Методические указания по содержанию и выполнению контрольной работы по дисциплине «Прикладная электроника»
Скачать 407.19 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ «НИЖНЕТАГИЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ им. НИКИТЫ АКИНФИЕВИЧА ДЕМИДОВА» Методические указания по содержанию и выполнению контрольной работы по дисциплине «Прикладная электроника» для студентов заочного отделения специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы 2012 ^ В соответствии с учебным планом студенты специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы должны выполнить контрольную работу. Варианты устанавливаются по последней цифре в списке учебного журнала Выполнение контрольного задания должно помочь студентам изучить вопросы прикладной электронике; проверить степень усвоения изученного материала и применить свои знания при решении практических задач. Перед выполнением контрольной работы студенту необходимо изучить рекомендованную литературу. При выполнении контрольного задания следует руководствоваться методическими указаниями, где приведены примеры задач. Контрольная работа включает в себя три задания по основным разделам предмета: два теоретических задания и одно задание расчетного характера. ^
^ Раздел 1. Физические основы электронной техники Тема 1.1. Электронно-дырочный переход (p-n-переход) Собственные и примесные полупроводники, типы носителей заряда, соотношения между ними. Уясните, что особенностью полупроводниковых материалов является возможность управления их проводимостью в широком диапазоне значений путем введения примесей (легирования). При этом в зависимости от примеси может меняться не только абсолютное значение, но и тип проводимости. Необходимо твердо знать, что основными носителями зарядов полупроводников p- типа являются дырки (положительно заряженные частицы), а в полупроводниках n-типа – электроны, имеющие отрицательный заряд. Способы формирования, p-n-переход при отсутствии внешнего напряжения, при прямом и обратном напряжении, вольт-амперная характеристика (ВАХ)p-n-перехода, виды пробоя. На изучение физических явлений в p-n-перехода необходимо обратить особое внимание, так как без понимания сущности этих явлений в дальнейшем невозможно понимание принципов работы полупроводниковых приборов. В этой теме необходимо запомнить, что основным свойством p-n-перехода является односторонняя электропроводность. При прямом смещении потенциальный барьер p-n-перехода снижается, электропроводность увеличивается, ширина p-n-перехода уменьшается и через переход проходит ток, сильно зависящий от приложенного напряжения. При обратном смещении потенциальный барьер p-n-перехода повышается, электропроводность уменьшается, ширина p-n-перехода увеличивается, и через переход проходит очень малый ток, слабо зависящий от приложенного напряжения. ^
[1, с. 23–43; 2, c. 37; 3, c. 12–28]. Раздел 2. Элементная база радиоэлектронной техники Тема 2.1. Полупроводниковые диоды Классификация диодов: выпрямительные, стабилитроны, варикапы, туннельные, обращенные, импульсные. Вольтамперная характеристика реального диода. Обратный ток, температурные свойства и параметры диодов. Классификация диодов: выпрямительные, стабилитроны, варикапы, туннельные, обращенные, импульсные, диоды Шоттки. Условные графические обозначения (УГО) в схемах, принцип работы, основные параметры, характеристики, особенности конструкции, области применения, условные обозначения. Повторите основные электрофизические свойства p-n-перехода: асимметрию электропроводности, виды и механизмы пробоя, емкостные свойства и туннелирование частиц через p-n-переход. Проследите, какое из этих свойств p-n-перехода положено в основу работы соответствующего диода. Основным признаком, по которому производится классификация диодов, является область применения. Изучать каждый тип диодов лучше всего по следующей схеме: – принцип работы диода; – вольт-амперная характеристика (нарисуйте и укажите рабочий участок); – параметры, эквивалентная схема; – особенности конструкции; – применение; – условные буквенно-цифровые обозначения. ^ 1. Дайте характеристику следующим типам диодов: а) выпрямительные диоды; б) стабилитроны и стабисторы; в) варикапы; г) туннельные диоды. 2. Объясните различие между сопротивлением диода постоянному току и дифференциальным сопротивлением. 3. Назовите конструктивные отличия СВЧ-диодов. 4. Перечислите особенности и преимущества диодов Шоттки. [1, с. 46–72; 2, c. 37–42; 3, c. 28–53]. Тема 2.2. Транзисторы Биполярные транзисторы: принцип работы, устройство, условные графические обозначения. Режимы работы: активный, отсечки, насыщения, инверсный. Схемы включения: с общей базой, с общим эмиттером, с общим коллектором, сравнительная характеристика. Основные параметры, статические характеристики. Транзистор как линейный четырехполюсник, применяемые системы параметров. Полевые транзисторы: определение, классификация, условные графические обозначения. Полевой транзистор с управляемым p-n-переходом: устройство, принцип работы, статические характеристики, режимы работы. Полевые транзисторы с изолированным затвором, со встроенным и индуцированным каналами. Устройство, принцип работы, схемы включения, статические характеристики, основные параметры. Изучать принцип работы биполярных транзисторов удобно на примере активного режима при нормальном включении напряжения на переходах (эмиттерный переход открыт, коллекторный – закрыт). Тип транзистора принципиального значения не имеет. Усиливаемый сигнал поступает на входную (управляющую) цепь транзистора, а усиливаемый сигнал выделяется на сопротивлении нагрузки, включенном в его выходную цепь, проводимость которой меняется в соответствии с управляющим сигналом. Сущность усиления состоитв том, что мощность выходного сигнала превышает мощность, затраченную на входе транзистора. Очень важно понять, что в биполярном транзисторе управляющим сигналом является ток в цепи входного электрода, а в полевых – поле (напряжение) между входным и, как правило, общим электродом. Управляемый ток в биполярных транзисторах образован как основными, так и неосновными носителями заряда, а в полевом транзисторе он обусловлен движением основных носителей заряда для данного типа полупроводника. Принцип управления током стока в полевых транзисторах заключается в том, что, изменяя напряжение на затворе, можно регулировать проводимость канала. Отличительной особенностью МДП-транзисторов является большое входное сопротивление (Rвх > 109 Ом), что позволяет управлять мощными цепями с помощью маломощных источников сигнала. ^
[1, с. 73–115; 2, c. 42–60; 3, c. 54–111]. Тема 2.3. Тиристоры и симисторы Динисторы, тринисторы, симисторы: УГО в схемах, вольт-амперные характеристики, принцип работы, параметры, области применения. Тиристоры занимают особое место среди полупроводниковых приборов. Основное назначение их состоит в переключении с небольшой скоростью электрических сигналов относительно большой мощности. Именно в этом случае они имеют характеристики лучше, чем ключевые транзисторы. В тиристоре при положительном напряжении на аноде имеются три взаимодействующих перехода, два из которых являются эмиттерами, а один выполняет функции общего коллектора. В этой системе переходов используется взаимозависимость токов инжекции эмиттерных переходов и влияния их на сопротивление коллекторного перехода. Эта зависимость создает в тиристорной структуре положительную обратную связь, в результате чего скачком увеличивается ток прибора. Во включенном состоянии коллекторный переход под действием накопленного в базах заряда оказывается включенным в прямом направлении. Вопросы для самоконтроля
[1, с. 116–123; 2, c. 60–64; 3, c. 112–123]. Тема 2.4. Оптоэлектронные приборы Источники и приемники оптического излучения, внутренний и внешний фотоэффект, фотопроводимость, фото ЭДС. Фоторезисторы: определение, условные обозначения, основные параметры, применение. Фотодиоды: определение, условные обозначения, фотодиодный и фотогальванический режимы работы, вольт-амперные характеристики, основные параметры. Фототранзисторы: определение, принцип работы биполярных и полевых фототранзисторов, условные обозначения, вольт-амперные характеристики. Фототиристоры: определение, условные обозначения, принцип действия, вольт-амперные характеристики. Светодиоды: определение, условные обозначения, принцип работы, основные параметры. Оптроны: определение, типы оптопар, структура, принцип действия, основные параметры, применение. Оптоэлектроника – это раздел электроники, где в качестве носителя информации используются электромагнитные волны оптического диапазона. Световой луч в оптоэлектронике выполняет те же функции управления, преобразования и связи, что и электрический сигнал в электрических цепях. Носителями сигналов являются электрически нейтральные фотоны, которые в световом потоке не взаимодействуют, не смешиваются и не рассеиваются. Достоинства оптоэлектронных приборов: – высокая информационная емкость оптических каналов передачи информации; – полная гальваническая развязка источников и приемников излучения; – невосприимчивость оптических каналов к электромагнитным полям (высокая помехозащищенность). При изучении фотоэлектрических приборов обратите внимание на то, как проявляется внутренний фотоэффект в каждом из перечисленных приборов и на области их применения. Принцип действия полупроводниковых излучающих приборов основан на явлении электролюминесценции – излучении света телами под действием электрического поля. Вопросы для самоконтроля
[1, с. 141–145; 2, с. 64–76; 3, с. 124–139]. Тема 2.5. Электровакуумные приборы Классификация, физические основы работы, конструктивные особенности электронных ламп, достоинства и недостатки. Электронно-лучевые трубки: классификация, устройство, виды разверток. Газоразрядные и индикаторные приборы: электрический разряд в газах, тлеющий разряд. Стабилитроны, тиратроны, неоновые лампы, знакосинтезирующие, электролюминесцентные и жидкокристаллические индикаторы: устройство, принципы работы, условные обозначения. При управлении электронными приборами необходимо иметь панель, на которой отображается состояние прибора. Для отображения аналоговых сигналов существует единственный способ – с помощью электронно-лучевых трубок с электростатическими и магнитными отклоняющими системами. Осциллографические и приемные телевизионные трубки преобразуют сигналы в видимое изображение. Для отображения цифровых сигналов применяются индикаторы трех типов: вакуумные люминесцентные, жидкокристаллические (ЖКИ), полупроводниковые синтезирующие. В основу работы таких приборов положены различные физические процессы и явления: процессы в газовом разряде, электролюминесценция, процессы излучения света в полупроводниках, оптические процессы в жидких кристаллах. Следует различать активные и пассивные индикаторы. В каждой группе приборов необходимо изучить принцип работы, основные параметры, преимущества и недостатки. Все они должны удовлетворять визуальным требованиям: геометрические размеры, начертание, освещённость, яркость, расположение в пространстве. Вопросы для самоконтроля
[1, с. 166–176; 2, с. 96–115; 3, с. 137–139]. Раздел 3. Основы микроэлектроники и цифровой техники |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области | | При выполнении контрольных работ по математике нужно придерживаться следующих правил |
| Методические указания по выполнению контрольной работы обсуждены на заседании кафедры бухгалтерского учета и анализа хозяйственной... | | Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования |
| Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Свердловской области | | Методические указания к письменной работе по дисциплине «Стратегическое управление в городском хозяйстве» призваны организовать самостоятельную... |
| Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы и аудиторной работы на пэвм одобрены на заседании Научно-методического... | | В соответствии с учебным планом студенты специальности 230113 Компьютерные системы и комплексы должны выполнить контрольную работу... |
| ... | | ... |