Рабочая программа дисциплины «Электронная техника»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Машиностроительный институт

Екатеринбургский машиностроительный колледж

УТВЕРЖДАЮ

Директор МаИ

______________

«___» ______________2012 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

«Электронная техника»

(ГОС 2002)

для студентов всех форм обучения специальности

220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств

(по отраслям)

Екатеринбург 2012

Рабочая программа дисциплины «Электронная техника» (ГОС 2002).

Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 20с.

Настоящая программа составлена в полном соответствии с Государственным образовательным стандартом специальности 220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств (по отраслям) (2101).

Составитель преподаватель

Одобрена на заседании предметной комиссии дисциплин автоматизации технологических процессов.

Протокол от 31 августа 2012 г. № 1.

Председатель предметной комиссии

автоматизации технологических процессов

Рекомендована к печати на заседании методического совета ЕМК РГППУ.

Протокол от 01.01.01 г. № 1.

Председатель

методического совета ЕМК РГППУ

© ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет», 2012

Подписано в печать Формат 60х84/16. Бумага для множ. аппаратов.

Печать плоская. Усл. печ. л. Уч.-изд. л. Тираж экз. Заказ №

ФГАОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, .

Ризограф ФГАОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург,

ВВЕДЕНИЕ

Рабочая программа учебной дисциплины «Электронная техника» предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по специальности 220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств.

Успешное освоение содержания дисциплины «Электронная техника» основано на знаниях и умениях, полученных при изучении дисциплин «Физика», «Информатика», «Электротехника», «Электротехнические измерения», «Информационные технологии в профессиональной деятельности».

Изучение программного материала должно способствовать формированию профессиональных навыков специалистов, обучающихся специальности 220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств, обеспечивать их готовность решать поставленные задачи при реализации профессиональных функций. Программой дисциплины предусмотрено ознакомление студентов с современной электронной базой промышленной электроники, принципами построения типовых электронных схем, применяемых в промышленности, современных информационных технологиях, вычислительной технике, телемеханике.

При изучении дисциплины необходимо учитывать новейшие достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области электроники, а также задачи ускорения научно-технического прогресса в машиностроении. Преподавание дисциплины должно иметь практическую направленность и проводиться с широким использованием опыта работы Уральского региона.

Рабочей программой дисциплины предусматривается изучение следующих вопросов: физические основы электронной техники; образование и свойства p-n перехода; контактные явления; устройство, принцип действия, основные параметры и характеристики и схемы включения полупроводниковых и фотоэлектронных приборов; устройства отображения информации; типовые электронные устройства: принцип действия, параметрические соотношения, схемы; электронные выпрямители, преобразователи, инверторы: принцип действия и схемы включения, защита электронных устройств; основы микроэлектроники: элементы интегральных схем (ИС); цифровые электронные схемы: основные логические операции, параметры и характеристики логических элементов в электротехнических устройствах.

Задачи:

-  раскрыть содержание базовых понятий дисциплины об электронных приборах и электронных устройствах;

-  дать преставление о роли и месте знаний по дисциплине в сфере профессиональной деятельности технолога;

-  воспитывать у студентов культуру умственного труда,

-  способствовать развитию у студентов, творческих способностей и профессионального мышления.

Цель преподавания дисциплины заключается в изучении элементной базы современной электроники и принципов построения аналоговых и цифровых электронных устройств.

В результате изучения дисциплины студенты должны

знать:

– принцип действия, характеристики и параметры различных полупроводниковых приборов (диодов, транзисторов, микросхем и др.);

– принципы построения и базисные схемные решения узлов аналоговых и цифровых электронных устройств: усилителей, генераторов, комбинационных и последовательностных цифровых устройств, устройств электропитания РЭА и др.;

– основные методы исследования, проведения технических расчетов и компьютерного моделирования узлов современной аналоговой и цифровой электроники.

уметь:

-  рассчитывать типовые электронные схемы;

-  подбирать по справочникам радиокомпоненты для электронных устройств;

-  снимать показания приборов, анализировать полученные результаты;

-  пользоваться справочной литературой.

Для более эффективного усвоения материала его изложение необходимо проводить с применением компьютерной техники, сопровождать демонстрацией наглядных пособий, моделей. Необходимо проводить последовательную работу по привитию студентам умений и навыков самостоятельной работы. Данной программой предусмотрены следующие виды самостоятельной работы студентов:

- выполнение домашних заданий в виде расчетной работы и выбора элементов усилительного каскада;

- работа со справочной литературой;

- самостоятельное изучение некоторых дидактических единиц;

- оформление отчетов к лабораторным работам.

