Документ 439829

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
Согласовано
Утверждаю
___________________
Руководитель ООП
по направлению 140400
проф. А.Е. Козярук
_______________________
Зав. кафедрой ЭЭЭ
проф. А.Е. Козярук
ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»
Направление подготовки: 140400 Электроэнергетика и электротехника
Квалификация (степень) выпускника:
бакалавр
Форма обучения: очная
Составитель: доцент каф. ЭЭЭ С.В. Стороженко
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1. Цели и задачи дисциплины
«Физические основы электроники» (ФОЭ) -
изучение студентами физических процессов в дискретных полупроводниковых приборах,
интегральных
микросхемах
и
некоторых
специальных
приборах
электроники;
изучение их устройства, параметров, характеристик;
современной
принципов
построения и функционирования типовых электронных устройств, а также основных
методов их расчета.
2. Место дисциплины в структуре ООП:
«Физические основы электроники» относятся к базовым дисциплинам математического и
естественнонаучного цикла Б2 основной образовательной программы подготовки
бакалавров по профилю «Электропривод и автоматика» направления «Электроэнергетика
и электротехника» .
ФОЭ базируется на таких дисциплинах, как «Физика», Теоретические основы
электротехники». Знания, полученные при освоении ФОЭ, необходимы для изучения
дисциплин: «Элементы систем автоматики», «Микропроцессорная техника»,
« Управление техническими системами», а также при выполнении бакалаврской
выпускной квалификационной работы.
3. Требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения учебной
дисциплины обучающиеся должны демонстрировать
следующие результаты образования:
Знать:

основы физики полупроводников (ПК-41);

принцип действия, свойства и параметры полупроводниковых приборов;

параметры, конструктивно-технологические особенности интегральных
микросхем (ИМС), их разделение по функциональному назначению (ПК-39);

принципы работы, параметры и области применения основных электронных
устройств (ПК-39);

особенности проектирования электронной аппаратуры на базе ИМС (ПК-42);
Уметь:
 правильно выбрать элементную базу и обосновать структуру электронного
устройства (ПК-45);

произвести приближенные расчеты параметров основных электронных устройств
(ПК-41);

