Правительство Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
"Национальный исследовательский университет
"Высшая школа экономики"
Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»
Факультет Электроники и телекоммуникаций
Программа дисциплины Общая электротехника и электроника
Часть 2 «Электроника»
Направление подготовки: Управление в технических системах
Специальность 220201.65 Управление и информатика в технических системах (группы А)
Квалификация выпускника: специалист
Автор программы: , к. т.н., *****@***ru
Одобрена на заседании кафедры "Элетроника и наноэлектроника" «___» _________ 2012 г.
Зав. кафедрой ______________
Рекомендована секцией УМС «Электроника» «___»___________ 20 г.
Председатель __________________________
Утверждена УС факультета Электроники и телекоммуникаций «___»____________20 г.
Ученый секретарь________________________
Москва, 2012
Настоящая программа не может быть использована другими подразделениями университета и другими вузами без разрешения кафедры-разработчика программы.
1. Цели и задачи дисциплины
1.1. Цель преподавания дисциплины состоит в изучении:
- принципов работы, схем замещения и характеристик элементной базы современных устройств автоматики.
- методов определения параметров схемотехнических моделей элементной базы.
- принципов построения и функционирования базовых схем современной электроники;
- вопросов применения современных пакетов прикладных программ, в частности, программы SPICE для моделирования электрических цепей, электронных узлов и устройств автоматики.
1.2. Задачи изучения дисциплины.
Подготовить студентов к дальнейшему изучению принципов построения сложных электронных узлов и устройств автоматики, применению средств САПР для моделирования и проектирования узлов автоматики.
1.3. Перечень дисциплин, изучение которых необходимо для
изучения данного курса.
- Электротехника;
- Физика;
- Информатика;
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
Знание и понимание схем замещения, параметров, характеристик полуроводниковых приборов, усилительных каскадов, логических схем и других электронных узлов автоматики, изучаемых в данном курсе. Умение моделировать схемы с помощью современных средств САПР.
3. Объем дисциплины и виды учебной работы (трудоемкость приведена для двух групп).
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |||
5 семестр | |||||
Общая трудоемкость дисциплины | 130 | 130 | |||
Аудиторные занятия | 68 | 68 | |||
Лекции | 34 | 34 | |||
Практические занятия | 17 | 17 | |||
Семинары | - | - | |||
Лабораторные работы | 17 | 17 | |||
Контрольные работы | + | ||||
Коллоквиум | - | - | |||
Самостоятельная работа | 62 | - 62 | |||
Курсовой проект (работа) | - | - | |||
Расчетно-графические работы | - | - | |||
Домашняя работа | 40 | 40 | |||
Другие виды самостоятельной работы | - | - | |||
Вид итогового контроля - экзамен | 22 | 22 |
4. Содержание дисциплины.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий:
Аудиторные занятия | ||||
№ п/п | Раздел дисциплины | Лекции | Практические занятия | Лабораторные работы |
1 | Схемы замещения, параметры и характеристики полупров. приборов | * | * | * |
2 | Усилительные каскады | * | * | * |
3 | Обратные связи в схемах, частотные и переходные характеристики | * | * | |
4 | Операционные усилители, компараторы, фильтры | * | ||
5 | Цифровые ключи, логические элементы, интегральные схемы | * | * | * |
6 | Источники питания, напряжения и тока | * | * | |
7 | Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования | * | * | * |
4.2. Содержание разделов дисциплины:
№ темы | Название раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины | Объем в часах (для 2-х групп) |
1 | Схемы замещения, параметры и характеристики полупров. приборов | Принцип работы полупроводникового диода, схемы замещения, параметры, характеристики. Варикап. Стабилитрон. | |
Принципы работы биполярного, МОП-, GaAs, полевого транзисторов, тиристора, их схемы замещения, параметры, характеристики. Зависимость параметров транзисторов от температуры. | |||
Полупроводниковые фотоприемные устройства: фоторезистор, фотодиод, фототранзистор. Их схемы замещения, параметры и характеристики. Полупроводниковые светоизлучающие приборы. Светодиоды, их схемы замещения, параметры и характетристики. | |||
2 | Усилительные каскады | Усилительные каскады переменного и постоянного тока. Каскады с общим эмиттером, общим коллектром и общей базой. | |
3 | Обратные связи в усилительных устройствах, частотные и переходные характеристики | Положительная и отрицательная обратная связь в усилительных устройствах. Частотные и переходные характеристики усилительных устройств. Влияние обратной связи на характеристики усилительных устройств. | |
4 | Операционные усилители, компараторы, фильтры | Операционные усилители, компараторы, их устройство, назначение, схемы замещения. Реализация функций на операционных усилителях, активные фильтры. | |
5 | Цифровые ключи, логические элементы, интегральные схемы | Ключи на биполярном и полевом транзисторах, их характеристики. Логические элементы, их характеристики и параметры: ТТЛ, ЭСЛ, И2Л, КМОП - схемы. Серии логических схем. | |
6 | Источники питания, напряжения и тока | Стабилизаторы напряжения. Трансформаторные источники вторичного питания. Бестрансформаторные (импульсные) источники вторичного питания. Сравнение различных схем источников вторичного эл. питания. | |
Генераторы тока, их параметры. Схемы источников стабильного тока. | |||
7 | Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования | Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования аналоговых, цифровых и смешанных электронных схем. Краткие сведения о программе PSPICE, ее возможности, работа с программой. Современные методы и средства автоматизации проектирования электронных схем на уровне логических схем и печатных плат (блоков). Логическое моделирование цифровых схем. |
4.3. Понедельный план проведения лекционных и практических занятий. (Для каждой группы лекции - каждую неделю, практические занятия - через неделю.)
