Рабочая программа по дисциплине «Основы функционирования систем сервиса 2» (Электроника и микроэлектроника) для специальности 100101 ( 230700) (Сервис электронных систем безопасности)

Вид материала

Содержание

1. Цели и задачи дисциплины
2. Объем дисциплины и виды учебной работы.
3. Содержание лекционных занятий.
4. Лабораторный практикум.
5. Самостоятельная работа.

Подобный материал:

Федеральное агентство по образованию

Томский государственный университет систем

управления и радиоэлектроники

(ТУСУР)

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

___________ М.Т. Решетников

«_____» 2007 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

По дисциплине «Основы функционирования систем сервиса - 2» (Электроника и микроэлектроника) для специальности 100101 (230700) (Сервис электронных систем безопасности)

Факультет – Радиотехнический

Курс – 2

Семестр – 3

Учебный план набора 2006 года и последующих лет

Распределение учебного времени (всего часов):

Лекции	45 час.
Лабораторные занятия	27 час.
Практические занятия	-
Курсовой проект (ауд.)	-
Курсовая работа (ауд.)	-
Всего аудиторных занятий	72 час.
Самостоятельная работа	48 час.
Общая трудоемкость	120 час.

Экзамен – 3 семестр

Томск 2007 г.

Рабочая программа составлена в соответствии с ГОС МО для специальности 100101 (230700) (Сервис электронных систем безопасности)

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры телевидения и управления (ТУ) – протокол от «____» _________ 2007 г.,

№ ________________.

Разработчик, доцент каф. ТУ В.Ф. Коновалов	____________________________ (подпись)
Зав. обеспечивающей кафедрой ТУ И.Н. Пустынский	____________________________ (подпись)
Рабочая программа согласована с факультетом, профилирующей и выпускающей кафедрами.
Зав. выпускающей кафедрой ТУ профессор И.Н. Пустынский	____________________________ (подпись)
Зав. профилирующей кафедрой ТУ профессор И.Н. Пустынский	____________________________ (подпись)
Декан РТФ Л.А. Боков	____________________________ (подпись)

1. Цели и задачи дисциплины

Предметом изучаемой дисциплины являются дискретные и интегральные элементы полупроводниковой техники, основы аналоговой и цифровой микросхемотехники.

Целью дисциплины является изучение студентами:

физических процессов в элементах электронной и полупроводниковой техники, их основных параметров и характеристик;

схемотехнических основ микроэлектроники;

принципов построения и функционирования аналоговых и цифровых интегральных схем.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

Знать принцип работы и основные характеристики электронных и полупроводниковых приборов, основных типовых элементов аналоговых и цифровых интегральных схем;

Приобрести навыки измерения параметров электронных и полупроводниковых приборов, интегральных схем и их компонентов, объективной оценки функциональных и параметрических возможностей элементной базы интегральных микросхем.

2. Объем дисциплины и виды учебной работы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр
Общая трудоемкость дисциплины	120	3
Аудиторные занятия	72	3
Лекции	45	3
Лабораторные занятия	27	3
Практические занятия (ПЗ)
Самостоятельная работа	48	3
Вид итогового контроля	экзамен	3

3. Содержание лекционных занятий.

3.1. Введение. (1 час )

Предмет изучаемой дисциплины. Роль электроники в жизни современного общества. Основные исторические сведения о развитии электроники. Структура изучаемой дисциплины.

3.2. Полупроводники(6 часов)

Материалы электронной техники и их электрофизические свойства. Структура полупроводников и типы проводимости. Энергетические зоны твёрдого тела. Зонная структура полупроводников. Понятие доноров и акцепторов. Влияние примесей на физические свойства полупроводников. Понятие

«компенсированный полупроводник». Законы распределения носителей в зонах полупроводника. Понятия «уровень Ферми», «температурный потенциал», «химический потенциал». Связь между потенциалами Ферми, электростатическим и химическим. Вырожденные и невырожденные полупроводники. Концентрация носителей. Рекомбинация носителей. Поверхностная и объёмная рекомбинации. Законы движения носителей заряда в полупроводниках. Уравнения диффузии. Кинетика носителей заряда в полупроводниках. Биполярная диффузия. Монополярная диффузия.

