ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. КАЗАНСКИЙ ФИЛИАЛ СОГЛАСОВАНО: УТВЕРЖДАЮ: Выпускающей кафедрой «Железнодорожная автоматика, Телемеханика и связь» Директор Казанского
КАЗАНСКИЙ ФИЛИАЛ
| СОГЛАСОВАНО: | УТВЕРЖДАЮ: |
| Выпускающей кафедрой «Железнодорожная автоматика, Телемеханика и связь» | Директор Казанского филиала МИИТ |
| Протокол заседания кафедры №____ « ___» __________20 15 г. | ____________________ Н.Н. Даянова (подпись, Ф.И.О.) «____» ___________ 20 15 г. |
| СОГЛАСОВАНО: | |
| Выпускающей кафедрой «Электрификация и электроснабжение» | |
| Протокол заседания кафедры №______ « _____ » ________20 15 г. |
Кафедра: «Электрификация и электроснабжение»
(название кафедры)
Авторы: к.т.н., доц. Логинов В.Н.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Электроника»
(название дисциплины)
Направление/специальность: 23.05.05 (190901.65) Системы обеспечения движения поездов
(код, наименование специальности /направления)
Профиль/специализация: «Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте» (СА); «Телекоммуникационные системы и сети на железнодорожном транспорте» (СТ), «Электроснабжение железных дорог» (СЭ)
Квалификация (степень) выпускника: инженер путей сообщения
Форма обучения: заочная
| СОГЛАСОВАНО кафедра «Электрификация и электроснабжение» Протокол № « » 20 15 г. |
Казань 2015 г.
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения учебной дисциплины «Электроника» является формирование у обучающихся компетенций в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности «Системы обеспечения движения поездов» и приобретение ими:
- знаний о принципах действия, параметрах и характеристиках полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов; основных типах, принципах построения и функционирования, параметрах и характеристиках усилителей, генераторов импульсных и цифровых устройств; видах интегральных схем;
- умений использовать методы расчета и измерения параметров аналоговых и цифровых устройств;
- навыков измерения параметров электронных приборов; расчета усилителей, генераторов, импульсных и цифровых устройств; измерения параметров усилителей, импульсных и цифровых устройств.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Учебная дисциплина «Электроника» относится к базовой части математического и научно-инженерного цикла.
Для изучения данной дисциплины необходимы знания, умения и навыки, формируемые следующими предшествующими дисциплинами:
- Математика;
- Физика;
- Теоретические основы электротехники.
Приобретенные в результате изучения дисциплины «Электроника» знания, умения и навыки являются неотъемлемой частью формируемых у выпускника компетенций, в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами по специальности «Системы обеспечения движения поездов», и будут использованы при изучении последующих учебных дисциплин:
- Автоматизация систем электроснабжения;
- Электронная техника и преобразователи в электроснабжении;
- Электронная техника и преобразователи напряжения в электроснабжении (дополнительные разделы).
3. КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА, ФОРМИРУЕМЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ / ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБРАЗОВАНИЯ И КОМПЕТЕНЦИИ СТУДЕНТА ПО ЗАВЕРШЕНИИ ОСВОЕНИЯ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
| № п/п | Код и название компетенции | Ожидаемые результаты |
| Выпускник должен обладать компетенцией ПК-1 способностью применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования; | Знать: знать принцип действия, параметры и характеристики полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов | |
| Уметь: уметь использовать методы измерения параметров полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов | ||
| Владеть: владеть навыками измерения параметров полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов | ||
| Выпускник должен обладать компетенцией ПК-10 способностью применять знания в области электротехники и электроники для разработки и внедрения технологических процессов, технологического оборудования и технологической оснастки, средств автоматизации и механизации; | Знать: знать принципы построения и функционирования, параметры и характеристики усилителей, генераторов, цифровых устройств | |
| Уметь: уметь использовать методы расчета и измерения параметров усилителей, генераторов и цифровых устройств | ||
| Владеть: владеть навыками расчета и измерения параметров усилителей, генераторов и цифровых устройств | ||
| Выпускник должен обладать компетенцией ПК-12 владением основами расчета и проектирования элементов и устройств различных физических принципов действия; | Знать: знать принципы построения и функционирования, параметры и характеристики полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов, аналоговых и цифровых устройств | |
| Уметь: уметь использовать методы расчета и измерения параметров полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов, аналоговых и цифровых устройств | ||
| Владеть: владеть навыками расчета и измерения параметров полупроводниковых, электровакуумных и газоразрядных приборов, аналоговых и цифровых устройств |
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Общая трудоемкость дисциплины составляет:
- 4 зачетных единиц,
- 144 часов.
