МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный гуманитарный университет»
(МГГУ)
Методические рекомендации
по изучению дисциплины
СД.М.Ф3 Физическая электроника
Основная образовательная программа подготовки бакалавра по направлению
050200.62 Физико-математическое образование
Цель: изучение физики электронных процессов в вакууме, газах, твердых телах, на границах раздела сред и принципов построения и работы электронных приборов различного назначения.
Задачи:
Расширение и углубление теоретических и практических знаний по прикладным вопросам электроники.
Формирование умения и навыков постановки и решения задач по разработке электронных схем и их расчета.
Ознакомление студентов с основными этапами проверки и отладки собранных электрических схем
Требования к уровню освоения содержания дисциплины (должны знать, должны уметь):
После изучения дисциплины студент:
должен знать:
понятийный аппарат (терминологию) дисциплины;
физическую сущность процессов, протекающих в проводниковых, полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалах в различных условиях эксплуатации;
свойства различных групп материалов: диэлектриков, полупроводников, проводников, магнитных материалов;
основные характеристики материалов: электрические, оптические, тепловые, механические и т.д.;
физические и математические модели процессов и явлений, лежащих в основе принципа действия приборов и устройств электроники и микроэлектроники;
основные физические явления, используемые для создания элементов электронной техники.
должен обладать умениями и навыками:
использовать основы теории твердого тела для постановки и решения задач описания процессов, происходящих в различных материалах;
выдвигать и проверять гипотезы, делать обоснованный выбор методов исследования свойств материалов электронной техники;
применения справочного аппарата по выбору требуемых материалов и компонентов электронной техники для конкретных применений.
Объем дисциплины и виды учебной работы:
№ п/п
|
Шифр и
наименование специальности
|
Курс
|
Семестр
|
Виды учебной работы в часах
|
Вид
итогового контроля (форма
отчетности)
|
Трудо-емкость
|
Всего аудит.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
1.
|
050200.62 Физико-математ. образование
|
4
|
7
|
|
58
|
28
|
-
|
30
|
50
|
Зачет
|
8
|
|
82
|
40
|
-
|
42
|
50
|
Экзамен
|
|
|
|
|
240
|
140
|
68
|
-
|
72
|
100
|
|
5. Содержание дисциплины.
Разделы дисциплины и виды занятий (в часах).
№
п/п
|
Наименование
раздела, темы
|
Количество часов
|
Всего
аудит.
|
ЛК
|
ПР/
СМ
|
ЛБ
|
Сам.
раб.
|
1
|
Источники тока.
|
22
|
10
|
-
|
12
|
15
|
2
|
Элементы автоматики
|
32
|
16
|
-
|
16
|
20
|
3
|
Современная полупроводниковая элементная база
|
52
|
22
|
-
|
30
|
15
|
4
|
Передача информации по каналам различной природы
|
20
|
10
|
-
|
10
|
20
|
5
|
Устройства современной электронной техники
|
14
|
10
|
-
|
4
|
30
|
|
Всего
|
140
|
68
|
-
|
72
|
100
|
Содержание разделов дисциплины.
1. Источники тока.
Классические и современные источники тока. Цепи переменного тока. Принцип действия машин постоянного и переменного тока. Преобразование тока и напряжения.
2. Элементы автоматики
Пассивные элементы автоматики. Активные элементы автоматики. Системы регулирования и управления.
3. Современная полупроводниковая элементная база
Принципы построения современной полупроводниковой элементной базы и многоэлементных структур. Функциональное назначение линейных цепей, электронных усилителей.
4. Передача информации по каналам различной природы
Принципы передачи и приема сигналов в радиосвязи и радиоуправлении. Принципы оптической передачи информации. Принципы формирования, передачи и воспроизведения телевизионного изображения. Принципы регистрации сигналов теплового излучения.
5. Устройства современной электронной техники
Практическое моделирование простых электронных устройств, приемников теплового излучения, устройств тепловой техники, радиоуправляемых моделей.
Темы для самостоятельного изучения.
№
п/п
|
Наименование
раздела дисциплины.
Тема
|
Кол-во
часов
|
Форма
самостоятельной
работы
|
Форма контроля
выполнения
самостоятельной
работы
|
1
|
Источники тока.
Принцип действия машин постоянного и переменного тока.
|
15
|
Составление конспекта по изучаемой учебной теме.
|
Демонстрация конспекта. Выступление с сообщением.
|
2
|
Элементы автоматики
Системы регулирования и управления.
|
20
|
3
|
Современная полупроводниковая элементная база
Функциональное назначение линейных цепей, электронных усилителей
|
15
|
4
|
Передача информации по каналам различной природы
Принципы формирования, передачи и воспроизведения телевизионного изображения
|
20
|
5
|
Устройства современной электронной техники.
Устройство и принцип действия приемников теплового излучения и радиоуправляемых моделей.
|
30
|
|
|
100
|
|
|
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
Примерные темы лабораторных занятий:
Терморезисторы.
Исследование полупроводниковых диодов.
Выпрямители и фильтры.
Стабилизатор напряжения.
Формирование импульсов линейными цепями.
