- •Общие сведения Сведения об эумк
- •Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •1. Лабораторные занятия, их характеристика
- •2. Контрольные работы, их характеристика
- •4. Литература
- •15. Разевиг, в.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 / в.Д. Разевиг. – м.: Солон–р, 2000. – 706 с.
- •Теоретический раздел Лекции
- •Тема1. Определение и классификация электронных приборов
- •Тема 2. Физические явления полупроводниковой электроники
- •2.1.3. Температурные свойства p-n-перехода
- •2.1.4. Частотные и импульсные свойства p-n-перехода
- •2.1.5. Переход металлполупроводник
- •Тема 3 Полупроводниковые диоды
- •Тема 4. Биполярные транзисторы
- •2.3. Системы параметров z,y,h.
- •В системе z–параметров напряжения на входе и выходе четырехполюсника зависят от токов ;
- •В этом случае сами параметры можно записать как:
- •3. Работа биполярного транзистора с нагрузкой
- •Тема 5. Полевые транзисторы
- •5. 1 Инженерные модели полевых транзисторов
- •5.1.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
- •3.2.2. Полевой моп-транзистор с изолированным затвором
- •Тема 6. Переключающие приборы
- •6.2. Триодные тиристоры
- •6.3. Симметричные тиристоры (симисторы)
- •Тема 7. Элементы интегральных микросхем
- •7.1. Пассивные элементы интегральных микросхем
- •Тема 8. Компоненты оптоэлектроники
- •8.2. Характеристики светодиодов
- •8.3. Основные параметры светодиодов
- •8.4. Полупроводниковые приемники излучения
- •8.5. Фоторезисторы
- •8.6. Характеристики фоторезистора
- •5.7. Параметры фоторезистора
- •5.8. Фотодиоды
- •5.9. Характеристики и параметры фотодиода
- •5.10. Фотоэлементы
- •5.11. Фототранзисторы
- •5.12. Основные характеристики и параметры фототранзисторов
- •5.13. Фототиристоры
- •5.14. Оптопары
- •Тема 10 аналоговые устройства
- •Тема 11. Цепи питания транзисторов в режиме покоя
- •Тема12 . Усилительные каскады
- •12.1. Усилительный каскад с общим эмиттером
- •12.2. Усилительный каскад по схеме с общей базой
- •12.3 . Усилительный каскад с общим коллектором
- •12.4. Усилительные каскады на полевых транзисторах
- •12.5. Усилители большой мощности
- •Тема 13. Обратные связи в усилителях и генераторах
- •Тема 14. Усилители постоянного тока
- •14.1. Дифференциальные усилители
- •Тема 15.Операционные усилители
- •15.3. Неинвертирующий усилитель на оу
- •3.4.5. Параметры операционных усилителей
- •Тема 16. Электронные ключи
- •16.1. Электронный ключ на биполярном транзисторе
- •16.3. Быстродействующие ключи на биполярном транзисторе
- •16.4. Ключи на полевых транзисторах
- •Тема 17 цифровые логические устройства
- •Тема 18. Триггеры
- •Тема19. Мультивибраторы
- •8.5.1. Симметричный транзисторный мультивибратор
- •Тема 20. Анализ электронных схем на эвм
- •20.1. Математические модели полупроводниковых диодов
- •20.2. Нелинейная модель полупроводникового диода
- •1.3. Алгоритм определения параметров нелинейной модели диода
- •20.3. Математические модели биполярных транзисторов
- •3.2. Модель Эберса – Молла
- •3.3. Малосигнальная физическая т-образная эквивалентная схема
- •3.5. Модель Гуммеля – Пуна
- •3.6. Частотные свойства бт
- •Практический раздел
- •Контрольные работы
- •Контрольное задание № 1
- •Задача №1
- •Исследование температурной нестабильности и расчет усилителей на биполярных транзисторах Цель занятия
- •Краткие теоретические сведения
- •Исходные данные для расчета
- •Порядок выполнения задания
- •Приложение 2 Параметры биполярных транзисторов
Министерство образования Республики Беларусь
Учреждение образования
Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники
Факультет непрерывного и дистанционного обучения
Кафедра Электроники
Электронный учебно-методический комплекс
по дисциплине
“Электронные приборы”
Для студентов специальности
1–40 01 01 – Программное обеспечение информационных технологий
1–40 03 01 – Искусственный интеллект
1–53 01 02 – Автоматизированные системы обработки информации
1–53 01 07 – Информационные технологии и управление в технических системах
Минск 2010
Общие сведения Сведения об эумк
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Электронные приборы» предназначен для студентов всех инженерно специальностей вузов, а также может быть использован преподавателями, аспирантами и практическими работниками предприятий.
