Основы электроники

Beschreibung: Роль и значение дисциплины в инженерной подготовке студентов. Основные понятия и определения: электроника, элементная база, электронные приборы, интегральная электроника, методы изготовления электронных приборов. Основные этапы развития электроники. Физические основы полупроводников. Полупроводниковые материалы. Электронно-дырочный переход и его свойства. ВАХ р-n-перехода. Полупроводниковые диоды: выпрямительный, стабилитрон, варикап, фотодиод, светодиод. Аналитическое выражение ВАХ диода. Вторичные источники электропитания.

Betrag der Credits: 5

Пререквизиты:

• Теоретические основы электротехники I

Arbeitsintensität der Disziplin:

Komponente: Компонент по выбору

Zyklus: Базовые дисциплины

Цель

• Цель преподавания дисциплины – формирование у студентов знаний о принципах действия, параметрах и характеристиках основных классов современных полупроводниковых приборов и интегральных схем и режимах их работы.

Задача

• В результате изучения дисциплины студенты должны: - знать основные понятия о принципах действия электронных приборов, структуру и технологию изготовления интегральных микросхем, различные аспекты применения элементной базы электроники в практической деятельности инженера; - уметь определять основные характеристики и параметры электронных приборов и микросхем, строить простейшие электронные схемы на электронных приборах и микросхемах; - приобрести навыки снятия основных характеристик электронных приборов, уметь выбрать элементную базу для конкретного применения приборов.

Результат обучения: знание и понимание

• Должен знать: - закономерности физических явлений в полупроводниковых материалах и в р-п-переходе в отсутствие и при приложенном напряжении внешнего источника электрической энергии; - принципы действия и вольт-амперные характеристики основных элементов полупроводниковой электроники: диодов, биполярных и униполярных транзисторов, тиристоров, варикапов и др.; - принципы построения схем на полупроводниковых приборах: выпрямители, усилители, генераторы и др.; - методы получения и исследования основных характеристик схем на полупроводниковых элементах; - принципы действия конструкции, свойства, области применения и потенциальные возможности основных электронных устройств.

Результат обучения: применение знаний и пониманий

• - выполнять анализ и расчеты схем электронных устройств; - экспериментальным путем получать характеристики электронных приборов использую измерительные приборы; - работать со справочной литературой; - оформлять типовые расчетные задания, отчеты по лабораторным работам, оформлять схемы электронных устройств.

Результат обучения: формирование суждений

• - формулировать выводы по результатам проделанной работы.

Результат обучения: коммуникативные способности

• - способен работать в команде над одной для всех целью; - способен выполнять работу под руководством с элементами принятия решений на основании собственных выводов и суждений. - способен организовывать работу малой группы над выполнением практической задачи, например разработки электронной схемы устройства, разработкой проектной документации на нее, проведения экспериментальных исследований ее работоспособности.

Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе

• - осуществляет самостоятельный поиск информации для анализа и сравнительных характеристик элементов схем; - осваивает современные способы и средства обучения (САПР); - участвует в научно-практических семинарах, конференциях молодых ученых, конкурсах и выставках.

Lehrmethoden

При проведении учебных занятий предусматривается использование следующих образовательных технологий: - интерактивная лекция (применение следующих активных форм обучения: ведомая (управляемая) дискуссия или беседа; модерация; демонстрация слайдов или учебных фильмов; мозговой штурм; мотивационная речь); - построение сценариев развития различных ситуаций на основе заданных условий; - информационно-коммуникационная (например, занятия в компьютерном классе с использованием профессиональных пакетов прикладных программ); - поисково-исследовательская (самостоятельная исследовательская деятельность студентов в процессе обучения); - решение учебных задач.

Bewertung des Wissens der Studierenden

Die Bewertungspolitik der Lernergebnisse nach Arbeitstyp

Bewertungsbogen

Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:

• 40% результата, полученного на экзамене;
• 60% результатов текущей успеваемости.

