Самостоятельная работа 95 час icon

Самостоятельная работа 95 час


Смотрите также:
Учебная программа дисциплины «Деньги. Кредит. Банки...
Описание дисциплины ЕН.Ф.7. Поверхностные явления и дисперсные системы. ...
Рабочая программа Специальность 032001 (350800) Документоведение и документационное обеспечение...
Самостоятельная работа студентов (срс: 24 час, вес модуля 0...
Название предмета...
Экзамен 9 семестр Лекции 17 час., Практические занятия 17 час. Самостоятельная работа 89 час...
Экзамен 8 семестр Лекции 34 час., Практические занятия 17 час. Самостоятельная работа 51 час...
Экзамен 9 семестр Лекции 34 час., Практические занятия 34 час. Самостоятельная работа 72 час...
Рабочая программа Специальность Реклама Статус дисциплины...
Рабочая программа специальность 080504 государственное и мунииципальное управление...
Рабочая программа Специальность Связи с общественностью Статус дисциплины...
Рабочая программа Специальность Связи с общественностью Статус дисциплины...



Загрузка...
скачать
Р А Б О Ч А Я У Ч Е Б Н А Я П Р О Г Р А М М А

По дисциплине "ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ"

Составитель: д.х.н., профессор В.И. Светцов

Курс 4. Семестр 7. Зачет. экзамен - 7 семестр.

Всего часов по дисциплине: 185

Аудиторные занятия: 90 час.

Лекции - 45 час.

Лабораторно-практические занятия - 45 час.

Самостоятельная работа - 95 час.

1. ВВЕДЕНИЕ.

1.1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ:

Целью дисциплины является изучение физики электронных процессов в вакууме, газах, твердых телах, на границах раздела сред и принципов построения и работы электронных приборов различного назначения. Это одна из основных теоретических дисциплин специальности, ибо без знания физики работы приборов невозможны сознательные и эффективные подходы к разработке и организации технологических процессов.

^ 1.2. ТРЕБОВАНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ.

Специалист должен:

- иметь представление о современном состоянии и перспективах развития электроники и электронных приборов, их принципах действия, функциональных возможностях и областях применения.

- знать физические процессы, протекающие при движении электронов в вакууме, газах, твердых телах и на границах раздела сред и физические основы работы основных классов электронных приборов.

- владеть методами измерения параметров и характеристик электронных приборов, оценочных расчетов основных эксплуатационных характеристик.

2.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ (Учебные модули).

2.1.Модуль 1. Вакуумная и газоразрядная электроника.

2.1.1.Лекционный материал: 15 час.

Электрон и его свойства. Электроны в металлах. Термоэлектронная эмиссия металлов. Вывод и анализ уравнения Ричардсона-Дэшмана. Простые металлические термокатоды. Влияние адсорбции атомов и молекул на работу выхода электронов из металла. Пленочные термокатоды. Эффект Шоттки. Эмиссия с поверхности полупроводников. Оксидный катод. Фотоэлектронная эмиссия. Основные закономерности, сложные фотокатоды. Вторичная электронная эмиссия и её применение в приборах. Фотоэлектронные умножители. Автоэлектронная эмиссия. Экзоэлектронная эмиссия. Эмиссия электронов под действием ионной бомбардировки.

Электронная оптика - основные понятия. Электронные линзы. Движение электронов в магнитных полях. Магнитные линзы. Электронно-оптические системы и принципы их построения. Особенности формирования интенсивных пучков. Ионно-оптические системы. Отклонение электронов в электрических и магнитных полях. Отклоняющие системы. Принципы построения и работы электронно-лучевых приборов. Приемные ЭЛТ ( осциллографические, черно-белые и цвет-

ные кинескопы, проекционные и др. трубки ). Передающие ЭЛТ (диссекторы, суперортиконы, видиконы и супервидиконы ). Запоминающие ЭЛТ ( потенциалоскопы ). Электронно-оптические преобразователи.

