Geum.ru

Московский энергетический институт (Технический университет)

Вид материалаОтчет

Содержание


Список использованных источников
Министерство образования российской федерации
Примерная программа дисциплины
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ



1. Тихомиров В.П., Солдаткин В.И., Лобачев С.Л. Виртуальная образовательная среда: предпосылки, принципы организации. - М.: Изд-во МЭСИ, 1999. - 164 с.

2. Новый подход к инженерному образованию: теория и практика открытого доступа к распределенным информационным ресурсам / Ю.В. Арбузов, В.Н.Леньшин, С.И.Маслов, А.А.Поляков, В.Г.Свиридов: Под ред. А.А.Полякова.- М.: Центр-Пресс, 2000.- 238 с.

3. Guri-Rosenblit S. Distance and campus universities. tensions and interactions. A comparative study of five countries. -IAU –UNESCO.: PERGAMON PRESS, 1999.- 290 p.

4. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление подготовки дипломированного специалиста 654200 Радиотехника. М.: informika.ru, 2000.

5. Государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования. Направление 552500 Радиотехника. М.: informika.ru, 2000.

6. Отраслевой стандарт. Система разработки и поставки продукции на производство. Учебная техника для образовательных учреждений. Системы автоматизированного лабораторного практикума. ОСТ 9.2-98.

7. Примерная программа дисциплины Электроника для направления подготовки дипломированного специалиста 654200 Радиотехника М.: informika.ru, 2000.

8. Примерная программа дисциплины Электроника для направления подготовки бакалавра 552500 Радиотехника М.: informika.ru, 2000.

9. Электронные приборы. Учебник для вузов / В.Н.Дулин, Н.А. Аваев, В.П.Демин и др. Под ред. Г.Г.Шишкина.- М.: Энергоатомиздат, 1989. - 496 с.

10. Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и Связь, 1991. - 288 с.

11. Gray P.E., Searle C.L. Electronic principles: Physics, models and circuits. -N.Y., London, Sydney, Toronto, John Wiley & Sons, Inc.,1969.- 1016 p.

12. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. - М.: Высшая школа, 1991.- 351 с.

13. Sedra A.S., Smith K.C. Microelectronic circuits. - N.Y.: Oxford University Press, 1991. - 1054 c.

14. Булычев А.Л., Лямин П.М., Туликов Е.С. Электронные приборы. – М.: Лайт ЛТД, 2000. – 446 с.

15. Лачин В.И., Савелов И.С. Электроника: учебное пособие. – Ростов на Дону.: изд-во «Феникс», 2000. – 448 с.

16. Крынкин В.В., Песоцкий Ю.С., Кулешов В.Н. Дистанционное обучение и проблемы организации лабораторного практикума // Научно-техническая конференция. Современная учебная техника и образовательные технологии. Тезисы докладов. 1996. С. 99-100.

17. Обоснование и разработка структуры лабораторного практикума по дисциплине «электроника и микроэлектроника» для подготовки бакалавров по направлению 552500 – Радиотехника. Отчет по НИР Инв. № 02990005852, № Гос.регистр. 01990008114, 1999. 52 с.

18. Комиссаренко Н.В., Контауров С.А., Тихоноов А.И. Архитектура учебного комплекса по электротехническим материалам // Сб.трудов Международной конференции-выставки «Информационные технологии в образовании». Ч.2. 1999. С. 214-215.

19. Комиссаренко Н.В., Тихонов А.И. Технология создания клиентских приложений для виртуальных лабораторных работ // Труды IV Международной конференции «Электротехника, электромеханика и электротехнологии». 2000. С. 458.

20. Тихонов А.И. Публикация данных в Internet. Учебное пособие. – М.: Моск.энерг.ин-т, 2001. 96 с.

21. Кулешов В.Н., Болдырева Т.И., Володарская С.М., Воронов В.Н., Попов А. И., Удалов Н.Н. Возможности совершенствования учебного процесса на основе использования новых информационных технологий // Труды Международной конференции «Информационные средства и технологии» Международного форума информатизации МФИ-2001. 2001. С.23-25.

22. Жарков Ф.П., Каратаев В.В., Никифоров В.Ф. Панов В.С. Использование виртуальных инструментов LabVIEW / Под. ред. К.С.Демирчяна и В.Г.Миронва. – М.: Солон-Р, Радио и связь, Горячая линия – Телеком, 1999. 268 с.

23. The measurement and automation. Catalog 2000. National Instruments. ni.com. – 880 c

24. Кулешов В.Н., Болдырева Т.И., Ларионова М.И., Прокофьев В.А. О построении лабораторного практикума по дисциплине «Электроника» для подготовки бакалавров и инженеров по направлению «Радиотехника» в системе открытого образования // Третья выставка ярмарка и научно-техническая конференция «Современная образовательная среда». 2001 и сетевая конференция openet.ru.




ПРИЛОЖЕНИЕ 1


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


УТВЕРЖДАЮ

Начальник Управления образовательных

программ и стандартов высшего и среднего

профессионального образования


________________________ В.Д.Шадриков

«____» __________________ 2000 год


ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ




Электроника



Рекомендуется Минобразования России

для направления подготовки дипломированного специалиста

654200 РАДИОТЕХНИКА


  1. Цели и задачи дисциплины.

Целью преподавания дисциплины "Электроника" является изучение студентами физических принципов действия, характеристик, моделей и особенностей использования в радиотехнических цепях основных типов активных приборов, принципов построения и основ технологии микроэлектронных цепей, механизмов влияния условий эксплуатации на работу активных приборов и микроэлектронных цепей. При изучении этой дисциплины закладываются основы знаний, позволяющих умело использовать современную элементную базу радиоэлектроники и понимать тенденции и перспективы развития элементной базы. Начинается практическое изучение элементной базы. Приобретаются первые навыки расчетов режимов активных приборов в электронных цепях, экспериментального исследования характеристик и измерения параметров активных приборов и построения базовых ячеек электронных цепей, содержащих такие приборы.

  1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

- иметь представление о тенденциях развития электроники, элементной и технологической базы радиотехники и влиянии этого развития на выбор перспективных технических решений, обеспечивающих конкурентоспособность разрабатываемой аппаратуры;

- знать основные типы нелинейных компонентов и активных приборов, используемых в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), их характеристики, параметры, модели, зависимости характеристик и параметров от условий эксплуатации, возможности и особенности реализации различных приборов, компонентов и их соединений технологическими средствами микроэлектроники, типовые режимы использования изучаемых приборов и компонентов в РЭА;

- уметь использовать активные приборы для построения простейших базовых ячеек РЭА и применять модели линейных и нелинейных компонентов и активных приборов при анализе поведения базовых ячеек, экспериментально определять основные характеристики и параметры наиболее широко применяемых нелинейных компонентов и активных приборов.

  1. Объем дисциплины и виды учебной работы.



Вид учебной дисциплины
Всего

часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины
160
3
4






Аудиторные занятия
85
3
4






Лекции
51
3
4






Практические занятия (ПЗ)
17
3
4






Семинары (С)















Лабораторные работы (ЛР)
17
3
4






и (или) другие виды аудиторных занятий















Самостоятельная работа
75
3
4






Курсовая работа
41



4






Расчетно-графические работы
-












Реферат
-












и (или) другие виды самостоятельной работы
-












Вид итогового контроля

(зачет, экзамен)



Зачет, экзамен
Зачет, экзамен








  1. Содержание дисциплины
    1. Разделы дисциплины и виды занятий




N п/п
Раздел дисциплины
Лекции
ПЗ

(или С)
ЛР

1
Введение. Материалы электронной техники и их электрофизические свойства
*






2
Характеристики p-n перехода. Полупро-водниковые диоды.
*
*
*

3
Биполярные транзисторы (БТ): характеристики, параметры, модели
*
*
*

4
Полевые транзисторы (ПТ): характеристики, параметры, модели
*
*
*

5
Фотоэлектрические и излучательные приборы
*






6
Основы использования активных приборов в радиоэлектронных устройствах. (Базовые усилительные каскады на БТ и ПТ. Пассивные элементы интегральных схем. Базовые логические элементы на основе биполярных и полевых транзисторов. Запоминающие эле-менты. Основы функциональной электроники).
*
*
*

7
Приборы вакуумной электроники
*






8
Квантовые приборы СВЧ
*








    1. Содержание разделов дисциплины

1. Введение. Материалы электронной техники и их электрофизические свойства.

Роль электроники в современной науке и технике. Основные понятия и термины. Краткая история и перспективы развития электроники. Место дисциплины "Электроника" в учебном плане подготовки инженеров радиотехнических специальностей. Методы описания электрофизических характеристик полупроводников. Собственные и примесные полупроводники. Элементы зонной теории полупроводников. Равновесная концентрация свободных носителей заряда. Диффузия и дрейф подвижных носителей. Электропроводность полупроводников. Неравновесные носители. Генерация и рекомбинация носителей. Уравнение непрерывности. Явления в сильных электрических полях.

2. Характеристики p-n перехода

Разновидности электрических переходов и методы их создания. P-n переход: высота и ширина потенциального барьера в равновесном состоянии, неравновесное состояние, механизм протекания тока, вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного диода, емкость перехода. ВАХ реального p-n диода: токи генерации-рекомбинации, сопротивление базы, пробой. Модели полупроводникового диода и условия их применимости при анализе электрических цепей, содержащих диоды. Выпрямляющий переход металл-полупроводник: физические процессы, ВАХ, особенности модели. Гетеропереходы. Разновидности полупроводниковых диодов: выпрямительные, импульсные, варикапы, стабилитроны, обращенные, туннельные и т.д. Особенности конструкций, параметров, характеристик и моделей. Влияние внешних условий на характеристики и параметры диодов. Переходные процессы в диодно-резисторной цепи при скачках токов и напряжений.

Диодные структуры в микроэлектронных цепях, их роль и способы реализации.

3. Биполярные транзисторы: характеристики, параметры, модели.

Структура и принцип действия биполярного транзистора (БТ).Режимы работы. Схемы включения. Коэффициенты передачи токов в статическом режиме. Модель Эберса-Молла. Статические характеристики БТ. Влияние сопротивления базы и зависимости ширины базы от коллекторного напряжения на форму статических характеристик БТ. Влияние температуры и радиации на характеристики и параметры БТ. Малосигнальные высокочастотные линейные модели БТ: физические (П-образные и Т-образные) и в виде активных четырехполюсников. Их параметры и связь с данными, приводимыми в справочниках, граничные частоты. Понятие о нелинейных моделях БТ для высоких и сверхвысоких частот. Работа БТ в ключевом режиме. Переходные процессы. Импульсные параметры. Конструктивно-технологические разновидности дискретных транзисторов.

Особенности структур и моделей БТ в микроэлектронных цепях. Составные транзисторы. Особенности моделей интегральных БТ. Особенности структур и характеристик БТ с гетеропереходами.

Источники собственных шумов в БТ и их описание.

4. Полевые транзисторы: характеристики, параметры, модели.

Классификация полевых транзисторов (ПТ). Устройство и принцип действия ПТ с управляющим p-n-переходом. Физические параметры (сопротивление канала, напряжение отсечки, крутизна) и их зависимости от температуры. ВАХ в схеме с общим истоком. Линейные и нелинейные модели ПТ с управляющим переходом для высоких и сверхвысоких частот. Особенности ПТ с барьером Шотки.

Устройство и принцип действия МДП-транзисторов. Физические процессы в МДП-структурах и физические параметры МДП-транзисторов. ВАХ и их зависимость от температуры. Модели МДП транзисторов и их сравнение с моделями ПТ с управляющими переходами. Определение параметров моделей по справочным данным.

Работа ПТ в ключевом режиме. Импульсные параметры.

Конструктивно-технологические разновидности ПТ. Особенности структур и параметров интегральных ПТ. Структуры на комплементарных МДП транзисторах. Структуры ПТ с управляющим p-n-переходом и с барьером Шотки. Биполярные и комплементарные МДП транзисторы на одном кристалле.

5. Фотоэлектрические и излучательные приборы.

Излучательная рекомбинация и генерация носителей заряда под действием излучения. Фотосопротивление. Фотодиоды. Фототранзисторы. Светодиоды. Вынужденное излучение. Суперлюминесцентные диоды.

6. Основы использования активных приборов в электронике. Основы функциональной электроники.

Особенности активных и пассивных элементов интегральных схем. Учет и использование этих особенностей при выборе схем базовых ячеек ИС

Работа ПТ и БТ в простейших резистивных усилительных каскадах. Выбор рабочей точки и определение параметров малосигнальных эквивалентных схем транзисторов в этой точке. Коэффициент усиления на средних частотах и его зависимость от параметров каскада и температуры.

Пассивные элементы интегральных схем. Полупроводниковые резисторы и конденсаторы. Ограничения, накладываемые интегральной технологией на значения параметров пассивных элементов ИС и обеспечение точности их изготовления. Возможность изготовления транзисторов и резисторов с малым относительным разбросом их параметров и связанные с этим особенности схемотехники аналоговых электронных устройств, изготавливаемых по интегральной технологии .

Базовые ячейки (вентили) цифровых БИС на биполярных и полевых транзисторах. Структуры, принципы действия, особенности топологии. Характеристики и параметры. Зависимость параметров от температуры.

Ячейки памяти цифровых ИС для оперативных запоминающих устройств и перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств. Электрические схемы. Принцип действия. Особенности интегрального исполнения. Параметры, их зависимости от режима и температуры.

7. Приборы вакуумной электроники

Электронные лампы. Принципы электростатического управления. Классификация и конструкция электронных ламп. Основные характеристики и параметры.

Электронно-лучевые трубки. Принцип функционирования и основные характеристики и параметры. Области использования.

Электронные приборы СВЧ. Особенности их функционирования и конструкций. Влияние времени пролета.

8. Квантовые приборы СВЧ.

Физические основы квантовых приборов. Оптические квантовые генераторы.: принцип действия и основные виды. Понятие о квантовых стандартах частоты.

9. Заключение

Перспективы развития электроники и элементной базы РЭА.
  1. Лабораторный практикум.

N п/п
N п/п раздела дисципл.
Наименование лабораторных работ

1
2
Изучение характеристик и параметров полупроводниковых диодов

2
3
Статические характеристики биполярных транзисторов.

3
4
Статические характеристики полевых транзисторов

4
6
Экспериментальное определение параметров модели биполярного транзистора

5
6
Экспериментальное определение параметров модели полевого транзистора.

6
6
Изучение работы БТ и ПТ в простейших усилительных каскадах

7
6
Изучение конструкции ИМС средней сложности



  1. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
    1. Рекомендуемая литература:

а) основная

1. Дулин В.Н., Аваев Н.А., Демин В.П., Наумов Ю.Е., Струков А.З, Шишкин Г.Г. Электронные приборы. Учебник для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1989, 496 с.

2. Аваев Н.А., Наумов Ю.Е., Фролкин В.Т. Основы микроэлектроники. Учебное пособие для вузов.- М.: Радио и связь,1991, 288с.

3. Терехов В.А. Задачник по электронным приборам. Учебное пособие для вузов.- М.: Энергоатомиздат, 1983, 278 с.


б) Дополнительная
  1. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: учебное пособие для вузов / Ю.Л. Бобровский, С.А.Корнилов, И.А.Кратиров и др.; Под ред. Проф.Н.Д.Федорова. – М.: Радио и связь, 1998.- 560 с.
  2. Ефимов И.Е., Горбунов Ю.И., Козырь И.Я. Микроэлектроника. Учебное пособие для вузов - М.: Высшая школа, 1987, 416 с.

3. Маллер Р., Кейлинс Т. Элементы интегральных схем - М.: Мир, 1989, 628 с.

4. У.Тилл, Дж.Лаксон. Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление.- М.Мир, 1985, 504 с.

5. Л.Росадо. Физическая электроника и микроэлектроника. М.: Высшая школа, 1991, 352 с.
    1. Средства обеспечения освоения дисциплины.

Программные средства, позволяющие изучать влияние физических параметров материалов и параметров окружающей среды на свойства приборов, пояснять физику их работы (например, механизмы накопления и рассасывания зарядов в квазинейтральных областях различных структур) и изображать структуры микроэлектронных цепей.
  1. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Комплект лабораторных стендов для исследования статических характеристик диодов и транзисторов, измерения параметров их эквивалентных схем, изучения поведения активных приборов в простейших ячейках функциональных узлов. Наглядные пособия для изучения конструкций ИМС. Измерительные средства для обеспечения программ измерения на названных стендах. Предпочтительно использование стендов, сопряженных с ПЭВМ, используемой для управления экспериментами и измерениями.

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки 654200 Радиотехника


Программу составили:

Кулешов В.Н., профессор, МЭИ(ТУ),

Болдырева Т.И, доцент, МЭИ(ТУ),

Трубин И.С., доцент Вятского ГТУ,

Шарыгина Л.И., доцент ТАСУР.


Программа одобрена на совместном заседании учебно-методических советов по специальностям 071500, 200700, 201400, 201500, 201600 и 201700, протокол N 1

от 13 ноября 2000 г.


Председатель Совета УМО, профессор Пузанков Д.В.