系统等。控制工程作为对数学要求最高的分支之一，需要熟练掌握线性以及离散系统的分析以及使用MATLAB进行模拟。工程师会使用电子工程分支的电子电路，数字信号处理器（DSP）,微控制器（MCU）已经可编程逻辑控制器（FPGA）来实现嵌入式系统。其中EE350/EE351 为控制工程的入门课程。‌

电子工程

电子工程涵盖了模拟电路以及数字电路的设计。不仅仅包括分立式的电阻，电容，电感等组件的设计测试，也包括了集成电路的设计。电子工程的应用非常广泛，从各种通信技术，雷达到家用的电视机，电脑都有电子工程的身影。建议学习电子工程的同学提前自学C语言编程，有条件的同学可以使用Arduno 设计一些简单的项目。其中的EE210是进入EE专业的第一门必修课程。对于嵌入式系统以及集成电路设计有兴趣的同学可以选择这个方向。‌

微电子学

微电子学主要研究极小尺寸的设计和加工。其中最常见的为半导体晶体管（MOS管）的加工。微电子学虽然设置在电气工程专业，但是它更加偏向于材料科学。其未来发展的方向包括微机电系统（MEMS），硅以及其他高性能半导体材料（SiC，GaN）的制造，3D堆叠工艺等等。其中EE340位微电子学的入门课程。Penn State 作为拥有纳米实验室（Fab）的学校之一，少见的为本科生开设了集成电路制造的课程EE441。‌

信号处理

信号处理是指对信号的分析和控制。信号可以分为数字信号和模拟信号。模拟信号一般会设计音响的放大信号或过滤信号。数字信号包括电信设备的调制和解调图像信号的的采样，压缩和纠错。以及图像信号的处理。对于频域/时域分析（EE350）傅里叶/拉普拉斯变换（MATH250）有信心的同学可以选择这个方向。‌

通信工程

通信工程主要关注于信息在同轴电缆，光纤，自由空间等介质的传送。通信工程研究的是把信息通过电脉冲发送到接收器。对于电磁（EE330）有信心的同学可以选择这个方向‌

选课以及建议

EE要求学生的GPA不低于2.6 并且进专业之前要求修完CHEM110，MATH 140/141/250, PHYS211/212、 EE作为选修课程最多的专业之一，EE部门提供的课程规划对于选课有莫大的帮助。它清晰地列出了EE专业所有的必修课程。 https://bulletins.psu.edu/undergraduate/colleges/engineering/electrical-engineering-bs/#suggestedacademicplantext‌

另外，下面这个网址列出了EE提供的所有选修课程。

Electrical Engineering (EE) | Penn Statebulletins.psu.edu

最后再说两句

EE 专业的核心课程 EE 330/340/350 是本科中最困难的三节课。 如果可能的话可以尽量将这三节课分配的不同学期。另外MATLAB 以及C 是电气工程学生常用的编程工具，如果同学们有时间可以提前自学。