Электроника

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УТВЕРЖДАЮ:

Декан электроэнергетического факультета

доцент______________

«_____»________________2011 г.

УТВЕРЖДАЮ:

Декан факультета заочного образования

доцент

_______________

''____'' ______________ 2009 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПО ДИСЦИПЛИНЕ

ДН(М).В.1 Электроника

110300.62 – Агроинженерия

Агроинженерия

Бакалавр техники и технологии

Ставрополь 2011

Рабочая программа по дисциплине ''Электроника'' рассмотрена и утверждена методической комиссией электроэнергетического факультета Cтавропольского государственного аграрного университета (протокол № ___ от «____» _____________ 2011 г.)

Трудоемкость по Госстандарту	час	Зачет. ед.
Всего Из них	136	4
Самостоятельная работа	68	2.0
Аудиторные занятия В том числе	68	2.0
Лекции	34	0.97
Лабораторные	34	1.03

Форма контроля – экзамен.

Дисциплина изучается в 5 семестре, 17 недель.

Цель дисциплины: - формирование знаний и умений в области электроники, способов описания свойств, характеристик и параметров, режимов работы электронных приборов, изделий микроэлектроники, физических процессов в них, для последующего самостоятельного изучения и исследования, обоснованного выбора элементов и устройств радиоэлектронной аппаратуры.

Студент должен знать:

- назначение, принципы действия, конструктивные особенности, характеристики и параметры элементов РЭА и интегральных микросхем, выпрямительных, импульсных и усилительных устройств;

- методы исследования электронных устройств с использованием компьютерного моделирования.

Студент должен иметь опыт (навык):

- измерения характеристик и параметров элементов и устройств радиоэлектронной аппаратуры.

- определения по условным обозначениям функциональное назначение электронных элементов.

1.УЧЕБНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

№ п/п	Наименование разделов и тем	Всего, час	В том числе
Лекции	ЛР	ПЗ	СРС
1	2	3	4	5	6	7
	Введение	0,5	0,5		-
1	Пассивные элементы	9,5	1,5	4	-	4
2	Основы теории полупроводников	16	8	4	-	4
3	Полупроводниковые элементы	23	8	8	-	7
4	Аналоговые устройства	21	6	8	-	7
5	Источники питания	12	4	4	-	4
6	Цифровые устройства	18	6	6	-	6
Форма контроля: экзамен	36	-	-	-	36
Всего	136	34	34	-	68

2. Лекционный курс

Наименование темы	Содержание темы	Количество часов
1	2	3
	Введение. Введение в дисциплину.	0,5
1. Пассивные элементы		1,5
	Пассивные элементы электрических цепей. Резисторы. Классификация резисторов. Условное обозначение резисторов. Кодированное обозначение резисторов. Конденсаторы. Классификация конденсаторов. Условное обозначение конденсаторов. Кодированное обозначение конденсаторов.	1,5
2. Основы теории полупроводников		8
	Основы теории твердого тела. Классификация твердых тел по проводимости. Понятие ковалентной связи. Энергетические диаграммы уединенного атома и твердых тел. Структура полупроводников. Дефекты кристаллической решетки. Поверхность кристалла. Электроны и дырки в кристаллической решетке полупроводника. Примесные полупроводники	2
Электрофизические свойства полупроводников. Рекомбинация носителей заряда. Законы движения носителей заряда в полупроводниках. Носители зарядов и их распределение в зонах проводимости.	2
Электрические переходы Структура p-n-перехода. Равновесное состояние p-n-перехода. Неравновесное состояние p-n-перехода. Вольт-амперная характеристика p-n - перехода. Гетеропереходы. Граница полупроводник-диэлектрик	2
Явления на границах полупроводник-металл. Эффект поля Контакты металл-полупроводник. Эффект поля	2
3. Полупроводниковые элементы		8
	Полупроводниковые диоды. Устройство, классификация и системы обозначений полупроводниковых диодов. Основные параметры полупроводниковых диодов. Особенности диодов различного назначения	2
Биполярные транзисторы. Назначение и общее устройство биполярного транзистора. Принцип действия биполярного транзистора. Схемы включения и статические характеристики БТ. Транзистор как активный линейный четырехполюсник. Частотные и импульсные параметры биполярного транзистора.	2
Общее устройство и принцип действия униполярного (полевого) транзистора. Устройство, принцип действия и характеристики полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом. Устройство, принцип действия и характеристики полевых транзисторов с изолированным затвором.	2
Тиристоры, однопереходные транзисторы. Интегральные микросхемы. Устройство, принцип действия, характеристики и параметры тиристоров. Однопереходный транзистор. Классификация, системы обозначений, основные характеристики и параметры ИМС. Проблемы повышения степени интеграции.	2
4. Аналоговые устройства		6
	Усилители. Классификация усилителей. Основные технические показатели и характеристики усилителей. Обратная связь в усилителях. Принцип работы усилительного каскада напряжения низкой частоты. Выходные каскады усиления (усилители мощности).	2
Операционные усилители. Дифференциальный усилитель. Неинвертирующая схема включения ОУ. Инвертирующая схема включения ОУ. Решающие усилители.	2
Генераторы на операционных усилителях. Принцип работы генераторов. RC-генераторы гармонических колебаний. Генераторы прямоугольных импульсов.	2
5. Источники питания		4
	Выпрямители. Инверторы. Однофазное выпрямление. Трехфазное выпрямление. Инверторы.	2
Элементы вторичных источников питания Основные параметры стабилизаторов. Параметрический стабилизатор напряжения. Компенсационный стабилизатор напряжения. Умножители напряжения. Сглаживающие фильтры	2
6. Цифровые устройства		6
	Логические элементы и цифровые устройства. Логические элементы. Комбинационные цифровые устройства. Триггеры. Счетчики. Регистры.	2
	Преобразователи кодов Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Индикаторы.	2
Основы микропроцессорной техники. Технология разработки микропроцессорных систем на базе микроконтроллеров Базовые концепции микропроцессорной техники. Технология проектирования контроллеров на базе МК. Программирование микроконтроллеров.	2
Всего	34

