«Физическая электроника и электронные приборы». подготовки специалистов с полным высшим образованием по специальности

Скачать 440.48 Kb.

Название	«Физическая электроника и электронные приборы». подготовки специалистов с полным высшим образованием по специальности
страница	1/4
Дата публикации	02.08.2015
Размер	440.48 Kb.
Тип	Документы

100-bal.ru > Физика > Документы

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 «Физическая электроника и электронные приборы».

подготовки специалистов с полным высшим образованием

по специальности
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ, МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ
Составитель: д.х.н., профессор В.И. Светцов

Иваново, 2011 г.

1. Выписка из ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СД.02

Физическая электроника и электронные приборы:

электронные процессы в твердом теле: электронные явления, обусловленные связанными электронами: диэлектрические и магнитные характеристики твердых тел; электронные явления, обусловленные квазисвободными электронами: основные представления зонной теории твердого тела, электронные явления в однородных полупроводниках, статистические методы расчета концентраций носителей тока в полупроводниках и широкозонных фотопроводниках, движение носителей тока в полупроводниках, электрические и фотоэлектрические явления, электронная эмиссия металлов и полупроводников; электронные явления в твердотельных приборах: электропреобразовательные и фотоэлектрические приборы;

оптические явления в твердом теле: фотометрические понятия и величины; излучение в однородных изотропных твердых телах: распространение излучения, стимулированное излучение, характеристическая и рекомбинационная люминесценция; излучение в неоднородных изотропных и анизотропных средах; оптические системы;

электронные приборы: эмиссионная электроника; эмиттеры электронов; движение электронов в электрических и магнитных полях, электронная оптика; электронно-лучевые приборы; движение электронов в вакууме в режиме объемного заряда, вакуумные приборы; приборы сверхвысоких частот; основы физики полупроводников; полупроводниковые приборы; физика электрических переходов и приборов на их основе; биполярные и полевые транзисторы; основы микроэлектроники; основные направления развития полупроводниковой электроники; газоразрядная электроника; элементарные процессы в газах; пробой разрядного промежутка; виды разрядов и их применение в приборах и технологии; плазма, основные понятия; теории плазмы; излучение плазмы; основные типы газоразрядных приборов, лазеры и индикаторные панели.

конкретное содержание отдельных разделов определяются с учетом специализации выпускников.

187

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 "ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ"

Курс 4. Семестр 7. Зачет. экзамен - 7 семестр.

Всего часов по дисциплине: 185

Аудиторные занятия: 90 час.

Лекции - 45 час.

Лабораторно-практические занятия - 45 час.

Самостоятельная работа - 95 час.

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ:

Целью дисциплины является изучение физики электронных процессов в вакууме, газах, твердых телах, на границах раздела сред и принципов построения и работы электронных приборов различного назначения. Это одна из основных теоретических дисциплин специальности, ибо без знания физики работы приборов невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке и организации технологических процессов.

1.2. ТРЕБОВАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ.

Специалист должен:

- иметь представление о современном состоянии и перспективах развития электроники и электронных приборов, их принципах действия, функциональных возможностях и областях применения.

- знать физические процессы, протекающие при движении электронов в вакууме, газах, твердых телах и на границах раздела сред и физические основы работы основных классов электронных приборов.

- владеть методами измерения параметров и характеристик электронных приборов, оценочных расчетов основных эксплуатационных характеристик.

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Учебные модули).

2.1.Модуль 1. Вакуумная и газоразрядная электроника.

2.1.1.Лекционный материал: 15 час.

Электрон и его свойства. Электроны в металлах. Термоэлектронная эмиссия металлов. Вывод и анализ уравнения Ричардсона-Дэшмана. Простые металлические термокатоды. Влияние адсорбции атомов и молекул на работу выхода электронов из металла. Пленочные термокатоды. Эффект Шоттки. Эмиссия с поверхности полупроводников. Оксидный катод. Фотоэлектронная эмиссия. Основные закономерности, сложные фотокатоды. Вторичная электронная эмиссия и её применение в приборах. Фотоэлектронные умножители. Автоэлектронная эмиссия. Экзоэлектронная эмиссия. Эмиссия электронов под действием ионной бомбардировки.

