Самостоятельная работа (срс) 60ч Всего часов 120ч По окончании курса зачет

Вид материала

Подобный материал:

ЕН.В. 03 – Твердотельная электроника

Автор: Неустроев Е.П., доцент каф. КТО

Выписка из учебного плана кафедры Компьютерной технологии обучения (КТО) ПИ ЯГУ По специальности «Профессиональное обучение» (информатика, вычислительная техника

и компьютерные технологии), специализация 030501.06 -КТ (педагог профессионального обучения) дисциплины курса по выбору «Твердотельная электроника»

Учебная нагрузка:

Курс 4-й. VII-й семестр

Лекции-24 ч

Практические занятия (лабораторные) -36ч

Самостоятельная работа (СРС) - 60ч

Всего часов - 120ч

По окончании курса - зачет

Курс «Твердотельная электроника» издается в IX семестре студентами 5-го курса курса. Рабочая программа разработана согласно государственным требованиям к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности от 17 марта 2000 №237 пед/сп для специальности 030500.06- «Профессиональное обучение» (информатика вычислительная техника и компьютерные технологии), специализация 030501.06 -КТ (педагог профессионального обучения)

Объем курса-120ч.

1. Цели и задачи дисциплины.

Целью преподавания дисциплины " Твердотельная 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 электроники.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

1. иметь представление о:

1.1. локальных, системных, приборных интерфейсах периферийных устройств;

1.2. системах искусственного интеллекта, цифровой обработки сигналов;

1.3. каналах преобразования и первичной обработки сигналов;

2. быть способен:

2.1 проектировать мультимедийные комплексы, предназначенные для использования в учебном процессе, на основе существующих типовых средств вычислительной техники;

3. Знать и уметь использовать:

3.1. базовые понятия вычислительной техники, предмет и основы информатики,

3.2. закономерности протекания информационных процессов в искусственных системах,

3.3. принципы работы технических и программных средств в информационных системах;

3.4. современную аналоговую и цифровую элементную базу средств вычислительной техники;

4. Уметь:

4.1. Использовать вычислительную технику в обучении;

4.2. Использовать вычислительную технику при проектировании, моделировании и организации учебного процесса;

5. Владеть:

5.1. методиками проектирования, организацией проведения по общетехническим и

специальным предметам, практическому (производственному) обучению в области

информатики.

Зачетные вопросы

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.

Разновидности электрических переходов и методы их создания. Р-n переход: высота и ширина потенциального барьера в равновесном состоянии, неравновесное состояние, механизм протекания тока, вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного диода, емкость перехода. Выпрямляющий переход металл-полупроводник: физические процессы, ВАХ, особенности модели. 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.

Диодные структуры в микроэлектронных цепях, их роль и способы реализации. Биполярные транзисторы: характеристики, параметры, модели.

Структура и принцип действия биполярного транзистора (БТ). Режимы работы. Схемы включения. Коэффициенты передачи токов в статическом режиме. Статические характеристики БТ. Влияние температуры и радиации на характеристики и параметры БТ. Работа БТ в ключевом режиме. Импульсные параметры.

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. Особенности ПТ с барьером Шотки.

Устройство и принцип действия МДП-транзисторов. Физические процессы в МДП-структурах и физические параметры МДП-транзисторов. В АХ 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.

Основы функциональной электроники. Акусто- и магнитоэлектронные устройства. Устройства на основе эффекта Ганна. Фотоэлектрические и излучательные приборы.

Излучательная рекомбинация и генерация носителей заряда под действием излучения. Фотосопротивление. Фотодиоды. Фототранзисторы. Светодиоды. Вынужденное излучение. Полупроводниковые лазеры Основы использования активных приборов в электронике.

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. Характеристики и параметры. Зависимость параметров от температуры. Ячейки памяти цифровых ИС для оперативных запоминающих устройств и перепрограммируемых постоянных запоминающих устройств.

4. Рекомендуемая литература

Основная литература

1. Петров К.С. Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника.СПб.: Питер, 2003, 512с.

2. Булычев А. Л., Лямин П.М., Туликов Е.С. Электронные приборы./ М: Лайт, 2000, 415с.

3. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника./ Под. Ред Н.Д. Федорова -М.: Радио и связь, 1998.-560с.

4. Степаненко И.П. Основы микроэлектроники/ М.: Лаб. Базовых знаний, 2000, 488 с.

Дополнительная литература.

5. 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.

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

7. Электронные приборы./ под ред. Шишкина Г.Г., М.: Энергоатомиздат, 1989, 494 с.

8. Лачин В.И., Савелов И.С. Электроника. Ростов: Феникс, 2002г.

9. Жеребцов И.П. Основы электроники./ Л.: Энергоатомиздат. Ленинград, отделение, 1989,352с.

10. Батушев В.А. Электронные приборы./М.:Высшая школа, 1980, 383 с.

11. А.И. Кучумов. Электроника и схемотехника. М.: Гелиос АРВ, 2004 г, 336 с.

Blog

Самостоятельная работа (срс) 60ч Всего часов 120ч По окончании курса зачет