Электронный учебно-методический комплекс составлен на основе рабочей учебной программы по курсу «Электронные приборы», утверждённой деканом факультета непрерывного и дистанционного обучения <дата утверждения>, регистрационный № УД 11‑XX‑YY/Р и рабочего учебного плана специальностей. 1 – 53 01 02, I–53 01 07, I-40 01 01, I-40 03 01.
Составитель:
В.Н.Путилин, доцент кафедры электроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники», кандидат технических наук.
Рассмотрен и рекомендован к изданию на заседании кафедры электроники, протокол № __ от 28.06.2010.
Одобрен и рекомендован к изданию методической комиссией факультета радиотехники и электроники , протокол № __ от __.__.2010.
Методические рекомендации по изучению дисциплины
В соответствии с учебным планом студенты дистанционной формы обучения экономических специальностей изучают курс «Электронные приборы».
Учебным планом по данному курсу предусмотрено изучение теоретических вопросов, практические задачи по наиболее актуальным темам, выполнение 2-х контрольных работ. Изучение курса заканчивается сдачей экзамена. К сдаче экзамена студенты допускаются только при условии выполненных и защищенных контрольных работ.
Рекомендуется изучать курс «Электронные приборы» в соответствии с рабочей программой. Сначала необходимо ознакомиться с содержанием курса, затем изучить рекомендуемую литературу, обращая внимание на вопросы, выделенные в рабочей программе, после чего изучить теоретическое изложение курса по приведенным разделам, темам и вопросам, ответить на контрольные вопросы, выполнить задачи для решения (выполнения контрольных работ) в соответствии с заданием.
Так как теоретический материал излагается в строгой логической последовательности, рекомендуется изучать данную дисциплину в указанной выше последовательности.
При изучении дисциплины необходимо предварительное изучение процессов, происходящих в электронных приборах и устройствах на их основе; проведение практических занятий и выполнение контрольных заданий. получение навыков инженерного расчета и анализа электронных схем, а также приобретение очень важного навыка анализа и физической интерпретации результатов проведенных расчетов
При выполнении задания в рабочую тетрадь заносится следующая информация: исходные данные; принципиальные схемы устройств; выражения, по которым проводятся расчеты; промежуточные и окончательные результаты расчетов; ответы на вопросы, набранные курсивом по тексту в пункте «Порядок выполнения задания», и на предложенный преподавателем контрольный вопрос. Принципиальные схемы устройств и графики характеристик должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД.
Полученные при выполнении расчетов значения параметров элементов (резисторов и конденсаторов) принципиальных схем различных устройств необходимо округлять до номинальных значений согласно рядам ГОСТ (прил. 1). Значения резисторов выбирать из ряда, соответствующего допустимому отклонению ±5 %, конденсаторов — ±20 %. При проведении всех последующих расчетов оперировать только номинальными значениями.
Справочные данные по биполярным транзисторам, необходимые для проведения инженерных расчетов при выполнении задания, содержатся в прил. 2, а семейства их статических вольт-амперных характеристик — в прил. 3.
.
