А.Т.Трубачев
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
по выполнению
самостоятельной контрольной работы
по дисциплине
Б1.В.ОД.14 Основы электроники
для студентов II-III курса
по направлению подготовки 25.03.02
заочной формы обучения
(Предварительная редакция)
Москва – 2018
Методические указания составлены в соответствии с требованиями рабочей программы по дисциплине Б1.В.ОД.14 «Основы электроники», обязательными по направлению подготовки 25.03.02 Техническая эксплуатация авиационных электросистем и пилотажно-навигационных комплексов, квалификация (степень) – бакалавр.
Дисциплина преподается на кафедре Электротехники и авиационного электрооборудования факультета Авиационных систем и комплексов.
Цель освоения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Основы электроники» является формирование знаний студентов в области устройства, принципов работы элементов современной электроники, построения схем и работы основных узлов электронных устройств, применяющихся в бортовом оборудовании, необходимых для грамотной эксплуатации авионики.
Задачи изучения дисциплины
Приобретение знаний основных физических процессов и законов электроники, овладение методами расчета различных электронных устройств, анализа их режимов работы, а также практическими приемами безопасной работы с ними в процессе эксплуатации.
Содержание дисциплины
Раздел. 1. Элементы электронных устройств.
Тема 1.1. Физические процессы в полупроводниках. Собственная и примесная проводимость. Электронно-дырочный переход. Переход Шоттки.
Физические процессы в полупроводниках.
Тема 1.2. Полупроводниковые диоды. Биполярные транзисторы. Полевые транзисторы. IGBT транзисторы. Тиристоры.
|
|
Тема 1.3. Элементы оптоэлектроники.
Раздел. 2. Аналоговые электронные устройства.
Тема 2.1. Усилительные каскады. Операционные усилители.
Классификация, параметры и характеристики усилителей. Основные параметры и характеристики усилителей. Режимы работы усилителей.
Тема 2.2. Стабилизаторы. Выпрямители. Инверторы.
Тема 2.3. Передаточные функции. Активные фильтры.
Раздел. 3. Цифровые электронные устройства.
Тема 3.1. Типовой логический ключ. Основные типы логики. Интегральные микросхемы. Основные типы логики. Типовой логический ключ. Логические элементы на комплементарных транзисторах с изолированным затвором (КМДП или КМОП).
Тема 3.2. Основы алгебры логики. Логические цифровые устройства; триггеры, счетчики, регистры, дешифраторы.
Тема 3.3. Понятие о микропроцессорах. Цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
Тематика самостоятельной работы студентов:
Собственная и примесная проводимости. Электронно-дырочный переход. Переход Шоттки. Эффекты полупроводников. Эффект Ганна. Тоннельный Эффект. Эффект Холла. Свойства электронно-дырочного перехода. Полупроводниковые диоды.
Полупроводниковые диоды. Конструкция и основные параметры полупроводниковых диодов. Выпрямительные диоды. Импульсные диоды. Варикапы. Стабилитроны и стабисторы. Биполярные транзисторы. Конструкция биполярных транзисторов. Принцип действия биполярных транзисторов. Схемы включения биполярных транзисторов. Входные, выходные характеристики. Схемы замещения. Частотные свойства биполярных транзисторов. Температурное свойство биполярных транзисторов. Диоды Шоттки. Полевые транзисторы. Полевые транзисторы с управляющим переходом. Полевые транзисторы с изолированным затвором. Режимы работы полевых транзисторов. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (БТИЗ или IGBT транзисторы). Конструкция и принцип действия БТИЗ. Основные параметры БТИЗ. Тиристоры. Динисторы. Тринисторы. Симисторы. Фототиристоры. Основные параметры тиристоров.
|
|
Фотодиоды, классификация и принцип действия. Светодиоды. Оптроны. Светодиодные и жидкокристаллические индикаторы. Жидкокристаллические дисплеи. Плазменные панели. Органические светодиодные дисплеи. Дисплеи на углеродных нанотрубках.
Влияние обратных связей на работу усилителей. Усилители постоянного тока. Дифференциальные усилители. Усилительные каскады. Операционные усилители (ОУ). Схемы соединения ОУ. Исследование характеристик и расчет параметров дифференциального усилительного каскада (ДУ).