Для закрепления теоретических знаний и приобретения необходимых практических навыков и умений программой предусмотрено проведение лабораторных и практических занятий, перед выполнением которых студенты должны получить необходимые методические указания и инструктаж.

Рубежный контроль знаний и умений студентов проводится в виде контрольных работ.

В зависимости от фактического времени, отводимого на данную дисциплину в течение учебного года, предметная комиссия может вносить обоснованные изменения в содержание, последовательность изучения учебного материала и распределение учебных часов по разделам (темам).

1. Виды и объёмы учебной работы, график изучения дисциплины специальности 220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств

Таблица 1.

Объем учебной работы, перечень и срок контрольных мероприятий	Форма обучения
Очная	Заочная
1. Виды и объем учебной работы, в ч.
1.1. Общая трудоемкость дисциплины	131	-
1.2. Аудиторные занятия:	100	-
1.2.1. Лекции	70	-
1.2.2. Практические (семинарские) занятия	-	-
1.2.3. Лабораторные работы	30	-
1.3. Самостоятельная работа:	31	-
1.3.1. Курсовой проект (работа)	-	-
1.3.2. Контрольная работа	-	-
1.3.3. Расчетно-графическая работа	-	-
1.3.4. Другие виды самостоятельной работы		-
Подготовка к выполнению лабораторных работ	15	-
Написание рефератов, докладов	7	-
2. График изучения дисциплины
2.1 Курс	3	-
2.2. Семестр	5	-
2.3. Экзамен (семестр)	5	-
2.4. Зачет (семестр)	-	-
2.5. Курсовой проект (работа), (семестр)	-	-
2.6. Контрольная работа (семестр)	-	-

2 Тематический план учебной дисциплины

«Электронная техника» по специальности 220301.51 Автоматизация технологических процессов и производств

по очной форме

Таблица 2.

	Количество аудиторных	часов
Наименование темы (раздела) дисциплины	Лекции	Лабора- торные занятия
Раздел 1 Полупроводниковые приборы	28	12
Тема 1.1 Физические основы электронных приборов	4
Тема 1.2 Полупроводниковые диоды	6	4
Тема 1.3 Тиристоры	4	2
Тема 1.4 Транзисторы	8	4
Тема 1.5 Интегральные микросхемы (ИМС)	2	-
Тема 1.6 Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации	4	2
Раздел 2 Источники питания и преобразователи	18	4
Тема 2.1 Неуправляемые выпрямители	6	2
Тема 2.2 Сглаживающие фильтры	4	2
Тема 2.3 Управляемые выпрямители	2	-
Тема 2.4 Инверторы	2	-
Тема 2.5 Стабилизаторы напряжения и тока	2	-
Тема 2.6 Преобразователи напряжения и частоты	2	-
Раздел 3 Усилители и генераторы	20	8
Тема 3.1 Усилители напряжения	6	4
Тема 3.2 Усилители постоянного тока	4	2
Тема 3.3 Усилители мощности	4	2
Тема 3.4 Генераторы гармонических колебаний	6	-
Раздел 4 Импульсные устройства	25	6
Тема 4.1 Электронные ключи и формирование импульсов	6	2
Тема 4.2 Генераторы релаксационных колебаний	8	-
Тема 4.3 Логические и запоминающие устройства	6	4
ИТОГО по видам занятий	70	30
ВСЕГО по дисциплине	100

3. Содержание тем (разделов) дисциплины

Раздел 1. Полупроводниковые приборы

Тема 1.1 Физические основы электронных приборов

Виды и характеристики электровакуумных приборов.

Собственная проводимость и способы образования примесных (электронной и дырочной) проводимостей полупроводников. Физические основы образования и вентильные свойства электронно-дырочного перехода. Вольтамперная характеристика p-n - перехода

Тема 1.2 Полупроводниковые диоды

Прямое и обратное включение p-n – перехода, вольтамперная характеристика, пробой, его виды. Полупроводниковые диоды: выпрямительные, стабилитроны, туннельные диоды, фотодиоды, светодиоды, варикапы. Конструкция, основные характеристики и параметры, условные обозначения.

Тема 1.3 Тиристоры

Классификация тиристоров, их условные обозначения, Устройство, принцип действия диодных и триодных тиристоров, их характеристики и параметры. Коммутационные процессы в тиристорах.