Движение электронов в режиме объемного заряда. Вывод уравнения "трех вторых". Вольт-амперная характеристика вакуумного диода. Физические основы работы вакуумных триодов, тетродов, пентодов. Особенности движения электронов в СВЧ-полях. Наведённые токи. Физические основы работы клистронов, ламп бегущей волны, магнетронов.

Основные направления развития вакуумной электроники. Движение электронов в газах. Столкновения. Элементарные процессы при столкновениях электронов с атомами и молекулами. Несамостоятельный разряд и его применение в приборах. Пробой разрядного промежутка. Закон Пашина. Тлеющий разряд. Феноменологическое описание. Теория катодных областей разряда. Приборы тлеющего разряда. Физические основы дугового и искрового разряда. ВЧ и СВЧ разряды. Коронный разряд. Применение разрядов. Плазма - основные понятия. Параметры плазмы и их определение. Диффузионная теория плазмы. Особенности теории плазмы низкого и высокого давлений. Излучение плазмы и его применение в приборах. Газоразрядные индикаторные панели. Газоразрядные лазеры. Основные направления развития газоразрядной электроники.

2.1.2.Лабораторные занятия: 12 час.

-определение эмиссионных постоянных вольфрамового термокатода;

-исследование характеристик и определение спектральной чувствительности вакуумного фотоэлемента, ФЭУ;

-исследование закономерностей вторичной электронной эмиссии в ФЭУ.

-исследование осциллографической электроннолучевой трубки и кинескопа ;

-изучение параметров и характеристик приемно-усилительных ламп (диоды, триоды, тетроды, пентоды);

-исследование характеристик клистрона и СВЧ-тракта.

-характеристики и параметры стабилитронов и тиратронов;

-измерение параметров плазмы;

-пробой разрядного промежутка;

-исследование излучения плазмы;

2.1.3.Практические занятия: 3 час.

- расчеты плотности тока термоэмиссии и выбор материала катода по заданным требованиям;

- выбор материала фотокатода по заданным требованиям;

- анализ явления вторичной электронной эмиссии, выбор материала эмиттера, расчеты ФЭУ.

- анализ работы и расчеты электрических и магнитных линз;

- принципы построения электронно-оптических систем;

- анализ работы и расчеты электрических и магнитных отклоняющих систем;

- физика работы электронно-лучевых приборов;

- анализ работы и расчеты приборов в режиме объемного заряда;

- анализ работы СВЧ приборов.

- анализ процессов столкновений электронов с тяжелыми частицами, закономерности движения заряженных частиц в газах;

- несамостоятельные разряды и приборы на их основе, пробой разрядного промежутка;

- анализ условий возникновения и горения тлеющего, дугового, искрового разрядов, приборы на из основе;

- расчеты параметров неравновесной плазмы и кинетических коэффициентов;

- анализ работы лазеров и газоразрядных индикаторных панелей.

2.1.4. Самостоятельная работа: 30 час. Выполнение индивидуального расчетного задания (с применением ЭВМ). Подготовка к лабораторным и практическим занятиям, промежуточному контролю. Оформление отчетов по лабораторным работам.


2.2. МОДУЛЬ 2.

Твердотельная электроника и микроэлектроника.

2.3.1. Лекционный материал: 15 час.

Свойства полупроводников. Влияние температуры, света, внешнего поля на электропроводность полупроводника. Термисторы, фоторезисторы, варисторы. П-Р переход и его свойства. Вывод формулы вольт-амперной характеристики п-р перехода. Пробой п-р перехода. Полупроводниковые диоды: классификация, характеристики, применение. Физические основы работы биполярного транзистора. Подход к расчету транзисторов. Ширина и емкость п-р перехода. Физические основы работы полевых транзисторов. МДП-транзисторы. Физические основы работы диодов Ганна, туннельных диодов, лавиннопролетных диодов. Многослойные структуры. Физические основы микроэлектроники. Классификация микросхем по степени интеграции и функциональному назначению. Элементы и компоненты микросхем.

Фотоэлектронные эффекты в п-р переходах. Фотодиоды, фототранзисторы, светодиоды, полупроводниковые лазеры. Основы оптоэлектроники. Основные направления развития твердотельной электроники.

