Учебно-методический комплекс по дисциплине «материалы и элементы электронной техники»

Скачать 413.68 Kb.

Название	Учебно-методический комплекс по дисциплине «материалы и элементы электронной техники»
страница	1/4
Дата публикации	16.03.2015
Размер	413.68 Kb.
Тип	Учебно-методический комплекс

100-bal.ru > Физика > Учебно-методический комплекс

1 2 3 4

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный химико-технологический университет»

Факультет неорганической химии и технологии

Кафедра технологии приборов и материалов электронной техники

Учебно-методический комплекс по дисциплине

«МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ»
Направление подготовки 210100 «Электроника и микроэлектроника»
Специальность 210104 Микроэлектроника и твердотельная электроника

Квалификация (степень) Бакалавр, инженер
Форма обучения очная
Составитель: д.ф-м.н., профессор Титов В.А.

Иваново, 2011
Дисциплина «МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ» входит в цикл общепрофессиональных дисциплин направления 210100 «Электроника и микроэлектроника» и специальности 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника».
Выписка из Государственного образоватнльного стандарта направления 210100 «Электроника и микроэлектроника» и специальности 210104 «Микроэлектроника и твердотельная электроника»

ОПД. Ф. 02. 01

Материалы и элементы электронной техники:

общая классификация материалов по составу, свойствам и техническому назначению; физическая природа электропроводности металлов, сплавов, полупроводников, диэлектриков и композиционных материалов; сверхпроводящие металлы и сплавы; характеристика проводящих и резистивных материалов во взаимосвязи с их применением в электронной технике; характеристика и основные физико-химические, электрические и оптические свойства элементарных полупроводников, полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе; примеры реализации полупроводниковых структур в приборах и устройствах электроники; основные физические процессы в диэлектриках (поляризация, пробой, диэлектрические потери) и способы их описания; активные и пассивные диэлектрические материалы и элементы на их основе; магнитные материалы и элементы общего назначения; методы исследования материалов и элементов электронной техники.

200

Р А Б О Ч А Я У Ч Е Б Н А Я П Р О Г Р А М М А
по дисциплине «МАТЕРИАЛЫ И ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ».

Курс 3, Семестр 5; Экзамен 5 сем, Зачет - 5 сем.

Всего часов по дисциплине: 200

Аудиторные занятия: 95 часов.

Лекции - 38 часов

Лабораторно-практические занятия - 57 часов

Самостоятельная работа - 105 часов

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. ЦЕЛЬ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ:

Целями освоения дисциплины являются изучение основ строения материалов и физики происходящих в них явлений, характеристик материалов электронной и микроэлектронной техники; формирование навыков экспериментальных исследований свойств материалов. Это одна из основных дисциплин профиля, ибо без знания физико-химических характеристик материалов и протекающих в них физических процессов невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке изделий электронной техники и к организации технологических процессов.

1.2. ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ.

Формирование у будущих специалистов принципов физического и инженерного подхода к оценке возможностей использования материалов в конкретных элементах и устройствах электронной техники.

1.3. ТРЕБОВАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Выпускник должен: иметь представление:

- о месте и роли новых материалов электронной техники в развитии науки, техники и технологии;

- о классификации материалов по свойствам и техническому назначению;

- об основных эксплуатационных характеристиках материалов при использовании их в современной электронной аппаратуре.

знать и уметь использовать:

- физическую сущность процессов, протекающих в проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалах в различных условиях их эксплуатации;

- методы оценки основных свойств материалов электронной техники;

- справочный аппарат для выбора требуемых материалов для конкретных устройств;

иметь навыки (опыт)

- использования правильной терминологии, определений, обозначений и единиц измерения величин для описания характеристик материалов электронной техники и областей их применения;

- экспериментального исследования основных характеристик материалов и элементов электронной техники.

1.4. Распределение часов по темам и видам учебной работы

№ п/п	Модуль дисциплины	Лекции	Практические занятия	Лабораторные занятия	Самост. работа
1	Общие сведения о материалах электронной техники	6	4	10	26
2	Проводники	8	4	10	26
3	Полупроводники	12	4	10	26
4	Диэлектрики и магнитные материалы	12	4	11	27
ИТОГО:		38	16	41	105

2. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Учебные модули)

2.1. Модуль 1. Общие сведения о материалах электронной техники.

2.1.1. Лекционный материал: 6 часов.

Общая классификация материалов по составу, свойствам и техническому назначению. Особенности внутреннего строения твердых тел: моно- и поликристаллы, аморфные твердые вещества. Понятие о полиморфизме. Дефекты твердых тел: классификация, происхождение, влияние на свойства твердых тел. Виды химической связи в твердых телах.

