МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 210601 Радиоэлектронные системы и комплексы

Специализация подготовки: Радиоэлектронные системы передачи информации

Квалификация (степень) выпускника: специалист

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ЭЛЕКТРОНИКА"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

базовая

№ дисциплины по учебному плану:

ИРЭ; С.3.1.07

Часов (всего) по учебному плану:

180

Трудоемкость в зачетных единицах:

5

4 семестр

Лекции

18 час

4 семестр

Практические занятия

36 час

4 семестр

Лабораторные работы

18 час

4 семестр

Расчетные задания, рефераты

Объем самостоятельной работы по учебному плану

108 час

Экзамены

4 семестр

Курсовые проекты (работы)

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение активных элементов радиоэлектроники, их моделей, областей и особенностей использования в радиоэлектронных системах.

В результате освоения данной дисциплины студент должен быть способен и готов:

·  учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК‑3);

·  владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК‑5);

·  собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по элементной базе радиоэлектроники, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК‑6);

·  понимать принципы и особенности эксплуатации активных элементов радиоэлектроники различных типов;

·  проверять активные элементы на их пригодность для использования в радиоэлектронных системах.

Задачи дисциплины:

·  Достигнуть понимания принципов работы активных элементов радиоэлектроники.

·  Дать информацию об основных эксплуатационных характеристиках, параметрах и схемах включения активных элементов.

·  Познакомить с моделями элементов для использования в компьютерных технологиях проектирования радиоэлектронных систем.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла С.3 основной образовательной программы подготовки специалистов по специализации «Радиоэлектронные системы передачи информации» направления 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Физика", "Основы теории цепей", "Радиоматериалы и радиокомпоненты".

Знания, полученные в результате освоения дисциплины, необходимы при выполнении выпускной квалификационной работы (дипломной работы(проекта) и изучении дисциплин: "Физические процессы в электронных цепях", "Радиотехнические цепи и сигналы", "Схемотехника аналоговых электронных устройств", "Цифровые устройства и микропроцессоры", "Основы компьютерного проектирования РЭС", а также ряда дисциплин вариативной части образовательной программы подготовки специалистов.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:

Знать

·  основные типы активных приборов, их модели и способы их количественного описания при использовании в радиотехнических цепях и устройствах (ПК-3);

·  элементную базу аналоговых и цифровых электронных устройств (ПК-6);

·  области и особенности эксплуатации активных элементов (ПК-17).

Уметь

·  использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач (ПК-14);

·  использовать основные приемы обработки экспериментальных данных (ПК-5);

·  проверять работоспособность активных элементов (ПК-17).

Владеть

·  методами выбора моделей активных приборов, пригодных для использования в конкретных радиотехнических цепях (ПК-4);

·  методами, используемыми при выборе элементной базы и конструкторских решений с учетом требований надежности, устойчивости к воздействию окружающей среды, электромагнитной совместимости и технологичности (ПК-9).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единиц, 180 часа.

№

п/п

Раздел дисциплины

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов
и трудоемкость

(в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации

(по семестрам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

4

5

6

7

8

9

1

Физические основы полупроводниковой электроники

10

4

2

4

8

2

Контактные явления. Электронно-дырочный переход, барьер Шоттки, гетеропереходы

10

4

2

4

8

4неделя – контрольная работа

3

Полупроводниковые диоды на основе электронно-дырочного перехода.

14

4

2

4

4

8

6 неделя – устный опрос

4

Биполярные транзисторы.

20

4

4

8

4

8

5

Полевые транзисторы

14

4

2

4

4

8

9 неделя - контрольная работа

6

Интегральные микросхемы аналоговые и цифровые

10

4

2

4

8

12 неделя – устный опрос

7

Оптоэлектронные полупроводниковые элементы и структуры

8

4

2

4

8

8

Вакуумная электроника и электровакуумные приборы

8

4

2

4

8

9

Зачет

14

4

6

8

10

Экзамен

36

4

36

Итого:

180

18

36

18

108

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4.2.1. Лекции

1. Физические основы полупроводниковой электроники

Концентрация свободных носителей заряда в полупроводниках. Энергетические диаграммы, влияние температуры. Уравнение электронейтральности. Дрейф и диффузия. Подвижность, коэффициент диффузии. Уравнения для токов дрейфа и диффузии. Удельная проводимость полупроводника, зависимость от температуры. Неравновесные носители заряда.

2. Контактные явления. Электронно-дырочный переход, барьер Шоттки,

Гетеропереходы

Электронно-дырочный переход, область пространственного заряда, энергетическая диаграмма, контактная разность потенциалов. Транспортные потоки носителей заряда через p-n переход. Влияние приложенного напряжения. Инжекция и экстракция. Вольт-амперная характеристика перехода, тепловой ток, зависимость от температуры и степени легирования областей. Пробой перехода, виды пробоев. Барьерная и диффузионная емкости. Модели диодов для использования в компьютерных технологиях.