Объем учебной дисциплины
| Вид учебной работы | Всего по учебному плану | Курсы | |||||
| Контактная работа обучающихся с преподавателем (всего), часов | |||||||
| В том числе: Лекции (Л), часов | |||||||
| Практические (ПЗ) и семинарские (С) занятия, часов | |||||||
| Лабораторные работы (ЛР) (лабораторный практикум) (ЛП), часов | |||||||
| Индивидуальные занятия (ИЗ), часов | |||||||
| Самостоятельная работа под руководством преподавателя (СР), часов | |||||||
| Контроль самостоятельной работы (КСР), часов | |||||||
| Самостоятельная работа (СРС) (всего), часов | |||||||
| Промежуточный контроль успеваемости, часов | |||||||
| ОБЩАЯ трудоёмкость дисциплины: - часов | |||||||
| - зачетных единиц | |||||||
| Текущий контроль (К, КП, КР, КСР) | К(1) | ||||||
| Промежуточный контроль (За, ЗаО, Экз) | За, Экз |
Содержание дисциплины (модуля), структурированное по темам (разделам)
| № п/п | Курс | Раздел учебной дисциплины | Краткое содержание раздела | Виды учебной деятельности в часах / в том числе в интерактивной форме | Формы текущего контроля успеваемости Форма промежуточной аттестации | |||||||
| Л | ЛР(П) | ПЗ | ИЗ(П) | СР | КСР | СРС | Всего | |||||
| Общие сведения о важнейших этапах развития и элементах электроники | Составные части дисциплины. Важнейшие этапы развития электроники. Основные типы элементов радиоэлектронных схем. | 0,75/0 | 1,5/0 | 7/0 | 9,25/0 | К(1), За, Экз | ||||||
| Полупроводниковые приборы | Полупроводниковые материалы, собственные и примесные (p-типа, n-типа) полупроводники. Концентрация свободных носителей заряда. Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда и параметры, их характеризующие. Электропроводность полупроводников и влияние температуры. Генерация и рекомбинация, время жизни носителей заряда. Разновидности электрических переходов и методы их создания. Р-n переход, его образование и свойства. Параметры р-n перехода: ширина обедненного слоя, высота потенциального барьера, емкость перехода. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) р-n перехода и реального диода. Виды пробоя. Зависимость ВАХ от температуры. Разновидности полупроводниковых диодов: выпрямительные, импульсные, стабилитроны, варикапы, туннельные и обращенные, СВЧ-диоды. Особенности конструкции, основные характеристики, параметры и их зависимость от внешних условий. Виды структуры, режимы работы, схемы включения биполярных транзисторов. Физические параметры (коэффициенты передачи тока в схемах ОЭ и ОБ и др.). Статические характеристики в схемах ОЭ и ОБ и их зависимость от температуры. Работа транзистора в ключевом режиме, импульсные параметры. Конструктивно-технологические разновидности дискретных транзисторов. Мощные и СВЧ-транзисторы: особенности конструкций, основные параметры. Устройство, принцип действия и классификация полевых транзисторов с управляющим р-п переходом и переходом металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Физические параметры (напряжение отсечки и пороговое, внутреннее сопротивление и др.) полевых транзисторов с управляющим р-п переходом, их режимная и температурная зависимость. ВАХ транзисторов в схеме с общим истоком. Устройство и принцип действия МДП-транзисторов с индуцированным и встроенным каналами. Физические параметры, ВАХ и их зависимость от температуры. Работа полевого транзистора в ключевом режиме, импульсные параметры. Конструктивно-технологические разновидности полевых транзисторов. Мощные МДП-транзисторы. Тиристоры, их типы и принцип действия. Схема включения, ВАХ и параметры динистора. Принцип действия