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет
информатики и радиоэлектроники»
УТВЕРЖДАЮ
Декан факультета ФЗВиДО
________ А.В. Ломако
__.___.200_.
Регистрационный № УД-___________/р.1
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ
Рабочая учебная программа для специальности:
1–40 01 01 – Программное обеспечение информационных технологий
1–40 03 01 – Искусственный интеллект
1–53 01 02 – Автоматизированные системы обработки информации
1–53 01 07 – Информационные технологии и управление в технических системах
Факультет заочного, вечернего и дистанционного обучения
Кафедра Электроники
Курс (курсы) 2
Лабораторные
Занятия ___2 _
Контрольные работы ___2__ Экзамен_2 курс
Всего часов Форма получения
по дисциплине ___90___ высшего образования дистанционная
2008
Составил:
В.Н. Путилин, кандидат технических наук, доцент кафедры электроники Учреждения образования «Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники»
Учебная программа составлена на основе типовой учебной программы Электронные приборы, утвержденной Министерством образования Республики Беларусь 27.06.2008, регистрационный № ТД–I.056/тип. и учебных планов специальностей 1 – 53 01 02, I–53 01 07, I-40 01 01, I-40 03 01.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры электроники протокол № 9 от 21.04.08
Заведующий кафедрой электроники С.В. Дробот
СОГЛАСОВАНО:
Председатель Совета факультета компьютерных систем и сетей
__________________ Б.В. Никульшин
Председатель Совета факультета информационных технологий и управления
__________________ Р.Е. Сердюков
Начальник ОМОУП______________Ц.С.Шикова
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Цель преподавания дисциплины. Курс «Электронные приборы» является базовым курсом для формирования у студентов знаний активных элементов, навыков и умений, позволяющих им осуществлять схемотехническое проектирование усилительных и цифровых устройств и применять их для создания более сложных современных устройств систем управления.
Целью настоящего курса является изучение принципа действия, основных характеристик и параметров электронных приборов, методов анализа электронных устройств с помощью эквивалентных схем, способов обеспечения режима работы электронных приборов по постоянному току и других вопросов схемотехники устройств управления.
Задачи изучения дисциплины. В результате изучения курса «Электронные приборы» студент должен:
знать:
– физические основы явлений, принципы действия, устройство, параметры, характеристики электронных приборов и элементов микроэлектроники и их различных моделей, используемых при анализе и синтезе управляющих устройств;
– типовые схемотехнические решения аналоговых, импульсных и цифровых устройств различного функционального назначения.
уметь:
– использовать полученные знания для правильного выбора активного прибора и задания рабочего режима по постоянному току;
– находить параметры приборов по их характеристикам;
– определять влияние режимов и условий эксплуатации на параметры приборов;
– выполнять анализ и синтез аналоговых, импульсных и цифровых устройств.
– работать с электронными приборами и аппаратурой, используемой для исследования характеристик и измерения параметров приборов, а также различных аналоговых, импульсных и цифровых устройств на их основе;
– работать с технической литературой, справочниками, стандартами, технической документацией по электронным приборам.
иметь представление о:
– состоянии и перспективах развития электронных приборов;
– использовании аналоговых и цифровых устройств в системах управления.
Перечень дисциплин, усвоение которых необходимо для изучения данной дисциплины.
Физика. Разделы: электричество, физика твердого тела, квантовая физика.
Высшая математика. Разделы: дифференциальное и интегральное исчисление.
Теория электрических цепей.
СОДЕРЖАНИЕ
Ку р с |
Название и содержание тем (по типовой или учебной программе) |
Контрольн. работа (номер и тема по .2) |
Лабора-торная -работа с указанием вида 1 (по п.1) |
Оснаще-ние конт-рольных и лабораторных работ (по п.5) |
Литера-тура (по п.4) |
Рекоменд. объем для изучения (в часах)2 |
Форма контроля знаний (зачет по контрольной работе, тесты, защита лабораторной работы, защита курсового проекта, экзамен, зачет) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
Раздел 1. |
|||||||
|
Тема 1. Введение. Классификация электронных приборов. Основные свойства и особенности электронных приборов. |
|
|
|
[3, с. 4-5], [2 с. 6-11], [5 с. 5-10]. |
1 |
Экзамен |
|
Тема 2. Физические основы полупроводниковой электроники. Контактные явления в полупроводниках. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного электронно-дырочного перехода. Емкости перехода. Пробой p-n перехода. Контакт металл-полупроводник. Выпрямляющий и невыпрямляющий контакты. Гетеропереходы. |
|
|
|
[1, с. 5-46], [2, с. 12-51], [3 с. 24-40].