Тема 1.4 Транзисторы

Биполярные транзисторы: устройство, принцип действия, характеристики, параметры, условные обозначения. Схемы включения транзисторов: с общей базой, общим эмиттером, общим коллектором. Ключевой режим работы транзистора.

Полевые транзисторы: типы, схемы включения, принцип действия, характеристики, параметры. Понятие о фототранзисторах, их применение.

Тема 1.5 Интегральные микросхемы (ИМС)

Интегральные схемы – средства дальнейшей миниатюризации и повышения надежности электронной аппаратуры. Классификация ИМС. Особенности гибридных и полупроводниковых ИМС, их параметры и система обозначений. Технология изготовления.

Тема 1.6 Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации

Оптроны, составляющие их элементы, условное обозначение, классификация, области применения. Фотоэлектронные приборы с внутренним и внешним фотоэффектом.

Классификация и общие характеристики приборов для отображения информации. Устройство, принцип действия и условные обозначения газоразрядных, жидкокристаллических, электролюминисцентных индикаторов.

Раздел 2. Источники питания и преобразователи

Тема 2.1 Неуправляемые выпрямители

Классификация выпрямителей. Принцип действия однофазных выпрямителей, временные диаграммы токов и напряжений, упрощенный расчет выпрямителей с различными сопротивлениями нагрузки.

Трехфазные выпрямители, схемы, принцип действия, временные диаграммы. Внешняя характеристика выпрямителя.

Тема 2.2 Сглаживающие фильтры

Пульсации тока и напряжения на выходе выпрямителя. Классификация фильтров. Фильтры с пассивными элементами: емкостные, индуктивные. Принцип действия. Коэффициенты пульсации, коэффициенты сглаживания. Г-образный и П-образный фильтры. Однозвенные и многозвенные фильтры. Влияние фильтров на внешнюю характеристику выпрямителя.

Тема 2.3 Управляемые выпрямители

Классификация управляемых выпрямителей. Принцип действия управляемых выпрямителей на примере однофазной схемы. Временные диаграммы. Особенности трехфазных управляемых выпрямителей. Схема управления выпрямителями.

Тема 2.4 Инверторы

Назначение инверторов, их классификация. Инверторы, ведомые сетью, автономные инверторы. Схемы, принцип действия. Применение инверторов тока и напряжения.

Тема 2.5 Стабилизаторы напряжения и тока

Классификация стабилизаторов. Принцип работы параметрического и компенсационного стабилизаторов напряжения. Компенсационный стабилизатор тока.

Тема 2.6 Преобразователи напряжения и частоты

Основные особенности импульсных методов регулирования постоянного напряжения. Применение и классификация импульсных преобразователей. Тиристорные регуляторы: назначение, схемы. Преобразователи частоты, системы управления ими. Использование частотного регулирования.

Раздел 3. Усилители и генераторы

Тема 3.1 Усилители напряжения

Классификация усилителей, их параметры и характеристики, режимы работы. Графический анализ работы усилительного каскада. Температурная стабилизация. Усилительные каскады с общей базой и общим эмиттером. Обратная связь в усилителе. Однокаскадные и многокаскадные усилители. Усилители в интегральном исполнении.

Тема 3.2 Усилители постоянного тока

Особенности работы усилителей постоянного тока (УПТ) с одним и двумя источниками питания. Дрейф нуля в УПТ. Дифференциальные усилители.

Операционные усилители: их свойства, применение. Интегральное исполнение.

Тема 3.3 Усилители мощности

Однотактные и двухтактные усилители мощности. Усилители мощности с бестрансформаторным выходом. Графический анализ работы усилителя мощности.

Тема3.4 Генераторы гармонических колебаний

Типы генераторов гармонических колебаний. Условия самовозбуждения автогенераторов. Принцип действия LC и RC генераторов. Кварцевая стабилизация частоты автогенераторов.

Раздел 4. Импульсные устройства

Тема 4.1 Электронные ключи и формирование импульсов

Общая характеристика импульсных устройств, параметры импульсных сигналов. Диодные и транзисторные электронные ключи. Формирование импульсов: ограничители, дифференцирующие и интегрирующие цепи.

Тема 4.2 Генераторы релаксационных колебаний

Классификация генераторов. Мультивибратор, одновибратор. Устройство, принцип действия, применение. Мультивибратор в интегральном исполнение. Генератор линейно – изменяющегося напряжения (ГЛИН). Принцип действия, применение.

Тема 4.3 Логические и запоминающие устройства

Логические элементы, основные понятия «И», «ИЛИ», «НЕ» на диодных и транзисторных ключах.

Триггеры, устройство, принцип действия, применение.

