Сухов Михаил Юрьевич, канд техн наук, доцент учебно-методический комплекс
| Вид материала | Учебно-методический комплекс |
- Гост 17623-87, 138.94kb.
- Надійності та безпеки в будівництві, 692.13kb.
- Гост 5382-91, 1729.88kb.
- Д. М. Лаковский (руководитель темы); И. В. Колечицкая; С. А. Резник, канд техн наук;, 203.82kb.
- Гост 14637-89: Прокат толстолистовой из углеродистой стали обыкновенного качества Технические, 310.23kb.
- Государственный стандарт союза сср здания и сооружения Методы измерения яркости, 278.78kb.
- Гост 26824-86, 248.28kb.
- Строительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование, 2477.63kb.
- Строительные нормы и правила отопление, вентиляция и кондиционирование сниП 04. 05-91*, 1856.14kb.
- Б. В. Баркалов ), Государственным проектным конструкторским и научно-исследовательским, 2674.7kb.
Автор-составитель:
Сухов Михаил Юрьевич, канд. техн. наук, доцент
Учебно-методический комплекс по дисциплине Электроника составлен в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования и на основании примерной учебной программы данной дисциплины в соответствии с государственными требованиями к минимуму содержания и уровню подготовки инженера по специальности 190401 «Электроснабжение железных дорог».
Дисциплина входит в федеральный компонент цикла общепрофессиональных дисциплин специальности и является обязательной для изучения.
Содержание
| Рабочая учебная программа по дисциплине ……………………….……… | 4 |
| Конспект лекций по дисциплине …………………………………………… | 14 |
| Лабораторный практикум…………………………………………………… | 65 |
| Задание на курсовую работу и общие указания к выполнению курсовой работы …………………………………………………................................... | 70 |
| Методические указания студентам ………………………………………… | 76 |
| Методические указания преподавателям ………………………………….. | 77 |
| Вопросы к зачету …………………………………………………………….. | 78 |
| Экзаменационные вопросы по дисциплине ……………………………….. | 79 |
| Экзаменационные билеты по дисциплине ………………………………… | 81 |
1. ЦЕЛИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Электроника обеспечивает создание сложных устройств автоматики и регулирования, автоматических систем управления на железнодорожном транспорте. Поэтому знание основных технических характеристик и особенностей применения элементной базы электронных устройств является обязательным условием их рационального использования как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуатации.
Данная дисциплина использует сведения и навыки, полученные студентами при изучении курсов «Математика», «Физика», «Теоретические основы электротехники».
Цели изучения дисциплины состоят: в изучении физических принципов действия, характеристик, параметров основных типов полупроводниковых приборов, в ознакомлении с областями их применения; в изучении принципов построения, в изучении параметров и характеристик основных типов аналоговых и цифровых устройств на электронных приборах; в освоении основных этапов и методов расчета электронных устройств; в получении навыков измерения параметров электронных приборов и устройств.
2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Изучив дисциплину, студент должен:
2.1. Иметь представление: о перспективах развития электронных приборов и интегральных микросхем; об основных областях применения электронных приборов и устройств на железнодорожном транспорте.
2.2. Знать и уметь использовать: принцип действия, параметры и характеристики полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов; основные типы, принципы построения и функционирования, параметры и характеристики усилителей, генераторов импульсных и цифровых устройств; виды интегральных схем; методы расчета и измерения параметров аналоговых и цифровых устройств.
2.3. Иметь опыт: измерения параметров электронных приборов; расчета усилителей, генераторов, импульсных и цифровых устройств; измерения параметров усилителей, импульсных и цифровых устройств.
