ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано	Утверждаю
___________________ Руководитель ООП по направлению 140400 проф. А.Е. Козярук	_______________________ Зав. кафедрой ЭЭЭ проф. А.Е. Козярук

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

учебной дисциплинЫ
«ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ»
Направление подготовки бакалавра
210100–электроника и наноэлектроника

Профиль промышленная электроника
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения:очная

Составитель: доцент каф. ЭС И.И. Растворова

Доцент каф. ЭСА.Л. Камышев

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2012
1. Цели и задачи дисциплины «Физические основы электроники» (ФОЭ) - изучение студентами физических процессов в дискретных полупроводниковых приборах, интегральных микросхемах и некоторых специальных приборах современной электроники; изучение их устройства, параметров, характеристик; принципов построения и функционирования типовых электронных устройств, а также основных методов их расчета.

2. Место дисциплины в структуре ООП:

«Физические основы электроники» относятся к базовым дисциплинам математического и естественнонаучного цикла Б2 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Электропривод и автоматика» направления «Электроэнергетика и электротехника» .

ФОЭ базируется на таких дисциплинах, как «Физика», Теоретические основы электротехники». Знания, полученные при освоении ФОЭ, необходимы для изучения дисциплин: «Элементы систем автоматики», «Микропроцессорная техника»,

« Управление техническими системами», а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы.

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

 основы физики полупроводников (ПК-41);

 принцип действия, свойства и параметры полупроводниковых приборов;

 параметры, конструктивно-технологические особенности интегральных

микросхем (ИМС), их разделение по функциональному назначению (ПК-39);

 принципы работы, параметры и области применения основных электронных

устройств (ПК-39);

 особенности проектирования электронной аппаратуры на базе ИМС (ПК-42);

Уметь:

  правильно выбрать элементную базу и обосновать структуру электронного

устройства (ПК-45);

 произвести приближенные расчеты параметров основных электронных устройств (ПК-41);

 использовать электронные устройства с соблюдением правил техники

безопасности (ПК-22);

Владеть:

• 
  навыками анализа своих возможностей, готовностью приобретать новые знания, использовать различные средства и технологии обучения (ОК-6);
  
• 
  навыками применения методов теоретического и экспериментального исследования электронных устройств (ПК-2);
  
• 
  навыками обработки результатов экспериментов (ПК-44);
  

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет ____5_______ зачетных единиц.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
		5
Аудиторные занятия (всего)	102	102
В том числе:	-	-	-	-	-
Лекции	68	68
Практические занятия (ПЗ)	-	-
Семинары (С)	-	-
Лабораторные работы (ЛР)	34	34
Самостоятельная работа (всего)	78	78
В том числе:	-	-	-	-	-
Курсовой проект (работа)	-	-
Расчетно-графические работы	35	35
Реферат
Другие виды самостоятельной работы	43	43
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	экзамен	экзамен
Общая трудоемкость час зач. ед.	180	180
	5	5

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1.	Задачи и содержание дисциплины. Основы физики полупроводников	Основы физики полупроводников. Предмет курса, его содержание. Пути развития и перспективы электроники. Физические основы и элементы полупроводников. Электронно-дырочный переход, его вольтамперная характеристика, его свойства.
2.	Полупроводниковые приборы	Полупроводниковые диоды различного назначения, их устройство, характеристики, параметры. ББиполярные и полевые транзисторы: физические процессы, устройство, схемы включения, характеристики, параметры, назначение. Тиристоры: принцип действия, устройство, характеристики. Элементы оптоэлектроники: общие сведения о компонентах оптоэлектроники, управляемые источники света, фотоприемники, оптические линии связи, оптроны. Индикаторные приборы, их характеристика и классификация. Принципы действия, параметры, характеристики, области применения.
3.	Физические основы интегральной микроэлектроники	Интегральные микросхемы (ИМС), их классификация. Технология изготовления полупроводниковых и гибридных ИМС, их конструктивное оформление. Деление ИМС по функциональному назначению: аналоговые (линейные) ИМС, цифровые (логические) ИМС. Общие принципы проектирования электронной аппаратуры на базе ИМС
4	Маломощные электронные источники питания	Основные схемы выпрямителей однофазного переменного тока. Сглаживающие фильтры. Параметрические и компенсационные стабилизаторы постоянного тока и напряжения. Интегральные источники питания.
5	Электронные усилители	Транзистор как усилитель. Классификация усилителей, их параметры, характеристики, классы усиления. Обратная связь в усилителях, ее влияние на их параметры и характеристики. Усилители низкой частоты: каскады предварительного усиления, выходные каскады. Усилители постоянного тока. Дрейф нуля. Симметричные и несимметричные дифференциальные усилители. Операционные усилители (ОУ), параметры, характеристики. Типовые операционные схемы
6	Генераторные устройства	Условия самовозбуждения. Схемы генераторов высокочастотных и низкочастотных колебаний. Стабилизация частоты. Интегральные генераторы.
7	Импульсные устройства	Преимущества передачи информации в виде импульсных сигналов. Ключевой режим работы транзистора. Интегральные ключи. Нелинейный режим работы операционного усилителя. Компараторы. Мультивибраторы, их разновидности.
8	Логические и цифровые устройства	Общие сведения о логических ИМС. Основы алгебры логики. Логические ИМС, их классификация, параметры. Базовые логические ИМС на основе биполярных – и МДП – транзисторных структур. Интегральные RS- , Д-, Т-, JK – триггеры. Микроэлектронные цифровые узлы и устройства, работа, назначение, области применения.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