№ недели | Темы занятий | Лекции | Практи-ческие |
1 | Принцип работы полупроводникового диода, параметры, характеристики. | * | |
1 | Схемы замещения диода. Варикап. Стабилитрон. | * | |
2 | Принципы работы биполярного транзистора. параметры, характеристики | * | |
2 | |||
3 | Схемы замещения и схемы включения биполярного транзистора. Зависимость параметров транзисторов от температуры. | * | |
3 | Модели транзисторов для автоматизированного проектирования. | * | |
4 | Принцип работы полевых (МОП, GaAs, с управляющим переходом) транзисторов, , параметры, характеристики. | * | |
4 | |||
5 | Принцип работы и характеристики тиристора, | * | |
5 | Схемы замещения и модели полевых (МОП, GaAs, с управляющим переходом) транзисторов и тиристора. | * | |
6 | Разновидности тиристоров, их характеристики и параметры. | * | |
6 | |||
7 | Полупроводниковые фотоприемные устройства: фоторезистор, фотодиод, фототранзистор. Полупроводниковые светоизлучающие приборы. Светодиоды, их схемы замещения, параметры и характетристики. | * | |
7 | Схемы замещения, параметры и характеристики фотоприемных и светоизлучающих устройств | * | |
8 | Усилительный каскад с ОЭ. Его параметры | * | |
8 | |||
9 | Характеристики каскада с ОЭ в частотной и переходной области. | * | |
9 | Каскады с общим коллектром и общей базой. Параметры и характеристики. | * | |
10 | Виды обратной связи. Положительная и отрицательная обратная связь в усилительных устройствах. | * | |
10 | |||
11 | Операционные усилители, их устройство, назначение. Активные фильтры. | * | |
11 | Влияние обратной связи на характеристики усилительных устройств. Обратная связь в ОУ. Реализация функций на операционных усилителях, | * | |
12 | Ключ на биполярном транзисторе, его характеристики. Разновидности ключей. | * | |
12 | |||
13 | Ключи на полевых транзисторах, их характеристики. | * | |
13 | Параметры логических элементов. Логические элементы, их характеристики и параметры: ТТЛ - схемы. | * | |
14 | ЭСЛ, И2Л, КМОП - схемы. Серии логических схем. | * | |
14 | |||
15 | Источники вторичного питания. Трансформаторные источники питания. | * | |
15 | Диодные и транзисторные стабилизаторы напряжения.. Генераторы тока, их параметры. Схемы источников стабильного тока. | * | |
16 | Бестрансформаторные (импульсные) источники вторичного питания. Сравнение различных схем источников вторичного эл. питания. | * | |
16 | |||
17 | Современные методы и средства автоматизации проектирования электронных схем на уровне логических схем и печатных плат (блоков). Логическое моделирование цифровых схем. | * | |
17 | Краткие сведения о программе PSPICE, ее возможности, работа с программой. | * |
2.3. Лабораторные занятия.
№ п/п | Раздел дисциплины | Наименование лабораторных работ |
1 | Схемы замещения, параметры и характеристики полупров. приборов | Исследование статических вольт-амперных характеристик биполярного транзистора и определение параметров его схемотехнической модели для программы PSPICE. |
2 | Схемы замещения, параметры и характеристики полупров. приборов | Исследование статических вольт-амперных характеристик МДП-транзистора и определение параметров его схемотехнической модели для программы PSPICE. |
3 | Цифровые ключи, логические элементы, интегральные схемы | Ключ на биполярном транзисторе |
3 | Методы и средства автоматизации схемотехнического проектирования | Расчет характеристик транзисторов помощью программы PSPICE. |
6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
6.1. Рекомендуемая литература:
а) основная литература
- . , Электроника и микропроцессорная техника// М., Высшая школа, 2004 г., 790 стр.
- Изучение статических вольт-амперных характеристик биполярного транзистора и определение параметров его модели для схемотехнических расчетов. Методические указания к лабораторной работе, Москва, МИЭМ, 2002.
- Изучение статических вольт-амперных характеристик МДП транзистора и определение параметров его модели для схемотехнических расчетов. Методические указания к лабораторной работе, Москва, МИЭМ, 2002.
- Ключ на биполярном транзисторе, . Методические указания к лабораторной работе Москва, МИЭМ, 1998г.
б) дополнительная литература
- , Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab-8, 2003 г.
- , Схемотехническое моделирование с помощью Micro-CAP 7. Радио и связь, 2003 г.
6.2. Средства обеспечения дисциплины.
Программы PSPICE, Micro-CAP 7.
7. Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Лаборатория «Электроники» кафедры «Электроники и электротехники».
Универсальные лабораторные стенды лаборатории «Электроники», цифровые вольтметры В7-35, осциллографы С1-96, генераторы синусоидального сигнала Г3-112 и импульсов Г5-63.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки, Автоматизация и управление
(Номер специальности - Управление и информатика в технических системах.)
Автор программы: _________________ //
