Университет | Отделение прикладной математики | Рабочие программы
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОЛОГОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА «ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА»
ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
Рабочая программа
ВВЕДЕНИЕ
Электроника – одна из наиболее бурно развивающихся наук, в значительной степени определяет современное состояние техники. Именно благодаря её развитию стремительно меняются машиностроение, вычислительная техника, автоматика. Электронные схемы общего назначения являются разновидностью электрических схем, методика расчета которых имеет свои особенности, обусловленные нелинейностью и, иногда, неопределенностью характеристик электронных приборов. Несмотря на большое количество выпускаемых электронной промышленностью полупроводниковых элементов расчету электронных схем присущи вполне определенные закономерности; существует сравнительно небольшое количество правил, методов и практических приемов, позволяющих выполнить ориентировочный расчет электронного устройства. Вместе с тем, сильная зависимость характеристик и параметров полупроводниковых приборов от внешних факторов, наиболее значительным из которых является температура, достаточно большая технологическая неопределенность параметров серийно выпускаемых элементов сильно ограничивают количество типовых расчетных схем, требования точности и упрощают задачу синтеза.
Круг типовых полупроводниковых приборов, изучаемых в курсе «Физическая электроника», ограничен: полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы. Статические и динамические характеристики приборов описаны в справочниках и технической литературе с различной степенью детальности. Предлагаемые в методических указаниях сведения по расчету электронных схем позволяют на основе справочных данных и знаний типовых характеристик элементов выполнить начальный расчет электронной схемы без применения сложного математического аппарата и средств вычислительной техники.
При изучении материала студентам рекомендуется придерживаться программной последовательности. В результате изучения дисциплины студенты должны знать принципы построения электронных схем, уметь произвести расчет простейших электронных схем и формулировать задание на разработку сложных электронных блоков вычислительной техники и автоматики.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
Литература [1], стр.7 – 86, [2], стр. 5 – 93, [4], стр. 5 – 10, 18 – 21, 37 – 44, 50 – 52, 9 – 137.
Основные положения теории электропроводности проводников. Влияние примеси на электропроводность. Процессы в p-n переходе.
Полупроводниковые диоды
Понятие диода. Вольтамперная характеристика идеального и реального диода. Электрический и тепловой пробой p-n перехода. Модели диодов. Типы диодов. Условные обозначения.
Биполярные транзисторы
Принцип действия, схемы включения, статические характеристики. Модели биполярных транзисторов. Типы транзисторов. Условные обозначения.
Полевые транзисторы
Классификация. Полевые транзисторы с p-n переходом: статические характеристики, модели, условные обозначения. МОП-транзисторы с встроенным и индуцированным каналом: статические характеристики, основные параметры, модели, условные обозначения.
Микроэлектронные приборы
Понятие интегральной схемы. Классификация интегральных схем. Основные технологии производства.
Оптоэлектронные приборы
Светодиоды, фотоприемники, оптроны. Классификация и условные обозначения приборов.
СХЕМОТЕХНИКА
Литература [1], стр. 87-315, [2], стр. 120 – 488, [4], стр.10 – 18, 25 – 38, 45 – 48, 53-85, [5] 144 - 169
Выпрямители
Однофазные схемы. Принцип действия. Основные характеристики схем. Емкостная фильтрация напряжения в источниках питания.
Основные транзисторные схемы
Источники тока
Источники тока на биполярных и полевых транзисторах. Расчет параметров, сравнительная характеристика различных схем.
Усилители.
Усилительный каскад "общий коллектор". Расчет каскада по постоянному и переменному току. Сложные схемы эмиттерных повторителей. Усилительный каскад "общий сток". Расчет каскада по постоянному и переменному току. Сравнительная характеристика повторителей напряжения. Усилительный каскад "общий эмиттер". Расчет каскада по постоянному и переменному току. Каскады усилителей мощности. Двухтактные выходные каскады класса В и АВ. Расчет усилителя. Дифференциальные усилители постоянного тока: определение, назначение, основные параметры. Расчет схем. Операционные усилители. Схемы, параметры, классификация интегральных ОУ, коррекция операционных усилителей.
Схемы на операционных усилителях
Основные схемы включения операционных усилителей: инвертирующий, неинвертирующий, суммирующий, вычитающий, интегрирующий преобразователи.
Генераторы колебаний.
Генераторы синусоидальных колебаний. Условия самовозбуждения схем. Мост Вина. Разновидности схем генераторов с мостом Вина.
Генераторы линейно - изменяющегося напряжения. Генераторы импульсов треугольной формы.
Стабилизаторы напряжения
Определения и основные характеристики стабилизаторов. Параметрические и компенсационные схемы.
ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторные работы по дисциплине выполняются с использованием пакета программ моделирования электронных схем «Electronics Workbench» версии 5.12 фирмы Interactive Image Technologies.
Перечень лабораторных работ
o Лабораторная работа № 1. Исследование выпрямителя.
o Лабораторная работа № 2. Исследование транзисторных усилителей.
o Лабораторная работа № 3. Проектирование генератора синусоидальных колебаний.
o Лабораторная работа № 4. Проектирование мультивибратора.
ЛИТЕРАТУРА
Основная
1. Забродин Ю.С. Промышленная электроника.- М.: Высш. школа, 1982.- 496 с.
2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника.- М.: Высш. школа, 1982.- 495 с.
3. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника.- М.: Высш. школа, 1988.- 320 с.
4. Водовозов А.М. Схемотехника: Учебное пособие.- Вологда, ВоПИ, 1995.- 95 с.
5. Прохончуков С.Р., Кравец О.Я. Основы электроники: Курс лекций.- Воронеж: Центрально-Черноземное книжное издательство, 2000.- 100 с.
Дополнительная
1. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство/ Пер. с нем.- М.: Мир, 1982.- 512 с.
2. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: В 2-х томах. Т. 1/ Пер. с англ.- М.: Мир, 1983.- 598 с.
3. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций.- СПб.: КОРОНА принт, 1998.- 400 с.
Университет | Отделение прикладной математики | Рабочие программы