|
2 |
Экзамен |
|
Тема 3. Полупроводниковые диоды. Классификация полупроводниковых диодов Принцип работы, характерис-тики, параметры, схемы включения. Система обозначения полупроводниковых диодов. Влияние температуры на ВАХ. |
|
|
|
[1, с. 47-78], [2, с. 97-139]; [3, с. 40-55], [5 ст. 18-34]. |
3 |
Экзамен |
|
Тема 4. Биполярные транзисторы. Устройство и принцип действия биполярного транзистора (БТ). Схемы включения. Режимы работы. Токи в транзисторе; коэффициенты передачи тока в схемах с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ). Статические характеристики транзистора. Системы Z-, Y-, H- параметров и схемы замещения транзистора. Т- и П-образные эквивалентные схемы транзисторов. Работа транзистора с нагрузкой. Построение нагрузочной прямой. |
2.1 |
|
|
[1, с. 79-179], [2, с. 140-204], [3, с. 56-81], [5, с. 34-52].
|
10 |
Зачет по контрольной работе, Экзамен |
|
Тема 5. Полевые транзисторы . Полевой транзистор (ПТ) с управляющим p-n переходом. Устройство, схемы включения. Принцип действия, Статические характеристики. ПТ с барьером Шотки.. МДП транзисторы со встроенным и индуцированным каналами. Работа ПТ на высоких частотах и в импульсном режиме. Сравнение полевых и биполярных транзисторов. |
|
|
|
[1, с. 180-213], [2, с. 205-244], [3, с. 82-99], [5, с. 52-63]. |
3 |
Экзамен |
|
Тема 6. Переключающие приборы . Устройство, принцип действия, ВАХ, разновидности тиристоров, диодные тиристоры, триодные тиристоры, симисторы, области применения. Параметры и система обозначения |
|
|
|
[1, с. 214-223], [2, с. 262-318], [3, с. 100-106], [5, с. 63-66]. |
3 |
Экзамен |
|
Тема 7. Элементы интегральных микросхем. Пассивные элементы: резисторы, конденсаторы. Биполярные транзисторы в интегральном исполнении с барьером Шотки, многоэмиттерные, с инжекционным питанием. Полупроводниковые приборы с зарядовой связью (ПЗС). |
|
|
|
[3, с. 153-173].
|
3 |
Экзамен |
|
Тема 8. Компоненты оптоэлектроники Классификация элементов оптоэлектроники. Полупроводниковые источники излучения.. Светодиоды, Полупроводниковые приемники излучения: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры. Фотоэлементы. Оптроны и их разновидности. |
|
|
|
[1, с. 328-360], [2, с. 262-318], [3, с. 125-150], [5, с. 86-95].
|
3 |
Экзамен |
|
Тема 9. Приборы отображения информации. Типы электронно-лучевых трубок: осциллографические, трубки индикаторных устройств, кинескопы, трубки дисплеев. Жидкокристаллические индикаторы.. ЖК мониторы,. Газоразрядные индикаторы (ГРИ).. Плазменные индикаторы и мониторы |
|
|
|
[1, с. 282-316], [2, с. 364-393], [3, с. 107-124].
|
4 |
Экзамен |
|
Тема 10. Параметры и характеристики аналоговых устройств. Требования к аналоговым устройствам. |
|
|
|
[3, с. 245-255], [5, с. 135-146] |
4 |
Экзамен |
|
Тема 11. Цепи питания транзистора в режиме покоя. Температурная стабилизация режима работы транзисторов по постоянному току. Рабочая точка усилительного каскада. Построение нагрузочных характеристик. Определение параметров рабочего режима. |
|
|
|
[3, с. 255-260, 269-274].