3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ
Форма обучения заочная
| Вид учебной работы | Количество часов | ||
| Всего по уч.плану | В т.ч. по семестрам | ||
| 5 | 6 3 | ||
| Аудиторные занятия: | 16 | 16 | 40 |
| Лекции | 8 | 8 | 18 |
| Практические и семинарские занятия | | | 18 |
| Лабораторные работы (лабораторный практикум) | 8 | 8 | |
| Индивидуальные занятия | | | 9 |
| Самостоятельная работа | 92 | 46 | 46 51 |
| ВСЕГО ЧАСОВ НА ДИСЦИПЛИНУ | 108 | 62 | 46 100 |
| Текущий контроль (количество и вид текущего контроля) | | Курс. раб. | |
| Виды промежуточного контроля (экзамен, зачет) | | Зачет, экзамен | |
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Распределение часов по темам и видам учебной работы
Форма обучения заочная
| Названия разделов и тем | Всего часов по учебному плану | Виды учебных занятий | Индив. занятия | Самостоят. работа | ||
| Аудиторные занятия, в том числе | ||||||
| лекции | Практ. занятия, семинары | Лаб. работы (практикумы) | ||||
| Раздел 1. Общие сведения о важнейших этапах развития и элементах электроники | | |||||
| 1. Развитие электроники | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| Раздел 2. Полупроводниковые приборы | ||||||
| 1. Основы физики полупроводников | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| 2. Свойства полупроводниковых переходов | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| 3. Полупроводниковые диоды | 7,5 | 0,5 | | 1 | | 6 |
| 4. Биполярные транзисторы | 13 | 1 | | 2 | | 10 |
| 5. Полевые транзисторы | 7,5 | 0,5 | | 1 | | 6 |
| 6. Многослойные переключающие приборы | 12 | 1 | | 1 | | 10 |
| 7. Интегральные микросхемы | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| 8. Оптоэлектронные приборы | 7,5 | 0,5 | | 1 | | 6 |
Раздел 3. Аналоговые устройства | ||||||
| 1. Усилительные устройства | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| 2. Генераторы гармонических колебаний | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
Раздел 4. Цифровые устройства | ||||||
| 1. Простейшие импульсные устройства | 3,5 | 0,5 | | 1 | | 2 |
| 2. Регенеративные импульсные устройства | 11,5 | 0,5 | | 1 | | 10 |
| 3. Основные типы цифровых устройств | 6,5 | 0,5 | | | | 6 |
| ИТОГО: | 108 | 8 | | 8 | | 92 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
Раздел 1. Общие сведения о важнейших этапах развития и элементах электроники
1.1. Развитие электроники
Составные части дисциплины. Важнейшие этапы развития электроники. Основные типы элементов радиоэлектронных схем.
В данном разделе рассматриваются составные части дисциплины, основные этапы и хронологические даты изобретения приборов и устройств электроники, параметры и характеристики пассивных компонентов электронных устройств, электровакуумных и газоразрядных приборов.
[1, стр. 7-20; 3, стр. 11-16; 5, стр. 3, 4; 6, стр. 3 - 8; 9, гл. 1; 10, §1.4; 12, §3.2, §3.7, §3.8]
Раздел 2. Полупроводниковые приборы
2.1. Основы физики полупроводников
Полупроводниковые материалы, собственные и примесные (p-типа, n-типа) полупроводники. Концентрация свободных носителей заряда. Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда и параметры, их характеризующие. Электропроводность полупроводников и влияние температуры. Генерация и рекомбинация, время жизни носителей заряда.
В данном разделе рассматриваются типы полупроводников, их свойства, типы носителей зарядов и особенности протекания тока.
[1, стр. 396-404; 2, гл. 1, стр. 5-9; 4, гл. 2, стр. 151-183; 5, гл. 1, стр. 5-35, гл. 2, стр. 36-72; 6, гл. 1, стр. 9-25; 12, §2.1, §2.2]
2.2. Свойства полупроводниковых переходов
Разновидности электрических переходов и методы их создания. Р-п переход, его образование и свойства. Параметры р-п-перехода: ширина обедненного слоя, высота потенциального барьера, емкость перехода. Вольтамперная характеристика (ВАХ) р-п перехода и реального диода. Виды пробоя. Зависимость ВАХ от температуры.
В данном разделе рассматривается образование р-п перехода, его ВАХ, параметры и свойства.
[1, стр. 20-24; 2, гл. 1, стр. 9-13; 3, гл. 1, стр. 31,32; 4, гл. 2, стр. 201-213; 5, гл. 3, стр. 75-100; 6, гл. 1, стр. 26-41; 12, §2.3]
2.3. Полупроводниковые диоды
Разновидности полупроводниковых диодов:
• выпрямительные;
• импульсные;
• стабилитроны;
• варикапы;
• туннельные и обращенные;
• СВЧ-диоды.