Электронная оптика - основные понятия. Электронные линзы. Движение электронов в магнитных полях. Магнитные линзы. Электронно-оптические системы и принципы их построения. Особенности формирования интенсивных пучков. Ионно-оптические системы. Отклонение электронов в электрических и магнитных полях. Отклоняющие системы. Принципы построения и работы электронно-лучевых приборов. Приемные ЭЛТ ( осциллографические, черно-белые и цвет-

ные кинескопы, проекционные и др. трубки ). Передающие ЭЛТ (диссекторы, суперортиконы, видиконы и супервидиконы). Запоминающие ЭЛТ. Электронно-оптические преобразователи.

Движение электронов в режиме объемного заряда. Вывод уравнения "трех вторых". Вольт-амперная характеристика вакуумного диода. Физические основы работы вакуумных триодов, тетродов, пентодов. Особенности движения электронов в СВЧ-полях. Наведённые токи. Физические основы работы клистронов, ламп бегущей волны, магнетронов.

Основные направления развития вакуумной электроники. Движение электронов в газах. Столкновения. Элементарные процессы при столкновениях электронов с атомами и молекулами. Несамостоятельный разряд и его применение в приборах. Пробой разрядного промежутка. Закон Пашина. Тлеющий разряд. Феноменологическое описание. Теория катодных областей разряда. Приборы тлеющего разряда. Физические основы дугового и искрового разряда. ВЧ и СВЧ разряды. Коронный разряд. Применение разрядов. Плазма - основные понятия. Параметры плазмы и их определение. Диффузионная теория плазмы. Особенности теории плазмы низкого и высокого давлений. Излучение плазмы и его применение в приборах. Газоразрядные индикаторные панели. Газоразрядные лазеры. Основные направления развития газоразрядной электроники.

2.1.2.Лабораторные занятия: 12 час.

-определение эмиссионных постоянных вольфрамового термокатода;

-исследование закономерностей вторичной электронной эмиссии в ФЭУ.

-исследование осциллографической электроннолучевой трубки и кинескопа ;

-изучение параметров и характеристик приемно-усилительных ламп (диоды, триоды, тетроды, пентоды);

-характеристики и параметры стабилитронов и тиратронов;

-измерение параметров плазмы;

-пробой разрядного промежутка;

-исследование излучения плазмы;

2.1.3.Практические занятия: 3 час.

- расчеты плотности тока термоэмиссии и выбор материала катода по заданным требованиям;

- выбор материала фотокатода по заданным требованиям;

- анализ явления вторичной электронной эмиссии, выбор материала эмиттера, расчеты ФЭУ.

- анализ работы и расчеты электрических и магнитных линз;

- принципы построения электронно-оптических систем;

- анализ работы и расчеты электрических и магнитных отклоняющих систем;

- физика работы электронно-лучевых приборов;

- анализ работы и расчеты приборов в режиме объемного заряда;

- анализ работы СВЧ приборов.

- анализ процессов столкновений электронов с тяжелыми частицами, закономерности движения заряженных частиц в газах;

- несамостоятельные разряды и приборы на их основе, пробой разрядного промежутка;

- анализ условий возникновения и горения тлеющего, дугового, искрового разрядов, приборы на из основе;

- расчеты параметров неравновесной плазмы и кинетических коэффициентов;

- анализ работы лазеров и газоразрядных индикаторных панелей.

2.1.4. Самостоятельная работа: 30 час. Выполнение индивидуального расчетного задания (с применением ЭВМ). Подготовка к лабораторным и практическим занятиям, промежуточному контролю. Оформление отчетов по лабораторным работам.
2.2. МОДУЛЬ 2.

Твердотельная электроника и микроэлектроника.

2.3.1. Лекционный материал: 15 час.

Свойства полупроводников. Влияние температуры, света, внешнего поля на электропроводность полупроводника. Термисторы, фоторезисторы, варисторы. П-Р переход и его свойства. Вывод формулы вольт-амперной характеристики п-р перехода. Пробой п-р перехода. Полупроводниковые диоды: классификация, характеристики, применение. Физические основы работы биполярного транзистора. Подход к расчету транзисторов. Ширина и емкость п-р перехода. Физические основы работы полевых транзисторов. МДП-транзисторы. Физические основы работы диодов Ганна, туннельных диодов, лавиннопролетных диодов. Многослойные структуры. Физические основы микроэлектроники. Классификация микросхем по степени интеграции и функциональному назначению. Элементы и компоненты микросхем.

Фотоэлектронные эффекты в п-р переходах. Фотодиоды, фототранзисторы, светодиоды, полупроводниковые лазеры. Основы оптоэлектроники. Основные направления развития твердотельной электроники.