3.3. Электронно-дырочный переход (8 часов)

Классификация переходов. Структура p-n перехода. Понятие нейтральности перехода. Анализ перехода в равновесном состоянии. Анализ перехода в неравновесном состоянии. Статические вольт-амперные характеристики идеального диода. Понятие обратного тока диода. Характеристические сопротивления диода. Статические вольт-амперные характеристики реальных диодов. Модуляция сопротивления базы. Переходные характеристики диода. Барьерная ёмкость (ёмкость перехода) диода. Диффузная ёмкость перехода. Односторонние p-n переходы. Контакты металл-полупроводник. Омические контакты. Выпрямляющие контакты.

Разновидности полупроводниковых диодов. Точечный и плоскостной диоды. Полупроводниковые стабилитроны.Варикапы. Туннельные диоды. Диоды Шоттки. Светодиоды и фотодиоды, оптроны.

3.4. Биполярные и полевые транзисторы (8 часов)

Физические принципы работы биполярных транзисторов на основе зонных диаграмм. Эквивалентные схемы биполярных транзисторов. Формулы Молла-Эберса. Идеализированные статистические и динамические параметры биполярных транзисторов. Схемы включения. Зависимость параметров биполярных транзисторов от температуры и режима. Составные биполярные транзисторы.

Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. МДП-транзисторы с изолированным затвором, встроенным и индуцированным каналами. Принцип работы, основные параметры. Статистические вольт-амперные характеристики для каждого типа полевых транзисторов. Эквивалентная схема полевого транзистора.

3.5. Микроэлектроника

3.5.1. Технологические основы микроэлектроники (4 часа)

Основные термины и определения. Критерии оценки сложности микросхемы. Классификация микросхем по функциональному назначению – цифровые и аналоговые.

Конструктивно-технологические типы интегральных микросхем – полупроводниковые и гибридные. Основные тенденции развития полупроводниковых микросхем.

Общие сведения о технологии изготовления полупроводниковых микросхем. Эпитаксия. Способы получения эпитаксиальных плёнок на кремниевой подложке. Молекулярно-лучевая эпитаксия. Диффузия примесей. Создание слоёв с разными типами электропроводимости. Ионное легирование. Принцип ионного легирования. Достоинства и недостатки ионного легирования по сравнению с диффузией примесей.

Термическое окисление и свойства плёнки диоксида кремния. Травление. Жидкостное травление. Сухое анизотропное травление. Методы получения структур типа Si – SiO₂ – Si.

Проводники соединений и контакты в полупроводниковых схемах. Выбор материала для проводников и контактов. Литография. Разрешающая способность при фотолитографии. Перспективные методы литографии. Технология гибридных микросхем. Формирование пассивных элементов тонкоплёночных гибридных микросхем.

3.5.2. Биполярные и полевые транзисторы интегральных микросхем (4 часа)

Особенности структур биполярных транзисторов. Методы изоляции отдельных элементов интегральных схем. Назначение скрытого эпитаксиального слоя. Образование паразитных транзисторов при изоляции p-n переходами. Комбинированная изоляция транзисторов. Многоэмиттерные транзисторы. Транзисторы с диодом Шоттки. Диодное включение транзисторов. Модель интегрального биполярного транзистора.

МДП-транзисторы с каналами n-типа и самосовмещёнными затворами. Комплементарные структуры. Полевые транзисторы с управляющим переходом. Простейшая структура МЕП-транзистора.

3.5.3. Пассивные элементы интегральных микросхем (2 часа)

Полупроводниковые резисторы. Недостатки полупроводниковых резисторов и ограничения на величину сопротивления. Плёночные резисторы. Конденсаторы и индуктивные элементы.

3.5.4. Логические элементы на биполярных и полевых транзисторах (9 часов)

Классификация логических элементов. Основные характеристики и параметры логических элементов. Насыщенный ключ на биполярном транзисторе. Принципиальная схема насыщенного ключа. Статические режимы насыщенного ключа. Переходные процессы в насыщенном ключе при открывании транзистора. Переходные процессы в насыщенном ключе при закрывании транзистора. Методы и схемные решения позволяющие уменьшить время переходного процесса в насыщенном ключе.

Элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ). Базовые элементы ТТЛ. Элементы эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ). Достоинства и недостатки ЭСЛ. Базовые элементы ЭСЛ.

Инвертор на n-канальных МДП-транзисторах. Инвертор на комплементарных МДП-транзисторах. Базовые элементы на полевых транзисторах. Логические элементы динамического типа.

Запоминающие логические элементы.

Основы функциональной электроники. Перспективы развития микроэлектроники, наноэлектроника.

3.6. Приборы вакуумной электроники (4 часа)

Основы эмиссионной электроники. Виды эмиссии: термоэлектронная, вторичная электронная, электростатическая, фотоэлектронная. Принцип электростатического управления плотностью электронного потока в электронных лампах. Вакуумные диоды, триоды, тетроды, пентоды. Классификация, пара-

метры, статические вольт-амперные характеристики. Электронные и квантовые приборы СВЧ. Электронно-лучевые трубки. Электронные и квантовые приборы СВЧ.

4. Лабораторный практикум.

№ п./п.	Наименование лабораторных работ	Часы
1	Исследование статических вольт-амперных характеристик диодов.	4
2	Исследование статических вольт-амперных характеристик биполярных транзисторов.	4
3	Исследование статических вольт-амперных характеристик полевых транзисторов.	4
4	Исследование основных характеристик насыщенного транзисторного ключа.	5
5	Исследование и измерение параметров основных базовых элементов ТТЛ.	5
6	Исследование и измерение параметров основных базовых элементов КМОП.	5
Итого		27

5. Самостоятельная работа.

Изучение теоретического материала по темам лекций - 30 часов.

Подготовка к лабораторным занятиям и оформление отчетов – 18 часов.

На самостоятельную проработку выносятся:

1. Раздел 3.5.1. «Технологические основы микроэлектроники» настоящей программы. При изучении материала раздела рекомендуется один из приведенных ниже учебников:

Ицкович В.М. Электроника. Учебное пособие. – Томск: Томский государственный университет, 2006. – 360 с.

Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. (стр. 10 – 24, стр. 169 – 215).

2.Раздел 3.6. «Приборы вакуумной электроники» настоящей программы. При изучении материала раздела рекомендуется один из приведенных ниже учебников:

Батушев В.А. Электронные приборы. Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Высшая школа», 1980. – 382 с.

Жеребцов И. П. Основы электроники.- 5-е изд. перераб. и доп.- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1990. (стр. 206 – 284).

Литература

а) основная

1. Ицкович В.М. Электроника. Учебное пособие. – Томск: Томский государственный университет, 2006. – 360 с.

2. Батушев В.А. Электронные приборы. Учебник для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: «Высшая школа», 1980. – 382 с.

б) дополнительная

1. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники: Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001.- 488 с.

2. Жеребцов И.П. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1990.

Приложение к рабочей программе по дисциплине «Основы функционирования систем сервиса - 2» (Электроника и микроэлектроника) для специальности 100101 (230700) (Сервис электронных систем безопасности).

Правила применения рейтинговой системы

Всего часов по учебному плану 120 часов

Аудиторные занятия 72 часа

Лекции 45 часов

Лабораторные работы 27 часов

Самостоятельная работа 48 часов

Виды занятий	Кол-во часов	Максимальный балл	Кол-во элементов контроля	Кол-во баллов для допуска к экзамену	Примечание
Виды занятий	Кол-во часов	Максимальный балл	Мин. балл за элем. контроля	Кол-во баллов для допуска к экзамену	Примечание
Лекции	45	60	5 эл./6 бал.	>=30
Лабораторные	27	60	6 эл./5 бал.	>=30
Всего	72	120		>=60

Примечания: 1. Элемент контроля: лекции – контр. работа, посещение лекций, индивидуальные задания, лабораторные – один защищенный отчет.

2. Теоретический материал. За высокое качество, полноту и оригинальность ответов дополнительно начисляется до 30 баллов. За каждую контрольную работу дополнительно может быть начислено до 6 баллов.

3. Лабораторные работы. За своевременную сдачу отчетов, хорошее оформление и качество выводов дополнительно начисляется до 30 баллов. За каждую работу дополнительно может быть начислено до 5 баллов.

4. При суммарном балле 80 – 100 по желанию студента за экзамен выставляется оценка «Хорошо». Если суммарный балл >100 за экзамен выставляется оценка «Отлично».

5.В первую контрольную точку на 9 неделе для положительной аттестации студент должен иметь >=12 баллов. Во вторую контрольную точку на 14 неделе для положительной аттестации студент должен иметь >=39 баллов.

Blog

Содержание

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

Учебный план набора 2006 года и последующих лет

Часы

Итого