Особенности конструкции, основные характеристики, параметры и их зависимость от внешних условий.
В данном разделе рассматриваются типы, параметры и характеристики диодов.
[1, стр. 24-42; 2, гл. 1, стр. 13-17,19; 3, гл. 1, стр. 32-42; 5, гл. 4, стр. 101-119; 6, гл. 2, стр. 46-60; 12, §2.4, §2.5, §2.6]
2.4. Биполярные транзисторы
Виды структуры, режимы работы, схемы включения. Физические параметры (коэффициенты передачи тока в схемах ОЭ и ОБ и др.).
Статические характеристики в схемах ОЭ и ОБ и их зависимость от температуры. Работа транзистора в ключевом режиме, импульсные параметры.
Конструктивно-технологические разновидности дискретных транзисторов. Мощные и СВЧ-транзисторы: особенности конструкций, основные параметры.
В данном разделе рассматриваются типы, параметры и характеристики биполярных транзисторов, схемы их включения.
[1, стр. 42-51; 2, гл. 1, стр. 22-32, гл. 3, стр. 126-128; 3, гл. 1, стр. 43,44; 4, гл. 2, стр. 215-217; 5, гл. 5, стр. 120-136, гл. 8, стр. 221-226; 6, гл. 2, стр. 61-75; 12, §2.7, §2.8]
2.5. Полевые транзисторы
Устройство, принцип действия и классификация полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и переходом металл-диэлектрик-полупроводник (МДП).
Физические параметры (напряжение отсечки и пороговое, внутреннее сопротивление и др.) полевых транзисторов с управляющим р-п переходом, их режимная и температурная зависимость. ВАХ транзисторов в схеме с общим истоком.
Устройство и принцип действия МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналами. Физические параметры, ВАХ и их зависимость от температуры.
Работа полевого транзистора в ключевом режиме, импульсные параметры. Конструктивно-технологические разновидности полевых транзисторов. Мощные МДП-транзисторы.
В данном разделе рассматриваются типы, параметры и характеристики полевых транзисторов, схемы их включения.
[1, стр. 52-61; 2, гл. 1, стр. 32-38, гл. 3, стр. 128,129; 3, гл. 1, стр. 44-59; 5, гл. 5, стр. 137-148; 6, гл. 2, стр. 75-85; 12, §2.10]
2.6. Многослойные переключающие приборы
Тиристоры, их типы и принцип действия. Схема включения, ВАХ и параметры динистора. Принцип действия тринистора, типы и параметры.
Симисторы, их типы и принцип действия. Схема включения, ВАХ и параметры.
В данном разделе рассматриваются типы, принцип действия, параметры и характеристики переключающих приборов, схемы их включения.
[1, стр. 62-68; 2, гл. 1, стр. 38-40; 3, гл. 1, стр. 66-81; 5, гл. 6, стр. 149-176; 6, гл. 2, стр. 86-110; 12, §2.9]
2.7. Интегральные микросхемы
Типы интегральных микросхем (ИМС) по технологии изготовления и видам обрабатываемого сигнала (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые).
В данном разделе рассматриваются основные типы интегральных микросхем.
[1, стр. 123-130, стр. 274-300; 2, гл. 1, стр. 40-45, гл. 2, стр. 78-83; 5, гл. 8, стр. 263-272; 6, гл. 4, стр. 195-204; 12, §2.11]
2.8. Оптоэлектронные приборы
Светодиоды. Устройство, принцип действия, параметры и характеристики.
Типы фотоэффектов и фотоприемники (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры). Устройство, принцип действия, параметры и характеристики.
Оптроны, их типы и параметры. Средства отображения информации.
В данном разделе рассматриваются принцип действия, параметры и характеристики основных типов оптоэлектронных приборов, области их применения.
[1, стр. 39-42; 2, гл. 1, стр. 19-22; 5, гл. 7, стр. 177-195; 6, гл. 4, стр. 213-227; 12, §3.1-§3.6, §3.9]