2.2.2. Лабораторные занятия: 12 час.

-измерение характеристик и параметров полупроводниковых диодов;

-измерение характеристик и параметров биполярных транзисторов;

-исследование влияния температуры на параметры и характеристики диодов и транзисторов;

-измерение параметров микросхем;

-исследование полупроводниковых фотоэлектронных приборов.

2.2.3. Практические занятия: 3 час.

- полупроводниковые материалы и приборы на их основе;

- расчеты характеристик электронно-дырочного перехода в равновесном состоянии;

- расчеты ВАХ полупроводникового диода, ширины и емкости перехода;

- анализ работы и подходы к расчету транзисторов;

- активные и пассивные элементы микросхем, физические основы микроэлектроники;

- анализ работы оптоэлектронных приборов и устройств, основные направления функциональной электроники.

2.2.4. Самостоятельная работа: 30 час. Выполнение индивидуального расчетного задания (с применением ЭВМ). Подготовка к лабораторным и практическим занятиям, промежуточному контролю. Оформление отчетов по лабораторным работам.
2.3. Модуль 3. Оптическая и квантовая электроника.

2.3.1. Лекционный материал. 15 часов.

Исторические этапы развития квантовой электроники. Энергетические состояния атомов, молекул и твердых тел. Взаимодействие электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами. Спонтанные и вынужденные переходы, форма и ширина спектральных линий.

Усиление и генерация оптического излучения, методы создания инверсии. Резонаторы оптического диапазона. Активные среды лазеров. Общие особенности и характеристики лазерного излучения.

Твердотельные лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Газовые лазеры, устройство и принципы работы. Атомные, ионные, молекулярные газовые лазеры. Лазеры на самоограниченных переходах, эксимерные лазеры. Области применения газовых лазеров.

Фотоэлектрические явления и излучательная рекомбинация в полупроводниках. Полупроводниковые лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Жидкостные лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Исторические этапы развития оптической электроники. Взаимодействие электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами. Физические основы оптоэлектроники.

Элементы оптоэлектронных устройств. Источники излучения, полупроводниковые лазеры, светоизлучающие диоды. Фотоприемники. Компоненты оптических схем и световоды. Волоконно-оптические линии связи. Модуляторы, дефлекторы и преобразователи электрических сигналов. Оптические методы обработки информации. Оптические характеристики твердых тел. Механизмы оптического поглощения, влияние внешних воздействий на свойства твердых тел. Отображение информации. Оптоэлектронные датчики и преобразователи. Оптические запоминающие устройства. Основные направления и перспективы развития оптоэлектроники.

2.3.2. Перечень лабораторных работ: 12 часов.

- Исследование спонтанных спектров излучения газов;

- исследование гелий-неонового лазера;

- исследование характеристик и параметров излучения лазера на неодимовом стекле;

- исследование поляризации и когерентности лазерного излучения;

- исследование поглощения и рассеяния излучения твердыми телами;

- исследование параметров и характеристик полупроводниковых приемников излучения;

- исследование параметров и характеристик светодиода;

- исследование волоконно-оптического световода;

- изучение параметров и характеристик оптопары.

2.3.3. Практические занятия: 3 час.

- анализ и расчеты взаимодействия электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами;

- анализ двух, трех и четырех уровневых схем генерации лазерного излучения;

- анализ методов создания инверсной заселенности уровней и расчеты усиления в лазерных системах;

- анализ работы и оценки параметров твердотельных, полупроводниковых, газовых и жидкостных лазеров;

- анализ и расчеты оптических характеристик твердых тел с учетом внешних воздействий;

- анализ работы, выбор источников и приемников излучения для различных областей спектра.

2.3.4. Самостоятельная работа: 35 часов

Обработка и анализ результатов лабораторных работ, подготовка к коллоквиуму, практическим занятиям, письменному экзамену.
3. ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ:

3.1. Коллоквиумы - один по каждому лабораторному модулю, всего 3 коллоквиума по графику.

3.2. Контрольные работы - письменные экзамены или тестирование по каждому модулю, всего 3, по графику.
4. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

4.1. Основная:

1. Светцов, В. И., Холодков,, И. В. Физическая электроника и электронные приборы .— Иваново, 2008 .— 494 с.

2. Дудкин, В.И. Квантовая электроника. Приборы и их применение : учеб. пособие для вузов. - М. : Техносфера, 2006. - 432 с.