2.2.2. Лабораторные занятия: 12 час.

-измерение характеристик и параметров полупроводниковых диодов;

-измерение характеристик и параметров биполярных транзисторов;

-исследование влияния температуры на параметры и характеристики диодов и транзисторов;

-измерение параметров микросхем;

-исследование полупроводниковых фотоэлектронных приборов.

2.2.3. Практические занятия: 3 час.

- полупроводниковые материалы и приборы на их основе;

- расчеты характеристик электронно-дырочного перехода в равновесном состоянии;

- расчеты ВАХ полупроводникового диода, ширины и емкости перехода;

- анализ работы и подходы к расчету транзисторов;

- активные и пассивные элементы микросхем, физические основы микроэлектроники;

- анализ работы оптоэлектронных приборов и устройств, основные направления функциональной электроники.

2.2.4. Самостоятельная работа: 30 час. Выполнение индивидуального расчетного задания (с применением ЭВМ). Подготовка к лабораторным и практическим занятиям, промежуточному контролю. Оформление отчетов по лабораторным работам.


2.3. Модуль 3. Оптическая и квантовая электроника.

2.3.1. Лекционный материал. 15 часов.

Исторические этапы развития квантовой электроники. Энергетические состояния атомов, молекул и твердых тел. Взаимодействие электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами. Спонтанные и вынужденные переходы, форма и ширина спектральных линий.

Усиление и генерация оптического излучения, методы создания инверсии. Резонаторы оптического диапазона. Активные среды лазеров. Общие особенности и характеристики лазерного излучения.

Твердотельные лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Газовые лазеры, устройство и принципы работы. Атомные, ионные, молекулярные газовые лазеры. Лазеры на самоограниченных переходах, эксимерные лазеры. Области применения газовых лазеров.

Фотоэлектрические явления и излучательная рекомбинация в полупроводниках. Полупроводниковые лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Жидкостные лазеры, типы, особенности устройства, основные характеристики, области применения.

Исторические этапы развития оптической электроники. Взаимодействие электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами. Физические основы оптоэлектроники.

Элементы оптоэлектронных устройств. Источники излучения, полупроводниковые лазеры, светоизлучающие диоды. Фотоприемники. Компоненты оптических схем и световоды. Волоконно-оптические линии связи. Модуляторы, дефлекторы и преобразователи электрических сигналов. Оптические методы обработки информации. Оптические характеристики твердых тел. Механизмы оптического поглощения, влияние внешних воздействий на свойства твердых тел. Отображение информации. Оптоэлектронные датчики и преобразователи. Оптические запоминающие устройства. Основные направления и перспективы развития оптоэлектроники.

2.3.2. Перечень лабораторных работ: 12 часов.

- Исследование спонтанных спектров излучения газов;

- исследование гелий-неонового лазера;

- исследование характеристик и параметров излучения лазера на неодимовом стекле;

- исследование поляризации и когерентности лазерного излучения;

- исследование поглощения и рассеяния излучения твердыми телами;

- исследование параметров и характеристик полупроводниковых приемников излучения;

- исследование параметров и характеристик светодиода;

- исследование волоконно-оптического световода;

- изучение параметров и характеристик оптопары.

2.3.3. Практические занятия: 3 час.

- анализ и расчеты взаимодействия электромагнитного излучения с атомными системами и твердыми телами;

- анализ двух, трех и четырех уровневых схем генерации лазерного излучения;

- анализ методов создания инверсной заселенности уровней и расчеты усиления в лазерных системах;

- анализ работы и оценки параметров твердотельных, полупроводниковых, газовых и жидкостных лазеров;

- анализ и расчеты оптических характеристик твердых тел с учетом внешних воздействий;

- анализ работы, выбор источников и приемников излучения для различных областей спектра.

2.3.4. Самостоятельная работа: 35 часов

Обработка и анализ результатов лабораторных работ, подготовка к коллоквиуму, практическим занятиям, письменному экзамену.