Основные понятия о счетчиках и дешифраторах. Применение логических элементов в электротехнических устройствах.

4. Лабораторный практикум

Таблица 3.

Наименование темы	Наименование лабораторных работ
Тема 1.2 Полупроводниковые приборы	Лабораторная работа №1 Снятие вольтамперных характеристик полупроводниковых диодов Лабораторная работа №2 Исследование стабилитронов
Тема 1.3 Тиристоры	Лабораторная работа №3 Снятие и исследование характеристик тиристора
Тема 1.4 Транзисторы	Лабораторная работа №4 Снятие характеристик и определение параметров биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером Лабораторная работа №5 Снятие характеристик и определение параметров полевого транзистора
Тема 1.6 Оптоэлектронные приборы и приборы отображения информации	Лабораторная работа №6 Исследование фотоэлементов с внешним фотоэффектом
Тема 2.1 Неуправляемые выпрямители	Лабораторная работа №7 Исследование различных схем выпрямителей
Тема 2.2 Сглаживающие фильтры	Лабораторная работа №8 Исследование сглаживающих фильтров
Тема 3.1 Усилители напряжения	Лабораторная работа №9 Исследование режима работы усилителя по постоянному току Лабораторная работа №10 Исследование усилителя низкой частоты
Тема 3.2 Усилители постоянного тока	Лабораторная работа №11 Исследование усилителя постоянного тока
Тема 3.3 Усилители мощности	Лабораторная работа №12 Исследование двухтактного усилителя мощности
Тема 4.1 Электронные ключи и формирование импульсов	Лабораторная работа №13 Исследование дифференцирующих и интегрирующих цепей
Тема 4.2 Генераторы релаксационных колебаний	Лабораторная работа №14 Исследование мультивибраторов
Тема 4.3 Логические и запоминающие устройства	Лабораторная работа №15 Исследование триггеров

5. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

Литература

Основная:

1.  , Иванов электротехника с основами электроники. - М.: Высшая школа, 2004

2.  , Савелов . - Ростов-на Дону: Феникс, 2004

Дополнительная:

1.  и др. Схемотехника электронных систем. Аналоговые и импульсные устройства. – СПб.: БХВ-Петербург, 2004

2.  Прянишников . Курс лекций. - СПб.: Корона принт,2000

3.  Герасимов промышленной электроники. - М.: Высшая школа, 1996

4.  , Иванов материал по электротехнике с основами электроники. - М.: Мастерство, 2000

5.  , и др. Основы полупроводниковой электроники. Учебное пособие. – М.: Горячая линия – Телеком, 2005

6.  Карлащук лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. – М.: Солон – Р, 2005

7.  , Панков . – М.: Высшая школа, 2006

8.  Новожилов цифровой электроники. Учебное пособие. – М.: ИП РадиоСофт, 2004

9.  Марченко электроники. Учебное пособие. – М.: ДМК Пресс,2008

10.  ГОСТ. Диоды полупроводниковые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

11.  ГОСТ . Транзисторы биполярные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

12.  ГОСТ . Тиристоры. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

13.  ГОСТ . Транзисторы полевые. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

14.  Микросхемы интегральные. Термины, определения и буквенные обозначения параметров

15.  www. /russia. Multisim. User Guide, 2007

16. www. /russia. ponent Reference Guide, 2007

17. Москатов по полупроводниковым приборам. -

Таганрог, 2004

18. Москатов техника. – Таганрог, 2004

6 . Средства обеспечения освоения дисциплины

Лабораторные и практические занятия проводятся в лаборатории электронной техники в аудитории № 000. Лаборатория оборудована 10 стендами для проведения лабораторных работ по радиоэлектронике 87Л-01 ( выполняются 32 лабораторных работы), осциллографами С1- 73 – 1о штук, С1 –шт., С1-118А – 3 шт. и др.

В аудитории 307 установлены 5 персональных компьютеров, на которых проводятся лабораторные работы с использованием специализированных компьютерных программ моделирования электронных устройств Electronics Workbench – Multisim фирмы Interactive Image Technologies и National Instruments. Для каждой лабораторной работы разработаны методические указания.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

дисциплины

«Электронная техника»

Подписано в печать Формат 60х84/16. Бумага для множ. аппаратов.

Печать плоская. Усл. печ. л. Уч.-изд. л. Тираж экз. Заказ №

ГОУ ВПО «Российский государственный профессионально-педагогический университет». Екатеринбург, .

Ризограф ГОУ ВПО РГППУ. Екатеринбург,