тринистора, типы и параметры. Симисторы, их типы и принцип действия. Схема включения, ВАХ и параметры. Типы интегральных микросхем по технологии изготовления и видам обрабатываемого сигнала (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые). Светодиоды. Устройство, принцип действия, параметры и характеристики. Фотоприемники (фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры). Устройство, принцип действия, параметры и характеристики. Оптроны, их типы и параметры. Средства отображения информации. | 7,5/0 | 6/0 | 1,5/0 | 62/0 | 77/0 | ||||||
| Аналоговые устройства | Типы, параметры и характеристики усилителей. Обратные связи и устойчивость усилителей. Однокаскадные резистивные усилители на биполярных и полевых транзисторах. Режимы работы, задание и стабилизация положения рабочей точки. Операционный усилитель, его типы, параметры, характеристики. Применение ОУ. Типы генераторов гармонических колебаний, условие баланса амплитуд и фаз. Параметры генераторов, методы повышения стабильности частоты. Схемы LC-генераторов: трансформаторные и трехточечные. Схемы RC-генераторов гармонических колебаний. | 1,5/0 | 1,5/0 | 14/0 | 17/0 | |||||||
| Цифровые устройства | Виды импульсных сигналов и их параметры. Импульсные усилители, ограничители, фиксаторы уровня, диодные ключи. Основные логические элементы НЕ, И, ИЛИ, И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Типы и режимы работы регенеративных устройств. Типы, принцип действия и параметры триггеров. Одновибраторы, мультивибраторы, блокинг-генераторы, генераторы линейно-изменяющегося напряжения принцип действия и параметры. Кодовые преобразователи, шифраторы и дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры, цифровые компараторы, запоминающие устройства, микроконтроллеры, микропроцессоры. | 2,25/0 | 2/0 | 1,5/0 | 22/0 | 27,75/0 | ||||||
| Всего: | 12/0 | 8/0 | 6/0 | 105/0 | 131/0 |
4.4. Лабораторные работы / практические занятия / индивидуальные занятия / самостоятельная работа под руководством преподавателя
4.4.1. Лабораторные работы
| № п/п | Курс | Раздел учебной дисциплины | Наименование лабораторных работ | Всего часов/ из них в интерактивной форме |
| Полупроводниковые приборы | Исследование диодов | 2/0 | ||
| Полупроводниковые приборы | Исследование биполярных транзисторов | 2/0 | ||
| Полупроводниковые приборы | Исследование полевых транзисторов | 2/0 | ||
| Полупроводниковые приборы | Исследование однополупериодного неуправляемого выпрямителя | 2/0 | ||
| Всего: | 8/0 |
4.4.2. Практические занятия
Практические занятия не предусмотрены.
4.4.3. Индивидуальные занятия
Индивидуальные занятия не предусмотрены.
4.4.4. Самостоятельная работа под руководством преподавателя
Самостоятельная работа под руководством преподавателя не предусмотрена.
4.5. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Курсовые проекты (работы) не предусмотрены.
4.6. Примерная тематика контрольных работ
Темой контрольной работы является «Применение полупроводниковых приборов в схемах однофазных регуляторов мощности».
ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
В соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для реализации компетентностного подхода и с целью формирования и развития профессиональных навыков студентов по усмотрению преподавателя в учебном процессе могут быть использованы в различных сочетаниях активные и интерактивные формы проведения занятий, включая: компьютерные симуляции, деловые и ролевые игры, разбор конкретных ситуаций, тренинги, встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.