Электронные цепи и микросхемотехникаx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ
ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования
Московский государственный институт электроники и математики
(технический университет)
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе
д.т.н., профессор
_____________ А.Ф. Каперко
«____» ____________ 2010 г.
по дисциплине
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
«Электронные цепи и микросхемотехника»
Специальность 210105.65 – «Электронные приборы и устройства»
Факультет - Информатики и телекоммуникаций
Выпускающая кафедра - Лазерные микроволновые информационные системы
Квалификация выпускника - специалист
Форма обучения – очно-заочная
Москва – 2010
1. Цели и задачи дисциплины.
Изложить физические принципы работы электронных цепей и устройств микросхематических
устройств (ЭЦиУМ), функции, структуру, расчет, и характеристики основных типов
аналоговых и цифровых ЭЦиУМ, их связь с характеристиками применяемых электронных
приборов.
2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины.
(требования к знаниям, умениям и навыкам, приобретенным в результате изучения
дисциплины)
Студенты должны знать и понимать задачи и проблемы современной радиоэлектроники,
основные радиотехнические процессы и возможности их реализации в ЭЦиУМ.
Студенты должны уметь применять и использовать полученные знания при изучении
специальных дисциплин, при разработке электронных приборов и включающих их
электронных цепей и устройств.
З. Объем дисциплины и виды учебной работы.
Вид учебной работы
Всего
Семестры
часов
Общая трудоемкость дисциплины
Аудиторные занятия
Лекции (Л)
Практические занятия (ПЗ)
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)
Курсовой проект (работа)
И (или) другие виды аудиторных занятий
Самостоятельная работа
Расчетно-графические работы
Реферат
И (или) другие виды самостоятельной работы
Вид итогового контроля (зачет (3), экзамен (Э))
200
102
51
17
34
98
-
6
100
51
34
17
49
-
7
100
51
17
17
17
49
-
3, Э
3, Э
4. Содержание дисциплины.
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий.
№
п/п
1.
2.
3.
4.
Раздел дисциплины
Общие сведения об электронных цепях и сигналах
Активные линейные и нелинейные цепи и устройства
Цифровые электронные цепи
Импульсные электронные цепи
Аудиторные занятия
лекции
ПЗ (или С) ЛР
3
5
5
6
6
6
4
6
5.
6.
7.
8.
9.
Преобразовательные электронные цепи и устройства
Схемотехника цифровых микросхем
Основы проектирования интегральных схем и
функциональных узлов на их основе
Генераторы прямоугольных импульсов релаксационного
типа
Источники вторичного электропитания
10
4
14
6
4
9
3
3
2
6
4.2. Содержание разделов дисциплины.
4.2.1. Введение (лек. 1ч.).
ЭЦиУМ в радиоэлектронике, информационных и энергетических системах. Структура и
элементы ЭЦиУМ. Активные линейные и нелинейные ЭЦиУМ, аналоговые, импульсные и
цифровые ЭЦиУМ, особенности ЭЦиУМ в различных диапазонах частот. Основные
радиотехнические процессы. Задачи и содержание курса.
4.2.2. Характеристики активных элементов электронных цепей (лек. Зч.).
Диоды, их виды и режимы работы. Биполярные транзисторы, их вольтамперные
характеристики, режимы работы и физические параметры. Эквивалентные схемы, три
варианта включения транзисторов и простейший усилительный каскад, h-параметры
биполярных транзисторов. Полевые транзисторы, вольтамперные характеристики и
у-параметры.
Характеристики
электронных
ламп.
Перспективы
вакуумной
микроэлектроники.
4.2.3. Усилители (лек. 10ч./).
Основные характеристики усилителей. Схемы питания, установления и стабилизации рабочей
точки усилительных каскадов. Расчет малосигнальных усилителей. Резисторный каскад на
биполярном транзисторе. Резонансный усилитель. Обратные связи в усилителях, их виды и
влияние на характеристики усилителей. Эмиттерный повторитель.
4.2.4. Операционные усилители (лек. 4ч.).
Усилитель постоянного тока, дифференциальный усилительный каскад. Характеристики
операционных усилителей, принцип схемной реализации и основные применения ОУ
(инвертирующий и неинвертирующий усилители, операции с сигналами, активные фильтры).
4.2.5. Нелинейные электронные цепи и устройства микросхемотехники (лек. 2ч.).
Методы анализа нелинейных цепей. Нелинейные цепи на активных элементах, разные классы
режимов работы, преобразование спектров.
4.2.6. Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты (лек. 2ч.).
Усилители мощности, их классы работы и характеристики.
4.2.7. Радиосигналы и нелинейные преобразователи спектра (лек. 10ч.).
Выпрямители. Амплитудные модуляторы и амплитудные детекторы. Сигналы с угловой
модуляцией. Перемножители частоты, синхронный детектор, частотные и фазовые
модуляторы и детекторы, смесители.
4.2.8. Генераторы гармонических колебаний (лек. 4чJ пз. 4ч.).
Типовые схемы генераторов гармонических колебаний. Структурная схема, условия
самовозбуждения, диаграмма Ламерея, мягкий и жесткий режимы работы. Дифференциальное
уравнение автогенератора, метод медленно-меняющихся амплитуд.
4.2.9. Цифровые сигналы (лек. 2ч./ пз. 2ч.).
Принципы преобразования аналогового сигнала в цифровой. Сигналы с ограниченным
спектром и теорема Котельникова. Дискретизация, квантование и кодирование сигналов.
4.2.10. Теоретические основы цифровых ЭЦиУМ (лек. 4ч./ пз. 4ч.).
Общие сведения о комбинационных и последовательных устройствах обработки сигналов.
Основные логические функции (ЛФ) и логические элементы (ЛЭ). Законы алгебры логики и
их применение для преобразования ЛФ. Понятие о базисах ЛЭ. Основные этапы
проектирования комбинационных устройств. Составление схемы КУ. Примеры КУ,
полусумматор, сумматор.
4.2.11. Интегральные логические элементы (ИЛЭ) (лек. 4ч./ пз. 4ч.).
Электронные ключи как основа построения ИЛЭ. Характеристики и основные типы
электронных ключей на биполярных и полевых транзисторах. Транзисторная логика с
непосредственными связями и ее разновидности. Диодно-транзисторная логика.
Транзисторно-транзисторная логика. Логика на однотипных и комплементарных МОПтранзисторах. Основные характеристики и параметры ИЛЭ.
4.2.12. Триггеры (лек. 2ч./ го. 2ч.).
Принципы работы на примере RS-триггера. Временные диаграммы.
4.2.13. Генераторы импульсов (лек. 1ч./ пз. 1ч.).
Мультивибраторы на ЛЭ. ГЛИН на ОУ.
4.3. Понедельный план проведения занятий лекционных н практических.
№ недели
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
Лекции,
№ раздела
6 семестр
1,2
2
3
3
3
3
3
4
4
5
6
7
7
7
7
7
Практические занятия,
№ раздела
Обзор 1-го семестра
7 семестр
8
8
9
10
10
11
11
12
13
17
1
3
5
7
9
11
13
15
17
8
8
9
10
10
11
11
12
13
5. Лабораторный практикум.
№
п/п
1
2
3
4
5
№ раздела
дисциплины
Наименование лабораторных работ
Исследование работы каскада с общим эмиттером в режиме
линейного усиления на фиксированной частоте.
Исследование работы усилительного каскада с общим эмиттером в
режиме линейного усиления в полосе частот при различных
нагрузках
Исследование усилительного каскада в режиме нелинейного
усиления
Амплитудный модулятор
Амплитудный демодулятор
6. Курсовая работа.
Курсовая работа «Анализ и синтез аналоговых устройств на операционных усилителях и
цифровых комбинированных устройств» - 6-й семестр, 17 часов.
7. Самостоятельная работа.
проработка разделов курса
метод расчета нелинейных устройств с отсечкой тока и его применение к вычислению
характеристик усилителей мощности;
анализ нелинейных устройств с помощью полиномиальной аппроксимации
характеристик, расчет уровня комбинационных составляющих при преобразовании
двухчастотного сигнала и обзор вариантов его практического применения, контрольные
примеры расчетов;
изучение применения операционных усилителей в активных фильтрах;
изучение базовых комбинационных и последовательных цифровых устройств
(мультиплексоры, дешифраторы, счетчики, ОЗУ)
8.
Учебно-методическое обеспечение дисциплины.
8.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература:
Ю.А. Быстров, И.Г. Мироненко. Электронные цепи и микросхемотехника. М.,
Высшая школа, 2003.
2. О.П. Новожилов. Цифровые устройства. М., МГИЭМ, 1995.
3. С.В. Мухин. Методические указания к лабораторным работам №1-6 по курсу
«Электронные цепи и устройства».
1.
б) дополнительная литература:
1. Ф.Ф. Каяцкас. Основы радиоэлектроники. М., Высшая школа, 1998.
2. И.С. Гоноровский. Радиотехнические цепи и сигналы. М., Сов.радио, 1977.
8.2. Средства обеспечения дисциплины.
9.
Материально-техническое обеспечение дисциплины.
Лаборатория аналоговой электроники, 14 рабочих мест;
Лаборатория цифровой электроники 9 рабочих мест, кафедра «Радиоэлектроника»;
10.
Методические рекомендации по организации изучения дисциплины.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным
стандартом высшего профессионального образования по направлению подготовки
654100 «Электроника и микроэлектроника» для специальности 210105.65 «Электронные
приборы и устройства».
Программу составил:
Солнцев Виктор Анатольевич, профессор, д.ф.-м.н.
Настоящая рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры РЭ
«___»____________2011 г., протокол № _____ и рекомендована к применению в учебном
процессе
Заведующий кафедрой РЭ,
д.т.н., профессор
/С.В. Мухин/
«___»____________2011 г.
Рабочая программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом
высшего профессионального образования по направлению подготовки (специальности):
210105.65 «Электронные приборы и устройства».
Программу составил Солнцев В.А., профессор» д.ф.-м.н.
Настоящая рабочая программа рассмотрена на заседании кафедры РЭ «
протокол №__ и рекомендована к применению в учебном процессе.
Зав. кафедрой «Радиоэлектроника»
« »
2010 г.
/Мухин С.В./
»
2010 г.