3. лабораторные работы

Наименование темы	Наименование лабораторных работ	Количество часов
1	2	3
1. Пассивные элементы		4
	Исследование резисторов	2
Исследование конденсаторов	2
2. Основы теории полупроводников		4
	Исследование вентильных свойств p-n перехода	2
Исследование температурной зависимости электросопротивления p-n-перехода	2
3. Полупроводниковые элементы		8
	Исследование полупроводникового диода	2
Исследование биполярного транзистора	2
Исследование полевого транзистора	2
Исследование тиристора	2
4. Аналоговые устройства		8
	Исследование обратных связей в усилительных устройствах	2
Исследование параметров и характеристик усилительного каскада переменного тока	2
Исследование дифференциального усилителя	2
Исследование операционного усилителя	2
5. Источники питания		4
	Исследование типовых устройств выпрямления переменного тока	2
Исследование типовых устройств стабилизации напряжения	2
6. Цифровые устройства		6
	Исследование устройств формирования и преобразования сигналов	2
	Исследование цифровых устройств	2
	Исследование микроконтроллеров	2
Всего	34

4. РАСПРЕДЛЕНИЕ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ НА ИЗУЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Наименование разделов и тем	Время в % от общего количества
	Введение	0,5
1.	Пассивные элементы	9,5
2.	Основы теории полупроводников	16
3.	Полупроводниковые элементы	23
4.	Аналоговые устройства	21
5.	Источники питания	12
6.	Цифровые устройства	18
Итого:	100

5. ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

№ п/п	Наименование оборудования	Число на подгруппу, шт.
1	Специализированный лабораторный стенд	6
2	Отладочная плата STK500	6
3	Измеритель иммитанса Е7-22	6
4	Персональный компьютер	6
5	Интернет – лаборатория «Основы электроники»	2

6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ НА САМОСТОЯТЕЛЬНУЮ РАБОТУ

№ п/п	Вид работы	Количество отводимого времени, час.
1	Подготовка к лекциям	8
2	Подготовка к лабораторным занятиям	24
3	Подготовка к экзамену	36
Итого:	68

7. ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

Теоретические вопросы

1.  Резисторы. Классификация и системы обозначений

2.  Конденсаторы. Классификация и системы обозначений

3.  Классификация твердых тел по проводимости. Понятие ковалентной связи

4.  Энергетические диаграммы уединенного атома и твердых тел

5.  Структура полупроводников

6.  Дефекты кристаллической решетки

7.  Поверхность кристалла

8.  Электроны и дырки в кристаллической решетке полупроводника

9.  Примесные полупроводники

10.  Рекомбинация носителей заряда.

11.  Законы движения носителей заряда в полупроводниках

12.  Носители зарядов и их распределение в зонах проводимости

13.  Структура p-n-перехода

14.  Равновесное состояние p-n-перехода

15.  Неравновесное состояние p-n-перехода

16.  Вольт-амперная характеристика p-n - перехода

17.  Гетеропереходы

18.  Граница полупроводник-диэлектрик

19.  Контакты металл-полупроводник

20.  Эффект поля

21.  Устройство, классификация и системы обозначений полупроводниковых диодов

22.  Основные параметры полупроводниковых диодов

23.  Особенности диодов различного назначения

24.  Назначение и общее устройство биполярного транзистора

25.  Принцип действия биполярного транзистора

26.  Схемы включения и статические характеристики БТ

27.  Транзистор как активный линейный четырехполюсник

28.  Частотные и импульсные параметры биполярного транзистора

29.  Устройство, принцип действия и характеристики полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом

30.  Устройство, принцип действия и характеристики полевых транзисторов с изолированным затвором

31.  Устройство, принцип действия, характеристики и параметры тиристоров

32.  Однопереходный транзистор

33.  Классификация, системы обозначений, основные характеристики и параметры ИМС

34.  Проблемы повышения степени интеграции

35.  Классификация усилителей. Основные технические показатели и характеристики усилителей

36.  Обратная связь в усилителях

37.  Принцип работы усилительного каскада напряжения низкой частоты

38.  Выходные каскады усиления (усилители мощности)

39.  Дифференциальный усилитель

40.  Неинвертирующая схема включения ОУ

41.  Инвертирующая схема включения ОУ

42.  Решающие усилители

43.  Однофазное выпрямление

44.  Трехфазное выпрямление

45.  Инверторы

46.  Основные параметры стабилизаторов

47.  Параметрический стабилизатор напряжения

48.  Компенсационный стабилизатор напряжения

49.  Умножители напряжения

50.  Сглаживающие фильтры

51.  Логические элементы

52.  Комбинационные цифровые устройства

53.  Триггеры

54.  Счетчики

55.  Регистры

56.  Цифро-аналоговые преобразователи

57.  Аналого-цифровые преобразователи

58.  Базовые концепции микропроцессорной техники

59.  Классификация и структура микроконтроллеров

60.  Процессорное ядро микроконтроллера

61.  Организация связи МК с внешней средой и временем

62.  Вспомогательные аппаратные средства микроконтроллера

63.  Технология проектирования контроллеров на базе МК

64.  Программирование микроконтроллеров

Практические вопросы

1. Руководствуясь ВАХ биполярного транзистора рассчитать его h параметры

2. Руководствуясь ВАХ полевого транзистора рассчитать его параметры (S, m, Ri)

3. Расшифровать условное обозначение элемента (резистор, конденсатор, диод, транзистор, тиристор, интегральная микросхема).

4. Записать условное обозначение элемента (резистор, конденсатор, диод, транзистор, тиристор, интегральная микросхема).

7. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Информационно-измерительная техника и электроника : учебник для студентов вузов по специальности "Электроэнергетика" / под ред. . - 2-е изд., стер. - М. : Академия, 2007.

2. Лачин, : учеб. пособ. для вузов / , . - 3-е изд., перераб., доп. - Ростов н/Д. : Феникс, 2002.

3. Щука, А. А.  Электроника : учеб. пособие для студентоёв вузов по направлению 654100 - Электроника и микроэлектроника / под ред. . - СПб. : БХВ-Петербург, 2006.

4. Бондарь . Методические указания по выполнению лабораторных работ / . – Ставрополь: изд-во «Сервис-школа», 2011.

Дополнительная

1. Розеншер, Э. Оптоэлектроника / Э. Розеншер, Б. Винтер ; под ред. ; пер. с фр. - М. : Техносфера, 2006.

2. Гейтенко, вторичного электропитания. Схемотехника и расчет : учеб. пособие. - М. : Солон-Пресс, 2008.

3. Савилов, и электроника : курс лекций. - М.: Дашков и К*, 2008.

8. СВЕДЕНИЯ ОБ ОБСПЕЧЕННОСТИ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Электроника»

№ п/п.	Литература	Кол-во экз. в библиотеке	Кол-во студентов	Фактич. обеспечен. Экз/чел
	Основная
1	Информационно-измерительная техника и электроника/ под ред.	25	21	1,2
2	, Савелов	50	21	2,4
3	Щука	50	21	2,4
4	Бондарь .	21	21	1
	Дополнительная
1	Розеншер, Э. Оптоэлектроника	5	21	0,24
2	Гейтенко, вторичного электропитания	2	21	0,1
3	Савилов, и электроника	30	21	1,4

Программу составил

к. т.н., доцент

Рецензенты:

д. т.н., профессор

к. т.н., доцент

Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры АЭ и М.

Протокол № от 2011 г.

Зав. кафедрой АЭиМ, профессор