Ключи и инверторы.
Базовые элементы цифровых устройств.
Триггеры.
Регистры.
Счетчики.
ЦАП и АЦП.
Сумматоры.
АЛУ.
Комбинационные преобразователи кодов.
Изучение супергетеродинного приемника
Изучение последовательной цепи переменного тока содержащую LCR.
Снятие вольтамперной характеристики полупроводникового триодом.
Колебательный контур.
Модуляция высокочастотного сигнала и детектирование.
Транзисторный усилитель низкой частоты.
Генераторы синусоидальных колебаний.
Мультивибраторы.
Изучение приемника теплового излучения.
Элементы автоматики.
9. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
Рекомендуемая литература:
Основная:
Баскаков С. И. Радиотехнические цепи и сигналы : учебник для студ. вузов, обуч. по спец. "Радиотехника" / Баскаков С. И. - 5-е изд., стер. - М. : Высш. шк., 2005. - 462 с. : ил. - ISBN 5-06-003843-2 [Гриф]
Бобровников Л. З. Электроника : учебник для вузов / Бобровников Л. З. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - СПб. : Питер, 2004. - 560 с. : ил. - (Учебник для вузов). - ISBN 5-94723-905-1[Гриф].
Жаворонков М. А. Электротехника и электроника : учеб. пособие для студ. соц. вузов, технич. отд-ний гуманит. вузов и вузов неэлектротехнич. профиля / Жаворонков М. А., Кузин А. В. - М. : Академия, 2005. - 400 с. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 5-7695-1703-4[Гриф УМО].
Журавлева Л. В. Радиоэлектроника : учебник для образоват. учреждений нач. проф. образования / Журавлева Л. В. - М. : Академия, 2005. - 208 с. - (Профессиональное образование). - ISBN 5-7695-2057-4 [Гриф МО].
Игумнов Д. В. Основы полупроводниковой электроники : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. 351400 - "Прикладная информатика " и др. междисциплинарным спец. / Игумнов Д. В., Костюнина Г. П. - М. : Горячая линия-Телеком, 2005. - 392 с. : ил. - (Учебное пособие для высших учебных заведений). - ISBN 5-93517-226-7 [Гриф УМО ].
Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы : учеб. пособие для студ. физ. спец. вузов / Иродов И. Е. - 7-е изд. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 319 с. : ил. - (Технический университет. Общая физика). - ISBN 978-5-9963-0281-9 [Гриф]
Каганов В. И. Радиотехника : учеб. пособие для студ. образоват. учреждений сред. проф. образования / Каганов В. И. - М. : Академия, 2006. - 352 с. - (Среднее профессиональное образование). - ISBN 5-7695-2271-2 [Гриф МО]
Коваленко А. А. Основы микроэлектроники : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по направл. 050200 "Физико-математическое образование" / Коваленко А. А., Петропавловский М. Д. - М. : Академия, 2006. - 240 с. : ил. - (Высшее профессиональное образование. Радиоэлектроника). - ISBN 5-7695-2861-3 [Гриф].
Миловзоров О. В. Электроника : учебник для вузов / Миловзоров О. В., Панков И. Г. - Изд. 2-е, перераб. - М. : Высш. шк., 2005. - 288 с. : ил. - ISBN 5-06-004428-9 [Гриф МО РФ].
Румянцев К. Е. Прием и обработка сигналов : сб. задач и упражнений : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по спец. "Бытовая радиоэлектронная аппаратура" направл. подгот. дипломир. спец. "Радиотехника" / Румянцев К. Е. - М. : Академия, 2006. - 368 с. - (Высшее профессиональное образование). - ISBN 5-7695-1784-0 [Гриф УМО]
Савельев И. В. Курс общей физики : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по техн. (550000) и технол. (650000) направл. : [в 3 т.] : Т. 2 : Электричество и магнетизм. Волны. Оптика / Савельев И. В. - Изд. 8-е, стер. - СПб. : Лань, 2007. - 496 с. : ил. - (Классическая учебная литература по физике). - ISBN 978-5-8114-0631-9[Гриф].
Фрике К. Вводный курс цифровой электроники : учеб. пособие для студ., спец. в обл. проектирования цифровых интегральных схем / Фрике К. ; пер. с нем. под ред. В. Я. Кремлева . - Изд. 2-е, испр. - М. : Техносфера, 2004. - 432 с. - (Мир электроники). - ISBN 5-94836-015-6 [Гриф].
Дополнительная:
Антипов Б. Л. Материалы электронной техники : задачи и вопросы : учебник для студ. вузов, обуч.по спец.электронной техники / Антипов Б. Л., Сорокин В. С., Терехов В. А. ; Под ред.В.А.Терехова. - 3-е изд., стер. - СПб. : Лань, 2003. - 208 с. - (Учебники для вузов. Специальная литература). - ISBN 5-8114-0410-7.
Белов А. В. Самоучитель по микропроцессорной технике / Белов А. В. - СПб. : Наука и Техника, 2003. - 224 с. : ил. - ISBN 5-94387-084-9.
Кравченко А. Ф. Физические основы функциональной электроники : учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по группе спец. "Электронная техника, радиотехника и связь" / Кравченко А. Ф. ; отв. ред. И. Г. Неизвестный. - Новосибирск : Изд-во Новосиб. ун-та, 2000. - 442 с. : ил. - ISBN 5-7615-0489-8.
Нефедов В. И. Основы радиоэлектроники и связи : учебник для студ. вузов, обуч. по направл. "Проектирование и технология электронных средств" / Нефедов В. И. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 2002. - 510 с. : ил. - ISBN 5-06-004274-Х : 122-98.
Новожилов О. П. Основы цифровой техники : учеб. пособие / Новожилов О. П. - М. : ИП РадиоСофт, 2004. - 528 с. : ил. - ISBN 5-93037-116-4.
Поляков В. Т. Посвящение в радиоэлектронику / Поляков В. Т. - М. : Радио и связь, 1988. - 351 с. : ил. - (Массовая радиобиблиотека : вып. 1123). - ISBN 5-256-00077-2.
Прянишников В. А. Электроника : полный курс лекций / Прянишников В. А. - 4-е изд. - СПб. : КОРОНА принт, 2004. - 416 с . : ил., табл. - ISBN 5-7931-0018-0.
Справочное пособие по электротехнике и основам электроники : учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов / под ред. А. В. Нетушила. - М. : Высш. шк., 1986. - 247 с. : ил.
Степаненко И. П. Основы микроэлектроники : учеб. пособие для вузов / Степаненко И. П. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Лаб. Базовых Знаний, 2003 ; 2004. - 488 с. : ил. - (Технический университет). - ISBN 5-93208-045-0.
Трофимова Т. И. Основы физики. Электродинамика : [учеб. пособие для студ. вузов, обуч. по инженерно-техн. спец.] / Трофимова Т. И. - М. : КноРус, 2011. - 269, [1] с. : ил. - ISBN 978-5-406-01194-2
Фираго В. А. Приемники излучения : конспект лекций / Фираго В. А. - Минск : БГУ, 2005. - 118 с. - (Сер. "Конспект лекций"). - ISBN 985-485-391-8.
Хотунцев Ю. Л. Основы радиоэлектроники : учеб. пособие для студ. физ. и техн. - экон. фак., фак. технологии и предпринимательства пед. ин-тов и пед. ун-тов / Хотунцев Ю. Л., Лобарев А. С. - М. : Агар. - 288 с. : ил. - ISBN 5-89218-108-1.
Хотунцев Ю. Л. Основы радиоэлектроники : Учеб.пособие для студ. физ.и технолого-экон.фак.,а также фак.технологии и предпринимательства педин-тов и педун-тов / Хотунцев Ю. Л., Лобарев А. С. - М. : Агар, 1998. - 288 с. : ил. - ISBN 5-89218-068-9.
Ямпольский В. С. Основы автоматики и электронно-вычислительной техники : учеб. пособие для студ. физ. - мат. фак. пед. ин-тов / Ямпольский В. С. - М. : Просвещение, 1991. - 222, [1] с. : ил. - ISBN 5-09-002802-8.
Литература из библиотеки МГГУ, поступления 2010-2012 гг.
Иродов И. Е. Электромагнетизм. Основные законы : учеб. пособие для студ. физ. спец. вузов / Иродов И. Е. - 7-е изд. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010. - 319 с.
Козлов В. Л. Измерительные и диагностические системы на основе двухволновых полупроводниковых лазеров : [монография] / Козлов В. Л., Кугейко М. М. - Минск : БГУ, 2010.
Университетская библиотека он-лайн http://www.biblioclub.ru/ -
Калашников С. Г. Электричество. Учебное пособие.Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве учебного пособия .6-е изд., стереотип. (5-е изд. — 1985 г.) - М.: Физматлит, 2004. - 315 с.
Кузык Б. Н. Вызов XXI века: энергоэкологический кризис и альтернативная энергетика. М.: Институт экономических стратегий, 2007. - 78 с.
Толмачёв В. В. , Скрипник Ф. В. Физические основы электроники. Учебное пособие2-е изд., исправ. и доп. - Москва — Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2011. - 496 с.
Черкашина А. Г. Элементы автоматики на варикапах Под редакцией: Малинин Р. М. М.: Издательство "Энергия", 1968. - 82 с.
Литература из электронной библиотечной системы (ЭБС - http://ibooks.ru/)
Батоврин В. К., Бессонов А. С., Мошкин В. В. LabVIEW: практикум по электронике и микропроцессорной технике: Учебное пособие для вузов. М. : ДМК Пресс, 2010, 182 с.
Марченко А.Л. Актуальные вопросы разработки и использования электронных изданий и ресурсов в обучении электротехнике и электронике в вузе. М.: МАТИ, 2010, 272 с.
Ревич Ю. Занимательная электроника. 2 изд. СПб.: БХВ-Петербург, 2010, 720 с.
Бладыко Ю.В Сборник задач по электротехнике и электронике. Минск: Выш. шк, 2012, МО с., МО
10. Примерный перечень вопросов к зачету:
|