Формула подсчета итоговой оценки:

 

где, Р₁, Р₂ – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.

Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:

Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:

Темы лекционных занятий

• Тема 1 Цели и задачи дисциплины. Место и роль дисциплины в системе подготовки бакалавров. Основные понятия и определения.
• Тема 2 Основы физики полупроводников. Электропроводимость. Теория p-n перехода. Основные и неосновные носители заряда. Движение свободных носителей.
• Тема 3 Способы управления проводимостью в полупроводниках. Перенос и рассеяние носителей в полупроводниках. Математическое моделирование p-n перехода. Уравнения, статические и динамические характеристики. Высокочастотные свойства. Барьерная емкость. Пробой p-n перехода.
• Тема 4 Диод в электрической цепи. Диоды. ВАХ. Эквивалентная схема замещения диода. Диод под внешним напряжением. Стабилитрон. Туннельный диод.
• Тема 5 Транзисторы. Биполярные транзисторы. Транзисторы. Теория работы и принцип действия биполярного транзистора. ВАХ. Режимы работы биполярного транзистора. Схема замещения транзистора.
• Тема 6 Усилители. Классификация усилителей. Усилительный каскад с ОЭ.
• Тема 7 Динисторы, симисторы, тиристоры.
• Тема 8 Полевой транзистор. ПТ с управляемым p-n переходом, с индуцированным каналом, со встроенным каналом.
• Тема 9 Усилитель с общим коллектором. Принцип работы усилителя с общим коллектором.
• Тема 10 Усилитель с общей базой. Принцип работы усилителя с общей базой.
• Тема 11 Источники вторичного питания Линейные и импульсные источники вторичного питания.
• Тема 12 Дифференциальные усилители. Дифференциальные усилители. Принцип действия. Технические характеристики дифференциальных усилителей на биполярном транзисторе.
• Тема 13 Дифференциальные усилители на полевых транзисторах. Принцип действия дифференциальных усилителей на полевых МОП транзисторах.
• Тема 14 Операционный усилитель. Принцип построения, характеристики и параметры операционного усилителя. Инвертирующий и неинвертирующий усилитель
• Тема 15 Классификация выпрямителей. Выпрямители и стабилизаторы.

Основная литература

• Джон Берд Электрические и электронные принципы и технологии / третье издание. Опубликовано Elsevier Ltd. Все права защищены, 2007 г., Великобритания.
• Деннис Л. Эгглстон Базовая электроника для ученых и инженеров Западный колледж, Лос-Анджелес, издательство Кембриджского университета, 2011 г.
• Альберт Мальвино, Дэвид Дж. Бейтс Электронные принципы, 7-е издание, 2015 г.
• МарголинВ.И., Физические основы микроэлектроники. М.: Академия, 2008. – 400с.
• ТолмачевВ.В., Скрипник Ф.В. Физические основы электроники. М.: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2009. – 462с.
• МайерР.В., Основы электроники. М.: ГГПИ, 2011. – 180с.
• Прянишников В.А. Электроника. Полный курс лекций. - СПб.: КОРОНА принт, Бином Пресс, 2006, - 416с.

Дополнительная литература

• ОпадчийА. Аналоговаяи цифроваяэлектроника. –М.: Горячаялиния. Те-леком, 1999.
• Ямнурин Н.П.Электроника. –М.: «Академия», 2011, 238. 10 ЩукаА.А. Электроника.Учебное пособие. Изд-во.:ВНV-СПб, 2005. -800с.
• БулычевА.Л., Лямин П.М., Тулинов В.Т.Электронные приборы. Учебник для ВУЗов–М.: Лайт, ЛТД 2000. – 416с. 1 Fehr. III, Ralph. Industrial power distribution : train aid / R. E. Fehr. III. - second edition. - Canada : Wiley, 2016. - 411 p. - Index: р. 405-411