3. Светцов, В. И. Оптическая и квантовая электроника.— Иваново, изд. ИГХТУ, 2010 .— 196 с.

4. Пасынков, В. В., Чиркин, Л. К. Полупроводниковые приборы .— СПб.: Лань, 2001 .— 479 с.

5. Терехов, В.А. Задачник по электронным приборам .— СПб.: Лань, 2003 .— 278с. (40)

6. Светцов Вакуумная и плазменная электроника .— Иваново, 2003 .— 171с.

4.2. Дополнительная:

1. Ефимов, И.Е., Козырь, И.Я. Основы микроэлектроники .— М.: Высш.шк., 1983 .— 384с.

2. Соболев, В. Д. Физические основы электронной техники. М.: Высшая школа, 1979. 448 с.

3. Фридрихов, С.А., Мовнин, С.М. Физические основы электронной техники.М.: Высшая школа, 1982. 608с.

4. Денискин, Ю.Д., Жигарев, А.А., Некрасова, И.Ф. Сборник вопросов по курсу "Электронные приборы" .— М.: Энергия, 1972 .— 296с.

5. Сушков Вакуумная электроника : Физико-технические основы. СПб.: Лань, 2004. 462 с

6. Германюк, В.Н. Сборник задач по электровакуумным полупроводниковым приборам .— М.: Высш.шк., 1973 .— 126с.
5. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ.

5.1. Перечень программ для расчетов на ЭВМ:

-распределение электронов в металлах;

-эмиссионные характеристики термокатодов;

-расчет отклоняющих систем;

-расчет электронно-оптических систем;

-характеристики вакуумного диода;

-полупроводниковые диоды;

-биполярные транзисторы;

-полевые транзисторы;

-кинетика элементарных процессов в газовых разрядах.

-обработка экспериментальных данных, полученных при выполнении лабораторных работ;

5.2. Обучающе-контролирующие системы:

- тренировочные и контрольные тесты по каждому модулю;

- текст лекций с контрольными вопросами для самопроверки.

5.3. Справочно-информационные системы:

- база данных по приборам оптической и квантовой электроники, электровакуумным, полупроводниковым и газоразрядным приборам.

1 2 3 4

Добавить документ в свой блог или на сайт

	«Корпускулярно-фотонные процессы и технологии». подготовки специалистов... Поэтому важность изучения таких вопросов при подготовке инженера-технолога очевидна. Дисциплина предлагается для свободного выбора...		Рабочая программа подготовки специалистов в интернатуре по специальности «Психиатрия» Рабочая программа подготовки специалистов в интернатуре по специальности «Психиатрия» составлена на основании Образовательного стандарта...
	Программа подготовки клинических ординаторов по специальности «Терапия»... Программа составлена на основании Государственного стандарта послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим медицинским...		Программа дисциплины «Лазерные информационные и управляющие си стемы»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности...
	Образовательный стандарт послевузовской профессональной подготовки... Постдипломная подготовка по рентгенологии (первичная специализация, клиническая ординатура, тематическое усовершенствование)		Методические рекомендации к изучению дисциплины для студентов специальности... Изучение этих проблем обусловлено сугубо прагматическими требованиями к качеству подготовки специалистов-политологов с высшим университетским...
	«согласовано» Руководитель департамента образовательных медицинских... Государственный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим медицинским образованием по специальности...		«согласовано» Руководитель департамента образовательных медицинских... Государственный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим медицинским образованием по специальности...
	Методические рекомендации по преподаванию специальности педиатрия.... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим образованием по специальности «педиатрия»...		Методические рекомендации по преподаванию специальности педиатрия.... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим образованием по специальности «педиатрия»...
	Методические рекомендации по преподаванию специальности педиатрия.... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим образованием по специальности «педиатрия»...		Методические рекомендации по преподаванию специальности Учебный план... Послевузовской профессиональной подготовки специалиста с высшим медицинским образованием по специальности «кардиология»
	Образовательная программа повышения квалификации врачей по специальности... «Образовательного стандарта послевузовской профессиональной подготовки специалистов с высшим медицинским образованием» по специальности...		Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалиста с высшим медицинским образованием по специальности...
	Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалиста с высшим образованием по специальности «травматология...		Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки... Образовательный стандарт послевузовской профессиональной подготовки специалиста с высшим медицинским образованием по специальности...

«Физическая электроника и электронные приборы». подготовки специалистов с полным высшим образованием по специальности

По дисциплине «Физическая электроника и электронные приборы».

По дисциплине "ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ"

Похожие: