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
|
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
учебной дисциплинЫ
«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»
Направление подготовки бакалавра
210100–электроника и наноэлектроника
Профиль промышленная электроника
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения:очная
Составитель: доцент каф. ЭС И.И. Растворова
Доцент каф. ЭСА.Л. Камышев
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 современной электроники; изучение их устройства, параметров, характеристик; 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
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.
Вид учебной работы
|
Всего часов
|
Семестры
|
5
|
|
|
|
Аудиторные занятия (всего)
|
102
|
102
|
|
|
|
В том числе:
|
-
|
-
|
-
|
-
|
-
|
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
|
|
|
|
Реферат
|
|
|
|
|
|
Другие виды самостоятельной работы
|
43
|
43
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)
|
экзамен
|
экзамен
|
|
|
|
Общая трудоемкость час
зач. ед.
|
180
|
180
|
|
|
|
5
|
5
|
|
|
|
5. Содержание дисциплины
5.1. Содержание разделов дисциплины
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Содержание раздела
|
1.
|
Задачи и содержание дисциплины. Основы физики полупроводников
|
Основы физики полупроводников. Предмет курса, его содержание. Пути развития и перспективы электроники. Физические основы и элементы полупроводников. Электронно-дырочный переход, его вольтамперная характеристика, его свойства.
|
2.
|
Полупроводниковые приборы
|
Полупроводниковые диоды различного назначения, их 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 приборы, их характеристика и классификация. Принципы действия, параметры, характеристики, области применения.
|
3.
|
Физические основы интегральной микроэлектроники
|
Интегральные микросхемы (ИМС), их классификация. Технология изготовления полупроводниковых и 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 электронные источники питания
|
Основные схемы выпрямителей однофазного переменного тока. Сглаживающие фильтры. Параметрические и компенсационные стабилизаторы постоянного тока и напряжения. Интегральные источники питания.
|
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 дифференциальные усилители. Операционные усилители (ОУ), параметры, характеристики. Типовые операционные схемы
|
6
|
Генераторные устройства
|
Условия самовозбуждения. Схемы генераторов высокочастотных и низкочастотных колебаний. Стабилизация частоты. Интегральные генераторы.
|
7
|
Импульсные устройства
|
Преимущества передачи информации в виде импульсных сигналов. Ключевой режим работы транзистора. Интегральные ключи. Нелинейный режим работы операционного усилителя. Компараторы. Мультивибраторы, их разновидности.
|
8
|
Логические и цифровые устройства
|
Общие сведения о логических ИМС. Основы алгебры 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.
|
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
№ п/п
|
Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин
|
№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
…
|
1.
|
Элементы систем автоматики
|
|
+
|
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
2.
|
Микропроцессорная техн6ика
|
+
|
|
+
|
|
|
|
|
+
|
|
3.
|
Управление техническими системами
|
|
|
|
+
|
+
|
+
|
|
+
|
|
5.3. Разделы дисциплин и виды занятий
№ п/п
|
Наименование раздела дисциплины
|
Лекц.
|
Практ.
зан.
|
Лаб.
зан.
|
Семин
|
СРС
|
Все-го
час.
|
1.
|
Задачи и содержание дисциплины. Основы физики полупроводников
|
5
|
-
|
-
|
-
|
-
|
5
|
2.
|
Полупроводниковые приборы
|
12
|
-
|
8
|
-
|
10
|
30
|
3.
|
Физические основы интегральной микроэлектроники
|
4
|
-
|
2
|
-
|
2
|
8
|
4.
|
Маломощные электронные источники питания
|
8
|
-
|
4
|
-
|
6
|
18
|
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
|
№ раздела дисциплины
|
Наименование лабораторных работ
|
Трудо-емкость
(час.)
|
1.
|
2
|
Исследование полупроводниковых диодов ; исследование биполярного транзистора; исследование полевых транзисторов; исследование тиристора
|
8
|
2.
|
3
|
Исследование логических ИМС
|
2
|
3.
|
4
|
Исследование электронного источника питания; исследование параметрического и компенсационного интегрального стабилизатора напряжения
|
4
|
4.
|
5
|
Исследование усилителя напряжения низкой частоты; исследование эмиттерного повторителя; исследование операционного усилителя; исследование типовых аналоговых операционных схем
|
8
|
5.
|
6
|
Исследование LC - и RC – автогенераторов гармонических колебаний
|
4
|
6.
|
7
|
Исследование мультивибратора на ИМС; исследование компаратора на базе операционного усилителя;
|
4
|
7
|
8
|
Исследование интегральных триггеров; микроэлектронные цифровые узлы и устройства
|
4
|
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.
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 контрольно-измерительной аппаратурой.
11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:
Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках поточно-групповой 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. |