Классификация выпрямителей. Схемы соединения. Параметры и характеристики выпрямителей. Выпрямители. Стабилизаторы линейные, импульсные. Схемы включения и характеристики. Инверторы. Исследование мультивибратора на операционном усилителе (ОУ). Передаточные функции электронных устройств. Активные фильтры. Инверторы. Активные фильтры. Исследование активного фильтра на операционном усилителе (ОУ). Транзисторно-транзисторная логика (ТТЛ). Транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки (ТТЛШ). Интегральные микросхемы. Плёночные микросхемы. Гибридные интегральные микросхемы. Полупроводниковые микросхемы. Типовой логический ключ, основные типы логики.
|
|
Основы алгебры логики. Логические элементы. Триггеры, счетчики, регистры, дешифраторы. Понятие о микропроцессорах. Цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-цифровые преобразователи. Цифровые запоминающие устройства. Триггеры, счетчики, регистры, дешифраторы.
Основная литература:
1. Лачин В. И. Савелов Н.С. Электроника: учебное пособие для ВТУЗов. — Ростов н/Д: Феникс, 2005
2. Ермуратский П.В., Лычкина Г.П., Минкин Ю.Б. Электротехника и электроника. – М.: ДМК Пресс, 2011
Дополнительная литература:
1. Витвицкий В.П., Кривенцев В.И. Авиационная электроника. Ч.I. Аналоговые электронные устройства авиационной автоматики. - М.: МГТУ ГА, 2002
2. Витвицкий В.П., Кривенцев В.И. Авиационная электроника. Ч.II. Цифровые электронные устройства авиационной автоматики. - М: МГТУ ГА, 2002
3. Рекус Г.П. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники. М.: Высшая школа. 2001
4. Лашин В.Ю., Майская Е.Р. Электротехника и электроника. Пособие по выполнению лабораторных работ. - МГТУ ГА, 2011
5. А.А. Савелов А.Т. Трубачев. Основы электроники. Пособие по выполнению курсовой работы для студентов направления 162500 всех форм обучения. - М.: МГТУ ГА, 2012
6. Карлащук В.И. Электронная лаборатория на IBM PC. Программа Electronics Workbench и ее применение. Изд. “Солон-Р”, Москва, 1999 г.
7. Нестеренко Б.К. Интегральные операционные усилители. Справочное пособие по применению. М.:Радио и связь, 1985 г.
Электронные ресурсы
Электронные ресурсы библиотеки Университета -электронные версии пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы.
Пакеты прикладных программ:
MathCad,
EletronicsWorkBench,
Multisim
Контрольная работа по дисциплине
Требования к оформлению контрольной работы
Контрольная работа должна быть выполнена на стандартных листах формата А4. Электрические схемы изображаемые вручную должны выполняться в соответствии с требованиями ЕСКД. В начале каждого задания приводится его содержание, номер варианта, шифр зачетной книжки, числовые значения исходных данных. Результаты расчетов на ЭВМ приводятся в виде распечаток рабочих окон в текстовом формате Word или с представлением рабочего файла расчетной задачи. В конце работы приводится перечень использованной литературы.
Первая цифра варианта должна соответствовать четности (если нуль) или нечетности (если единица) предпоследней цифры номера зачетной книжки, последняя цифра номера варианта и номера зачетной книжки должны совпадать.
Результаты самостоятельной работы студента оцениваются по выполненному домашнему заданию в форме контрольной работы (КДЗ).
Выполнение контрольной работы осуществляется студентом самостоятельно и сдается на проверку преподавателю.
Защита контрольной работы
Контрольная работа считается выполненной, если студент:
- владеет теоретическими знаниями по теме контрольной работы;
- в полном объеме выполнил контрольную работу;
- дал исчерпывающие ответы на вопросы при защите контрольной работы.
Контрольная работа считается не выполненной, если студент не выполнил условия для защиты.
Необходимо обладать знаниями, позволяющими:
1) Начертить схему электрической цепи с обозначением узлов и элементов ветвей.
2) Рассчитать переходной процесс классическим методом, т.е. определить зависимости от времени мгновенных значений всех токов схемы и напряжений на всех ее пассивных элементах.
3) Рассчитать переходный процесс операторным методом, результаты сравнить с классическим.
4) Построить графики зависимостей от времени всех токов и напряжений на реактивных элементах.
5) Выполнять преобразование логических функций.
6) Составлять логические схемы с использованием стандартных элементов комбинационной и последовательностной логики.
7) Иметь возможность составлять схемы функциональных узлов с применением аналоговых и дискретных элементов.
| Варианты задач контрольноой работы (КДЗ) | |||
| № варианта | 1-я задача | 2-я задача | 3-я задача |