№ п/п	Наименование обеспе-чиваемых (последую-щих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
		1	2	3	4	5	6	7	8	…
1.	Элементы систем автоматики		+		+	+	+	+	+
2.	Микропроцессорная техн6ика	+		+					+
3.	Управление техническими системами				+	+	+		+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семин	СРС	Все-го час.
1.	Задачи и содержание дисциплины. Основы физики полупроводников	5	-	-	-	-	5
2.	Полупроводниковые приборы	12	-	8	-	10	30
3.	Физические основы интегральной микроэлектроники	4	-	2	-	2	8
4.	Маломощные электронные источники питания	8	-	4	-	6	18
5.	Электронные усилители	14	-	8	-	24	46
6.	Генераторные устройства	8	-	4	-	8	20
7.	Импульсные устройства	5	-	4	-	14	23
8.	Логические и цифровые устройства	12	-	4	-	14	30

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Наименование лабораторных работ	Трудо-емкость (час.)
1.	2	Исследование полупроводниковых диодов ; исследование биполярного транзистора; исследование полевых транзисторов; исследование тиристора	8
2.	3	Исследование логических ИМС	2
3.	4	Исследование электронного источника питания; исследование параметрического и компенсационного интегрального стабилизатора напряжения	4
4.	5	Исследование усилителя напряжения низкой частоты; исследование эмиттерного повторителя; исследование операционного усилителя; исследование типовых аналоговых операционных схем	8
5.	6	Исследование LC - и RC – автогенераторов гармонических колебаний	4
6.	7	Исследование мультивибратора на ИМС; исследование компаратора на базе операционного усилителя;	4
7	8	Исследование интегральных триггеров; микроэлектронные цифровые узлы и устройства	4

7. Практические занятия (семинары)

Не предусмотрены

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)_______________________________

_Курсовая работа не предусмотрена.

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература
_1. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая техника. Учебник для вузов, М: Горячая Линия – Телеком, 2002 г.

2. Лачин В.И. Соловьев Н.С. Электроника: Учебник для вузов, Ростов–на–Дону: Феникс, 2000 г..

3. Браммер Ю.А., Пащук И.Н. Импульсные и цифровые устройства, М.: Высшая школа, 1999 г.

4. Стороженко С.В., Большунова О.М., Коржев А.А. Электроника. Лабораторный практикум. СПб: СПГГИ, 2008г.
б) дополнительная литература

1.. Горбачев Р.И., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. Учебник для вузов / Под ред. В.А. Лобунцова. М.: Энергоатомиздат. 1988 г.

2. Основы промышленной электроники. Учебник для вузов / В.Г. Герасимов, О.М Князьков, А.Е. Краснопольский, В.В. Сухоруков; под. ред. В.Г. Герасимова. – 4-е изд. М.: Высшая школа, 1987.г.

в) программное обеспечение

Используется программа, предназначенная для обучения и контроля знаний по логическим элементам и микроэлектронным узлам и устройствам вычислительной техники Elemhl.ехе.

г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Не предусмотрены

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Лабораторные занятия проводятся в специализированной лаборатории электроники и преобразовательной техники, имеющей 12 лабораторных стендов, на которых установлены макеты лабораторных работ с полным оснащением современной контрольно-измерительной аппаратурой.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Примерная программа предусматривает возможность обучения в рамках поточно-групповой системы обучения. Лабораторные работы выполняются фронтально. Для текущего контроля успеваемости используется устный опрос. Итоговая оценка успеваемости ставится по результатам тестирования

Разработчик:

Доцент кафедры электротехники,

электроэнергетики и электромеханики

НМСУ Стороженко С.В.

Заведующий кафедрой электротехники,

электроэнергетики и электромеханики

НМСУ, профессор Козярук А.Е.