2.1.2. Лабораторные занятия: 10 часов:

- определение кристаллографической ориентации монокристаллов металлографическим методом.

- исследование структурных дефектов полупроводниковых пластин методом селективного травления.

2.1.3. Практические занятия (4 часа).

- описание структуры кристаллов

- индексация плоскостей и направлений в кристаллах

- расчеты макроскопических характеристик кристаллов по параметрам элементарной ячейки.

- контрольная работа по модулю.

2.1.4. Самостоятельная работа (26 часов). Обработка и анализ результатов лабораторных работ, оформление отчетов, подготовка к коллоквиумам, практическим занятиям, промежуточному письменному экзамену.

2.2. Модуль 2. Проводники.

2.2.1. Лекционный материал: 8 часов.

Физическая природа электропроводности металлов и сплавов. Температурная зависимость удельного сопротивления металлов. Сверхпроводимость и ее применение в науке и технике. Влияние структурных дефектов на удельное сопротивление металлов. Электропроводность металлов в тонких слоях. Контактная разность потенциалов, термо-ЭДС и термопары. Металлы высокой проводимости. Материалы высокотемпературной сверхпроводимости. Металлы с повышенным удельным сопротивлением.

2.2.2. Лабораторные занятия: 10 часов:

- определение удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления металлов.

- измерение термо-эдс металлических термопар.

2.2.3. Практические занятия (4 часа).

- температурная зависимость электропроводности металлов, электрические свойства металлов и сплавов, термоЭДС в металлах и термопары.

- контрольная работа по модулю.

2.2.4. Самостоятельная работа (26 часов). Обработка и анализ результатов лабораторных работ, оформление отчетов, подготовка к коллоквиумам, практическим занятиям, промежуточному письменному экзамену.

2.3. Модуль 3. Полупроводники.

2.3.1. Лекционный материал: 12 часов.

Собственные и примесные полупроводники, их энергетические диаграммы. Температурная зависимость электропроводности полупроводников. Генерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда в полупроводниках. Эффект Холла в полупроводниках. Электропроводность полупроводников в сильном электрическом поле. Оптические свойства полупроводниковых материалов. Методы очистки и выращивания полупроводниковых кристаллов. Понятие об эпитаксии, виды эпитаксии. Основные физико-химические, электрические и оптические свойства свойства германия и кремния, полупроводниковых химических соединений и твердых растворов на основе полупроводниковых соединений. особенности технологии и область применения.

2.3.2. Лабораторные занятия: 10 часов:

- определение ширины запрещенной зоны полупроводника по температурной зависимости электропроводности;

- определение удельного сопротивления полупроводника четырехзондовым методом; определение типа проводимости полупроводника по знаку термо-эдс;

- исследование эффекта Холла в полупроводниках;

- определение времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках;

2.3.3. Практические занятия (4 часа).

- электрические свойства собственных и примесных полупроводников, температурные зависимости равновесных концентраций носителей заряда, положения уровня Ферми, удельной электропроводности;

- генерация неравновесных носителей заряда под действием света, кинетика рекомбинации неравновесных носителей, понятие о диффузионной длине носителей заряда;

- свойства и применение полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе;

2.3.4. Самостоятельная работа (26 часов). Обработка и анализ результатов лабораторных работ, оформление отчетов, подготовка к коллоквиумам, практическим занятиям, промежуточному письменному экзамену.

2.4. Модуль 4. Диэлектрики и магнитные материалы.

2.4.1. Лекционный материал: 12 часов.

Поляризация, виды поляризации диэлектриков. Электропроводность диэлектриков. Диэлектрические потери. Пробой диэлектриков. Пассивные диэлектрики. Конденсаторные и изоляционные материалы. Активные диэлектрики. Основные методы исследования диэлектриков и определения их параметров.

Классификация веществ по отношению к магнитному полю. Физическая природа ферромагнетизма. Намагничивание ферромагнетика. Потери энергии в ферромагнетиках. Магнитотвердые и магнитомягкие материалы. Ферриты. Материалы для магнитной записи информации.

2.4.2. Лабораторные занятия: 11 часов:

- определение диэлектрической проницаемости диэлектриков;

- определение тангенса угла диэлектрических потерь материалов;

- исследование оптических характеристик стекол;

2.4.3. Практические занятия (4 часа).

- электрические свойства пассивных диэлектриков; свойства и применение активных диэлектриков;

- свойства и применение магнитных материалов.