^ 3. ФОРМЫ ОТЧЕТНОСТИ:

3.1. Коллоквиумы - один по каждому лабораторному модулю, всего 3 коллоквиума по графику.

3.2. Контрольные работы - письменные экзамены или тестирование по каждому модулю, всего 3, по графику.


^ 4. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

4.1. Основная:

1. В.И. Светцов. Вакуумная и газоразрядная электроника. Иваново, изд. ИГХТУ, 2003 г.

2. Лабораторный практикум по физической электронике и электронным приборам под ред. В.И.Светцова. Иваново, изд. ИГХТУ, 2002 год, 236 с.

3. В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин. Полупроводниковые приборы. Санкт-Петербург, изд. Лань, 2001 г., 480 с.

4. В.И. Светцов. Оптическая и квантовая электроника. Минск, 2000 г., 112 с.

5. И.В. Холодков, А.М. Ефремов, В.И. Светцов. Твердотельная электроника. Иваново, Изд. ИГХТУ, 2004 г., 196 с.

6. А.Д. Сушков. Вакуумная электроника. Физико-технические основы. Санкт-Петербург, изд. Лань, 2004 г., 464 с.

7. В.А. Терехов. Задачник по электронным приборам. Учебное пособие. СПб, Лань, 2003, 278 с.

4.2. Дополнительная:

1.Фридрихов С.А., Мовнин С.М. Физические основы электронной техники: Учеб. для вузов.-М.: Высшая школа,1982.-608 с.

2. Электронные приборы. под ред.Г.Г.Шишкина /М., 1989

3.Соболев В.Д. Физические основы электронной техники:Уч.для вузов.-М.:Высш. шк.,1979.- 448 с.

4. Шимони К. Физическая электроника.М.,1989

5. Россадо Л.Физическая электроника и микроэлектроника.М.,1991

6. Миллер Р.,Кейминс Т. Элементы интегральных схем.М., Мир, 1989

7. Каганов И.Л. Ионные приборы:Учеб.пособие.-М.: Энергия, 1972. 525 с.

8. Денискин Ю.Д. и др. Сборник вопросов по курсу "Электронные приборы":Учеб.пособие для вузов/ Денискин Ю.Д.,А.А.Жигарев,И.Ф.Некрасова;.-М.:Энергия,1972.-296 с.

9. Якимов О.П. Газоразрядные матричные индикаторные панели.-М.:Энергоиздат,1982.-73 с.-(Элементы радиоэлектронной аппаратуры;Вып.41).

10. Гусев В.Г.,Гусев Ю.М. Электроника:Учеб.пособие для вузов.-М.:Высш.шк.,1982.-496 с.

11. Ефимов И.Е.,Козырь И.Я. Основы микроэлектроники:Учеб.пособие.-М.:Связь, 1983.-384с.

12. Антипов Б.Л. и др. Материалы электронной техники:Задачи и вопросы:Учеб.пособие для вузов по спец.электронной технике/Антипов Б.Л.,В.С. Сорокин,В.А.Терехов;Под ред.В.А.Терехова.-М.: Высш.шк.,1990.-208 с.

^ 5. ПРИМЕНЕНИЕ ЭВМ.

5.1. Перечень программ для расчетов на ЭВМ:

-распределение электронов в металлах;

-эмиссионные характеристики термокатодов;

-расчет отклоняющих систем;

-расчет электронно-оптических систем;

-характеристики вакуумного диода;

-полупроводниковые диоды;

-биполярные транзисторы;

-полевые транзисторы;

-кинетика элементарных процессов в газовых разрядах.

-обработка экспериментальных данных, полученных при выполнении лабораторных работ;

5.2. Обучающе-контролирующие системы:

- тренировочные и контрольные тесты по каждому модулю;

- текст лекций с контрольными вопросами для самопроверки.

5.3. Справочно-информационные системы:

- база данных по приборам оптической и квантовой электроники, электровакуумным, полупроводниковым и газоразрядным приборам.




Скачать 97.01 Kb.
оставить комментарий
В.И. Светцов
Дата30.09.2011
Размер97.01 Kb.
ТипСамостоятельная работа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх