Методические указания и задания для выполнения контрольных работ для студентов, обучающихся по заочной форме
специальности
Компьютерные системы и комплексы
Прокопьевск 2014
Рассмотрена
на заседании цикловой..комиссии математических и естественно-научных дисциплин
протокол № __ от ____________
Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта по специальности среднего профессионального образования 230113 Компьютерные системы и комплексы
Председатель цикловой комиссии _________________С.М.Хамидуллина
Утверждаю
Заместитель директора по
учебной работе
__________ Г.А. Бикташева
«____» _________________
1.1. Паспорт рабочей программы учебной дисциплины 6
1.2. Структура и содержание учебной дисциплины 8
1.3. Условия реализации учебной дисциплины 12
1.4. Контроль и оценка результатов освоения учебной дисциплины 14
2. Методические указания по изучению учебного материала 16
3. Задания для выполнения контрольной работы
3.1 Указания по выбору варианта и определение заданий для 24
контрольной работы
3.2 Теоретические вопросы и практические задания для экзамена 27
и контрольной работы
3.3 Задачи для контрольной работы 29
Паспорт ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Прикладная электроника
Область применения программы
Программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы в соответствии с ФГОС по специальности (специальностям) СПО
Компьютерные системы и комплексы
Рабочая программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании (в программах повышения квалификации и переподготовки) и профессиональной подготовке по рабочим профессиям:
230103.01 Оператор электронно-вычислительных машин
230103.03 Наладчик компьютерных сетей
230103.04 Наладчик аппаратного и программного обеспечения
1.1.2. Место дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы:
Дисциплина Прикладная электроника является общепрофессиональной дисциплиной и входит в профессиональный цикл.
1.1.3. Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
- различать полупроводниковые диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры на схемах и в изделиях;
- определять назначение и свойства основных функциональных узлов аналоговой электроники: усилители, генераторы в схемах;
- использовать операционные усилители для построения различных схем;
- применять логические элементы, для построения логических схем, грамотно выбирать их параметры и схемы включения;
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
- принципы функционирования интегрирующих и дифференцирующих RC-цепей;
- технологию изготовления и принципы функционирования полупроводниковых диодов и транзисторов, тиристора, аналоговых электронных устройств;
- свойства идеального операционного усилителя;
- принципы действия генераторов прямоугольных импульсов, мультивибраторов;
- особенности построения диодно-резистивных, диодно-транзисторных и транзисторно-транзисторных схем реализации булевых функций;
- цифровые интегральные схемы: режимы работы, параметры и характеристики, особенности применения при разработке цифровых устройств;
- этапы эволюционного развития интегральных схем: БИС, СБИС, МП СБИС, переход к нанотехнологиям производства интегральных схем, тенденции развития
1.1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
максимальной учебной нагрузки обучающегося 154 часов, в том числе:
1.2.1 Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы
Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего)
154
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего)
103
в том числе:
лабораторные занятия
33
контрольная работа
2
Самостоятельная работа обучающегося (всего)
51
в том числе:
самоподготовка (самостоятельная проработка вопросов по изучаемым темам);
создание презентаций по теме;
реферат, доклад;
решение индивидуальных задач;
создание электрических схем в программе EWB и анализ их работы
151061010
Итоговая аттестация в форме экзамена
1.2.2 Тематический план и содержание учебной дисциплины ______Прикладная электроника______
наименование
Наименование разделов и тем
Содержание учебного материала, лабораторные и практические работы, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работ (проект) (если предусмотрены)
Объем часов
Уровень освоения
Раздел 1.
Элементы электронных схем.
Тема 1.1.
Электронно-дырочный переход
Содержание учебного материала
4
Собственная и примесная электропроводность полупроводников. Способы создания р-п-перехода. Принцип его работы.
1
Самостоятельная работа обучающихся.Переход "металл-полупроводник".
4
Тема1.2.
Полупроводниковый диод
Содержание учебного материала
4
Виды полупроводниковых диодов. Устройство, работа, характеристики различных видов диодов (выпрямительных, стабилитронов, варикапов, p-i-n, и т.д.). Рабочий режим диода. Области применения. Примеры использования диодов в практических схемах (выпрямители, стабилизаторы и т.д.).
2
Лабораторная работа 1Исследование ВАХ диода.
Самостоятельная работа обучающихся.Устройство, работа, характеристики диодов Шотки, туннельных и импульсных диодов.
4
Тема1.3.
Биполярные транзисторы
Содержание учебного материала
Устройство, работа, характеристики биполярных транзисторов. Основные способы их включения (ОБ, ОК, ОЭ). Частотные и температурные параметры биполярных транзисторов. Рабочий режим. Построение нагрузочных прямых.
4
2
Лабораторная работа 2Исследование ВАХ биполярного транзистора.
Тема1.4.
Полевые (униполярные) транзисторы
Содержание учебного материала
Полевые транзисторы с затвором в виде р-п-перехода. МДП-транзисторы. КМОП-транзисторы. Принцип их действия. Характеристики и параметры полевых транзисторов. Их преимущества и недостатки. Выбор рабочего режима.
2
2
Тема1.5.
Тиристоры
Содержание учебного материала
Динисторы, тринисторы. Устройство и принцип действия. Характеристики. Области применения. Выбор рабочих режимов.
2
2
Лабораторная работа 3Исследование ВАХ тиристоров.
38
Контрольная работа 1Полупроводниковые приборы.
2
Самостоятельная работа обучающихся.Симисторы: устройство и принцип действия.
6
Тема 1.6.
Фото- и светоэлементы
Содержание учебного материала
Фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры. Устройство и принципы работы. Характеристики. Выбор рабочих режимов. Светодиоды, светотранзисторы. Устройство и принцип работы. Характеристики. Выбор рабочих режимов.
4
3
Самостоятельная работа обучающихся.Области применения фото- и светоэлементов
4
16
Тема 1.7.
Оптроны
Содержание учебного материала
Оптронные резисторы, диоды, транзисторы, тиристоры. Устройство и принцип работы. Характеристики. Области применения. Выбор рабочих режимов.
2
3
Самостоятельная работа обучающихся.Устройства отображения информации.
4
Тема 1.8. Полупроводниковые и гибридные интегральные микросхемы
Содержание учебного материала
Основные определения. Технологические варианты построения микросхем (тонкопленочные, толстоплепочные и др.). Их характеристики, достоинства и недостатки. Области применения.
Основные определения. Конструктивные и технологические варианты построения микросхем. Их характеристики, достоинства и недостатки Области применения.
2
1
Самостоятельная работа обучающихся.Специальные направления электроники.
4
Тема 1.9.
Цифровые интегральные микросхемы
Содержание учебного материала
Основы представления сигналов в цифровой форме и алгебры Буля. Схемы базовых элементов в различных вариантах цифровых микросхем РТЛ, ТЛ, ТТЛ, МДП и т.д. Достоинства и недостатки микросхем различных вариантов. Построение логических схем на базе базовых конструктивных элементов.
4
2
Лабораторная работа 4Исследование работы цифровых логических схем, составленных на базе цифровых ИС И. ИЛИ, НЕ и их комбинаций..
Самостоятельная работа обучающихся.Этапы эволюционного развития интегральных схем
6
Тема 1.10.Операционный усилитель (ОУ)
Содержание учебного материала
Обеспечение устойчивости ОУ. Общие сведения об ОУ. Назначение ОУ, показатели качества ОУ. Основные серии интегральных ОУ.
Инвертирующее включение ОУ, коэффициент усиления ОУ при инвертирующем включении. Неинвертирующее включение ОУ, коэффициент усиления ОУ при неинвертирующем включении. Дифференциальное включение ОУ, выражение для выходного напряжения ОУ. Инвертирующий и неинвертирующий сумматоры. Выражение для выходного напряжения. Логарифмирующие схемы усиления сигналов, выражение для выходного напряжения. Умножитель аналоговых сигналов, интегратор и дифференциатор. Выражение для выходного напряжения. Активные RC-фильтры на базе ОУ. Основные расчетные формулы.