2.4.4. Самостоятельная работа (27 часов). Обработка и анализ результатов лабораторных работ, оформление отчетов, подготовка к коллоквиумам, практическим занятиям, промежуточному письменному экзамену.

3. ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ:

3.1. Коллоквиумы по блокам лабораторных модулей, всего 4 коллоквиума.

3.2. Контрольные работы - письменные экзамены или тестирование по блокам модулей, всего 4.

3.3. Одна расчетно-аналитическая работа или реферат по материалу одного или нескольких модулей в рамках самостоятельной работы, объем выполнения - 12 часов.

4. Темы практических занятий.

Тематика практических занятий соответствует названиям модулей дисциплины, основные вопросы, выносимые на практические занятия, приведены в рабочей программе дисциплины.

5. Комплект заданий и задач для практических занятий

Для практических занятий используются вопросы, задания и задачи из пособий [3, 4].

6. Лабораторный практикум

Перечень лабораторных работ по каждому модулю курса приведен в рабочей программе и в лабораторном практикуме [4].

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

7.1. ЛИТЕРАТУРА

Основная литература:

1. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники.- СПб.: Лань, 2001.- 367 с.

2. Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 1982.- 608 с.

3. Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы электронной техники: Задачи и вопросы. Учеб. пособие для вузов по специальностям электронной техники. - СПб.: Лань, 2001,-208 с.

4. Электронное материаловедение. Лабораторный практикум. Под ред. В.А. Титова. Иваново, Изд. ИГХТУ, 2003, - 108 с.

5. Физические методы исследования материалов электронной техники. Учебное пособие. Ставрополь: Изд-во Сев-Кавказ. ГТУ, 2002, 429 с.

Дополнительная литература:

6. Антипов Б.Л. и др. Материалы электронной техники: задачи и вопросы: - М.: Высш.шк., 1990. - 208 с.

7. Рыбкин В.В., Титов В.А., Смирнов С.А. Физика твердого тела: учеб. Пособие. / ИГХТУ – Иваново, 2010. – 200 с.

8. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники: Учеб. для студ. вузов. – М.: Высшая школа, 1986. – 367 с.

7.2. Материально-техническое и информационное обеспечение дисциплины

Перечень лабораторного оборудования и оргтехники, используемых при проведении лабораторного практикума

При проведении лабораторного практикума используется дисплейный класс кафедры (10 ПЭВМ типа Pentium), а так же стенды и установки для исследования

- кристаллографической ориентации полупроводниковых пластин и выявления структурных дефектов

- удельного сопротивления и температурного коэффициента сопротивления проводников

- термоэлектрических явлений в проводниках

- типа проводимости полупроводников по знаку термоЭДС

- удельного сопротивления полупроводников четырехзондовым методом

- температурной зависимости электропроводности полупроводников

- времени жизни неравновесных носителей заряда в полупроводниках

- фотопроводимости полупроводников

- эффекта Холла в полупроводниках

- диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в диэлектриках

- оптических характеристик стекол

Перечень оборудования на каждой установке приводится в описаниях к лабораторным работам [4].

1 2 3 4

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

	Учебно-методический комплекс по дисциплине «технология монокристаллов,... Целью данной дисциплины является изучение типовых технологических процессов, используемых в производстве изделий электронной техники,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Компьютерные технологии в науке и образовании» Магистерская программа «Микро и нанотехнологии в производстве изделий электронной техники»
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «математические модели... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования		Рабоч ая учебная программа дисциплины Материалы электронной техники Это одна из основных дисциплин профиля, ибо без знания физико-химических характеристик материалов и протекающих в них физических...
	Учебно-методический комплекс ростов-на-Дону 2009 Учебно-методический... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Адвокатская деятельность и адвокатура» разработан в соответствии с образовательным стандартом...		Учебно-методический комплекс включает в себя учебную рабочую программу... Учебно-методический комплекс составлен в соответствии с требованиями государственного образовательного стандарта высшего профессионального...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Методы оптимальных решений» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных, практических и лабораторных...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Медиапсихология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «судебная медицина» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Искусствоведение» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Макроэкономика» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...
	Примерная структура, состав и содержание учебно-методического комплекса... Учебно-методический комплекс по дисциплине «Социология рекламной деятельности» составлен в соответствии с требованиями Государственного...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психофизиология» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов очной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий, рекомендации...
	Учебно-методический комплекс по дисциплине «Психология семьи» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...		Учебно-методический комплекс по дисциплине «Основы патопсихологии» Учебно-методический комплекс предназначен для студентов заочной формы обучения, содержит план лекционных и практических занятий,...

Школьные материалы