|
4 |
Экзамен |
|
Тема 12. Усилительные каскады. Усилительные каскады с общим эмиттером и общей базой. с общим истоком, Эмиттерный и истоковый повторители. Применение класса работы активного элемента А., В, АВ, С и D. Двухтактные оконечные каскады. Трансформаторные двухтактные каскады.. Нелинейные искажения в двухтактных каскадах. Бестрансформаторные двухтактные каскады и их расчет. |
2.1. |
1.1 |
5.1 |
[3, с. 275-281], [5, с. 159-193], [18]
|
10 |
Зачет по контрольной работе, защита лабораторной работы |
|
Тема 13. Обратная связь и ее влияние на показатели и характеристики усилительных устройств. Основные способы обеспечения обратной связи. Влияние обратной связи на показатели и характеристики усилительных устройств. |
|
|
|
[3, с. 261-268, 282-288], [5,с. 157-173], |
5 |
Экзамен |
|
Тема 14. Усилители постоянного тока. Усилители постоянного тока прямого усиления. Дрейф нуля. Усилители с преобразованием сигнала. Дифференциальный усилитель. Коэффициент усиления по дифференциальному и синфазному сигналам. Дифференциальные усилитеи с повышенным значением коэффициента усиления и входного сопротивления |
|
|
|
[3, с. 288-291].
|
5 |
Экзамен |
|
Тема 15. Операционные усилители . Интегральные операционные усилители (ОУ) и их классификация Схемотехника входных и выходных каскадов. Основные параметры и характеристики. Инвертирующие и неинвер-тирующие усилители.с точным значением . Cуммирование, вычитание, дифференцирование, интегрирование на ОУ.Активные RC-фильтры и способы их реализации. |
|
|
|
[3, с. 292-323], [5, с. 272-318], [6, с. 127-217].
|
4 |
Экзамен |
|
Тема 16. Электронные ключевые схемы. Одновходовый транзисторный ключ с общим эмиттером: статические режимы, переходные процессы, быстродействие, методы повышения быстродействия. Ключи на полевых транзисторах. Ключи на комплементарных транзисторах. |
2.2. |
|
|
[3, с. 174-188], [5, с. 370-414]. [18]
|
10 |
Зачет по контрольной работе, |
|
Тема 17. Цифровые логические устройства. Основы алгебры логики. Логические функции. Логические элементы и их классификация. Диодно-транзисторная логика; транзисторно-транзисторная логика. Микросхемы ТТЛ с открытым коллектором . Эмиттерно-связанная логика. Интегральная инжекционная логика. Логические элементы на МДП-транзисторах. Параметры логических схем. |
|
1.2 |
5.1 |
[3, с. 188-227], [5, с. 504-518, 631-669], [18]
|
4 |
защита лабораторной работы |
|
Тема 18. Триггеры. Классификация триггеров по функциональному признаку (синхронные, асинхронные), Динамические, установочные и управляющие входы асинхронного триггера. Триггеры на потенциальных логических элементах: с установочными входами (асинхронный RS-триггер, синхронный RS-триггер, D-триггер, T-триггер, MS-триггер, JK-триггер). |
|
|
|
[3, с. 227-238].
|
3 |
Экзамен |
|
Тема 19. Мультивибраторы . Ждущий и самовозбуждающийся мультивибратор с коллекторно-базовыми связями: схема, принцип действия, условия работоспособности, переходные процессы формирования временно устойчивого состояния и восстановления заряда на времязадающем конденсаторе. |
|
|
|
[3, с. 239-244].
|
3 |
Экзамен |
|
Тема 20 Источники питания. Сетевые трансформаторы устройств электропитания. Однофазные выпрямители переменного напряжения – однополупериодные, двухполупериодные, мостовые. Электронные стабилизаторы напряжения. Расчет параметров стабилизатора напряжения: коэффициента полезного действия, коэффициента стабилизации, коэффициента сглаживания пульсаций. Защита стабилизатора напряжения от перегрузок. Импульсные источники питания. |
|
|
|
[1,с.215-395] [2, с. 29-44, 77-192], [3, с. 83-122, 180-233,310-388] |
3 |
Экзамен |
|
. Тема 21. Анализ электронных схем на ЭВМ Математические основы анализа электронных схем. Алгоритмы анализа. Пакеты прикладных программ для изображения и анализа электронных схем: «Pspice (Design Lab)”, “MICRO-CAP”. “PCAD (Accel EDA)”, “Orcad» и др. Сравнительная характеристика пакетов, основы входного языка. Тенденции развития технологии электронных приборов и схемотехники аналоговых и цифровых схем |
|
|
|
[3, с. 389-395].
|
3 |
Экзамен |