3. Полупроводниковые диоды на основе электронно-дырочного перехода

Разновидности диодов. Диоды для выпрямления токов низкой и высокой частоты, стабилитроны, импульсные, варикапы, туннельные, смесительные, преобразовательные, генераторные. Конструктивные особенности, основные характеристики и параметры. Схемы включения.

4. Биполярные транзисторы.

Структура и принцип работы биполярного транзистора, основные режимы работы, схемы включения. Инжекция. Транспортные потоки носителей заряда, основные параметры. Предельно допустимые режимы работы, особенности работы на высоких частотахи в импульсном режиме. Способы обеспечения режима покоя. Модели для использования в компьютерных технологиях.

5. Полевые транзисторы

Классификация транзисторов. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом. Структура и принцип работы. Статические характеристики, влияние температуры. Обеспечение режима покоя. Разновидности транзисторов: со встроенным каналом, с МДП – структурой. Области использования, дифференциальные параметры, предельно-допустимые электрические режимы. Статическая и динамические модели транзисторов для компьютерных технологий.

6. Интегральные микросхемы аналоговые и цифровые

Основные принципы создания микросхем. Цифровые интегральные схемы. Структура и принцип работы базовых логических элементов. Основные характеристики и параметры. Быстродейстие. Сравнительная характеристика различных базовых элементов. Аналоговые микросхемы, схемотехника, операционный усилитель, многофункциональность.

7. Оптоэлектронные полупроводниковые элементы и структуры

Фотопроводимость полупроводников. Фотогальванический эффект в электронно-дырочном переходе. Основные виды фотоприемников – фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы. Солнечные батареи. Излучающие диоды, оптроны, оптопары.

8. Вакуумная электроника и электровакуумные приборы

Физические основы вакуумной электроники. Особенности прохождения тока через вакуумный промежуток. Управление электронным потоком, активные элементы вакуумной электроники. Сравнительная характеристика полупроводниковых и вакуумных активных элементов, области использования.

4.2.2. Практические занятия

1. Концентрация носителей заряда в собственном и примесном полупроводниках

2. Дрейф и диффузия подвижных носителей в полупроводниках..

3. Электропроводность полупроводников, зависимость от температуры.

4. Электронно-дырочный переход. Транспортные потоки носителей заряда.

5. Вольт-амперная характеристика p-n перехода, влияние температуры и концентрации примесей в областях перехода.

6. Работа диода в электрических цепях постоянного тока.

7. Компьютерные модели диодов и их использование в компьютерных технологиях.

8. Транспортные потоки носителей в биполярном транзисторе. Режимы работы. Статические характеристики.

9. Дифференциальные параметры, зависимость от режима работы.

10. Режим покоя транзистора, схемотехнические способы его обеспечения.

11. Особенности работы транзистора на высоких частотах.

12. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. Статические характеристики.

13. Дифференциальные параметры.

14. Интегральные микросхемы цифровые и аналоговые. Принцип работы базового ТТЛ-элемента.

15. Базовые элементы МОП-логики.

16. Оптоэлектронные полупроводниковые элементы.

17. Вакуумные активные элементы. Физические основы.

18. Области использования вакуумных активных элементов.

4.3 Лабораторные работы

№1. Исследование p-n перехода.

№2. Исследование биполярного транзистора.

№3 Исследование полевого транзистора.

№4. Исследование вакуумного активного элемента.

4.4. Расчетные задания: учебным планом не предусмотрены

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме. При наличии специально оборудованной аудитории для поточной лекции возможно использование презентаций для демонстрации различных видов активных элементов.

Практические занятия включают рассмотрение изложенного на лекциях материала в более подробной и детализированной форме, сопровождаются решением задач, устным опросом и контрольными работами с обязательным численным решением задач.

Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям и лабораторным работам, устным опросам и контрольным работам, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются контрольные работы, устный опрос.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, которая выносится в приложение к диплому, определяется оценкой на экзамене.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1.  Основы электроники, радиотехники и связи: Учебное пособие для вузов/ , , и др. Под ред . – М.: Горячая линия – Телеком, 2008. – 480с.

2.  Воробьев и вакуумная электроника. Изд. Дом МЭИ., 2005, 148с.

б) дополнительная литература:

1. . Полупроводниковые активные элементы. Сборник задач, вопросов и заданий на моделирование. Изд-во МЭИ, 2001, 36с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

Учебные и методические пособия для студентов РТФ на сайте МЭИ (кафедра Электронные приборы, Download)

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://uspice/ru

б) другие:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для показа презентаций к лекциям и учебных фильмов. При проведении лабораторных занятий используются специализированные стенды, число которых должно быть достаточно для использования фронтального метода.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 210601 «Радиоэлектронные системы и комплексы», специализация «Радиоэлектронные системы передачи информации».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

д. т.н., профессор

"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой Формирования колебаний и сигналов

д. т.н. профессор

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой Электронные приборы

д. ф.-м. н. профессор