использовать электронные устройства с соблюдением правил техники
2
безопасности (ПК-22);
Владеть:
 навыками анализа своих возможностей, готовностью приобретать новые знания,
использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
 навыками применения методов теоретического и экспериментального исследования
электронных устройств (ПК-2);
 навыками обработки результатов экспериментов (ПК-44);
4. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет ____5_______ зачетных единиц.
Всего
часов
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего)
102
В том числе:
Семестры
5
102
-
-
Лекции
68
68
Практические занятия (ПЗ)
-
-
Семинары (С)
-
-
Лабораторные работы (ЛР)
34
34
Самостоятельная работа (всего)
78
78
В том числе:
-
-
Курсовой проект (работа)
-
-
Расчетно-графические работы
35
35
Другие виды самостоятельной работы
43
43
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
экзамен
экза
Реферат
мен
Общая трудоемкость
час
зач. ед.
3
180
180
5
5
-
-
-
-
-
-
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№
п/п
1.
Наименование раздела
дисциплины
Задачи и содержание
Содержание раздела
Основы физики полупроводников. Предмет курса, его
дисциплины. Основы
содержание. Пути развития и перспективы электроники.
физики
Физические
полупроводников
Электронно-дырочный
основы
и
элементы
переход,
полупроводников.
его
вольтамперная
характеристика, его свойства.
2.
Полупроводниковые
Полупроводниковые диоды различного назначения, их
приборы
устройство, характеристики, параметры.
ББиполярные
и
полевые
транзисторы:
физические
процессы, устройство, схемы включения, характеристики,
параметры, назначение. Тиристоры: принцип действия,
устройство, характеристики.
Элементы
оптоэлектроники:
общие
сведения
о
компонентах оптоэлектроники, управляемые источники
света, фотоприемники, оптические линии связи, оптроны.
Индикаторные
классификация.
приборы,
Принципы
их
характеристика
действия,
и
параметры,
характеристики, области применения.
3.
Физические
основы Интегральные микросхемы (ИМС), их классификация.
интегральной
Технология изготовления полупроводниковых и
микроэлектроники
гибридных ИМС, их конструктивное оформление.
Деление ИМС по функциональному назначению:
аналоговые (линейные) ИМС, цифровые (логические)
ИМС. Общие принципы проектирования электронной
аппаратуры на базе ИМС
4
Маломощные
Основные схемы выпрямителей однофазного переменного
электронные источники тока.
питания
Сглаживающие
фильтры.
Параметрические
и
компенсационные стабилизаторы постоянного тока и
напряжения. Интегральные источники питания.
4
5
Электронные усилители Транзистор как усилитель. Классификация усилителей, их
параметры, характеристики, классы усиления. Обратная
связь в усилителях, ее влияние на их параметры и
характеристики. Усилители низкой частоты: каскады
предварительного
усиления,
выходные
каскады.
Усилители постоянного тока. Дрейф нуля. Симметричные
и
несимметричные
Операционные
дифференциальные
усилители
(ОУ),
усилители.
параметры,
характеристики. Типовые операционные схемы
6
Генераторные
устройства
Условия
самовозбуждения.
высокочастотных
и
Схемы
генераторов
низкочастотных
колебаний.
Стабилизация частоты. Интегральные генераторы.
7
Импульсные устройства Преимущества передачи информации в виде импульсных
сигналов.
Ключевой
Интегральные
ключи.
операционного
режим
работы
Нелинейный
усилителя.
транзистора.
режим
работы
Компараторы.
Мультивибраторы, их разновидности.
8
Логические и цифровые Общие сведения о логических ИМС. Основы алгебры
устройства
логики. Логические ИМС, их классификация, параметры.
Базовые логические ИМС на основе биполярных – и
МДП – транзисторных структур. Интегральные RS- , Д-,
Т-, JK – триггеры.
Микроэлектронные цифровые узлы и устройства, работа,
назначение, области применения.
5
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№
п/п
1.
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для
изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
1
2
3
4
5
6
7
8
…
Элементы систем
+
+
+
+
+
+
автоматики
2.
Микропроцессорная
+
+
+
техн6ика
3.
Управление
+
+
+
+
техническими
системами
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№
Наименование раздела дисциплины
п/п
1.
Задачи и содержание дисциплины.
Лекц. Практ. Лаб.
зан.
зан.
Семин
СРС
5
-
-
-
-
Всего
час.
5
Основы физики полупроводников
2.
Полупроводниковые приборы
12
-
8
-
10
30
3.
Физические основы интегральной
4
-
2
-
2
8
8
-
4
-
6
18
микроэлектроники
4.
Маломощные электронные
источники питания
5.
Электронные усилители
14
-
8
-
24
46
6.
Генераторные устройства
8
-
4
-
8
20
7.
Импульсные устройства
5
-
4
-
14
23
8.
Логические и цифровые устройства
12
-
4
-
14
30
6. Лабораторный практикум
№
п/п
1.
№ раздела
дисциплины
2
Наименование лабораторных работ
Исследование полупроводниковых диодов ;
Трудоемкость
(час.)
8
исследование биполярного транзистора; исследование
полевых транзисторов; исследование тиристора
2.
3
Исследование логических ИМС
6
2
3.
4
Исследование электронного источника питания;
4
исследование параметрического и компенсационного
интегрального стабилизатора напряжения
4.
5
Исследование усилителя напряжения низкой частоты;
8
исследование эмиттерного повторителя; исследование
операционного усилителя; исследование типовых
аналоговых операционных схем
5.
6
Исследование LC - и RC – автогенераторов
4
гармонических колебаний
6.
7
Исследование мультивибратора на ИМС;
4
исследование компаратора на базе операционного
усилителя;
7
8
Исследование интегральных триггеров;
4
микроэлектронные цифровые узлы и устройства
7. Практические занятия (семинары)
Не предусмотрены
8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)_______________________________
_Курсовая работа не предусмотрена.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:
а) основная литература
_1. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая техника.
Учебник для вузов, М: Горячая Линия – Телеком, 2002 г.
2. Лачин В.И. Соловьев Н.С. Электроника: Учебник для вузов, Ростов–на–Дону:
Феникс, 2000 г..
3. Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсные и цифровые устройства, М.: Высшая
школа, 1999 г.
4. Стороженко С.В., Большунова О.М., Коржев А.А. Электроника. Лабораторный
практикум. СПб: СПГГИ, 2008г.
б) дополнительная литература
1.. Горбачев Р.И., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов /
Под ред. В.А. Лобунцова. М.: Энергоатомиздат. 1988 г.
7
2. Основы промышленной электроники. Учебник для вузов / В.Г. Герасимов,
О.М Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; под. ред. В.Г. Герасимова. – 4-е
изд. М.: Высшая школа, 1987.г.
в) программное обеспечение
Используется программа, предназначенная для обучения и контроля знаний по
логическим элементам и микроэлектронным узлам и устройствам вычислительной
техники Elemhl.ехе.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
Не предусмотрены
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:
Лабораторные занятия проводятся в специализированной лаборатории электроники
и преобразовательной техники, имеющей 12 лабораторных стендов, на которых
установлены макеты лабораторных работ с полным оснащением современной контрольноизмерительной аппаратурой.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках поточногрупповой системы обучения. Лабораторные работы выполняются фронтально. Для
текущего контроля успеваемости используется устный опрос. Итоговая оценка
успеваемости ставится по результатам тестирования
Разработчик:
Доцент кафедры электротехники,
электроэнергетики и электромеханики
НМСУ
Стороженко С.В.
Заведующий кафедрой электротехники,
электроэнергетики и электромеханики
НМСУ, профессор
Козярук А.Е.
8