4
2
Лабораторная работа 5Исследование работы ОУ при различных схемах включения.
Лабораторная работа 6Исследование работы схем типовых электронных узлов (сумматора, интегратора, дифференциатора) на ОУ..
Раздел 2.
Аналоговые электронные устройства.
Тема 2.1.
Усилительные каскады переменного тока.
Содержание учебного материала
8
Классификация усилителей, их параметры и характеристики, режимы работы. Графический анализ усилительного каскада на примере схем с общим эмиттером. Выбор точки покоя и обеспечение требуемого режима работы. Температурная стабилизация. Усилительные каскады с общей базой и общим коллектором. Обратная связь в усилителе. Однокаскадные и многокаскадные усилители. Усилители мощности.
2
Лабораторная работа 7.Исследование работы схем усилительных устройств.
36
Самостоятельная работа обучающихся.Решение индивидуальных задач по теме.
6
Тема 2.2.
Усилители постоянного тока.
Содержание учебного материала
Особенности работы УПТ. Схемы УПТ с одним и двумя источниками питания. Дрейф нуля в УПТ.
Усилители постоянного тока. Дифференциальный каскад УПТ.
2
2
Тема 2.3
Генераторы.
Содержание учебного материала
20
Условия самовозбуждения автогенераторов. Структурная схема автогенератора. Автогенераторы типа LC и RC. LC-генераторы по схеме индуктивной и емкостной трехточки. Способы стабилизации частоты автогенератора. RC-генераторы с двойным Т-образным мостом и мостом Вина.
2
3
Самостоятельная работа обучающихся.Автогенераторы на ОУ. Кварцевые генераторы.
5
Тема 2.4.Выпрямительные устройства.
Содержание учебного материала
Классификация выпрямителей. Принцип действия однофазных выпрямителей, временные диаграммы токов и напряжений, упрощенные расчеты выпрямителей с активным сопротивлением нагрузки.
2
2
Тема 2.5.Сглаживающие фильтры.
Содержание учебного материала
Пульсации тока и напряжения на выходе выпрямителя. Классификация фильтров. Фильтры с пассивными элементами: емкостные и индуктивные, принцип действия. Коэффициент пульсации и коэффициент сглаживания. Г-образный и П-образный фильтры. Однозвенные и многозвенные фильтры.
2
3
Лабораторная работа 8.Исследование работы схем выпрямителей.
Тема 2.6.Стабилизаторы.
Содержание учебного материала
Классификация стабилизаторов. Принцип работы параметрического и компенсационного стабилизатора напряжения.
2
2
Раздел 3.
Цифровые электронные устройства.
Тема 3.1.Электронные ключи и формирователи.
Содержание учебного материала
Общая характеристика импульсных устройств, параметры импульсных сигналов. Диодные и транзисторные электронные ключи. Формирователи импульсов: ограничители, дифференцирующие цепи и интегрирующие цепи.
4
2
Лабораторная работа 9.Исследование работы схем диодных ограничителей.
Тема 3.2.
Генераторы релаксационных колебаний.
Содержание учебного материала
Классификация генераторов. Мультивибратор, одновибратор. Устройство, принцип действия, применение. Генератор линейно-изменяющегося напряжения. Принцип действия, применение.
2
2
Самостоятельная работа обучающихся.Мультивибратор, одновибратор в интегральном исполнении.
4
Тема 3.3.
Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
Содержание учебного материала
Применение АЦП и ЦАП. Принцип преобразования сигнала.. Методические и инструментальные погрешности преобразования. Принцип построения схем ЦАП. Схемы ЦАП с резисторной матрицей и матрицей R-2R. Схемы параллельного и последовательного АЦП. Использование преобразования аналого-цифрового преобразования в линиях связи.
6
329
Лабораторная работа 10.Исследование работы схем ЦАП и АЦП.
15
Самостоятельная работа обучающихся.ЦАП и АЦП в интегральном исполнении.
