Навчальний курс 141БОК22 Електроніка та мікросхемотехніка

Електроніка як галузь науки і техніки: предмет, методологія, концепції, джерела вивчення. Фізичні процеси в електронно-дірковому переході. Діоди і стабілітрони. Біполярні транзистори. Польові транзистори. Тиристори. Підсилювачі. Підсилювачі потужності. Операційні підсилювачі та їх використання. Імпульсна техніка. Цифрова техніка. Некеровані випрямляючі пристрої. Керовані випрямляючі пристрої. Вузли імпульсно-фазового керування. Комутаційні процеси у випрямляючих пристроях. Перетворювачі постійної та змінної напруги. Інвертори. Стабілізатори напруги і струму.

Третій рік, осінній та весняний семестри, 6 кредитів, диференційований залік (1 семестр), екзамен (2 семестр)

Перелік дисциплін, які є передумовою вивчення курсу:

  • 141БОК04 Фізика
  • 141БОК13 Теоретичні основи електротехніки
  • 141БОК30 Практика (І технологічна)

Перелік дисциплін, для яких курс є передумовою:

  • 141БОК33 Кваліфікаційна робота бакалаврів

Тема 1. Вступ. Структура курсу.

Електроніка як галузь науки і техніки: предмет, методологія, концепції, джерела вивчення. Головні напрямки технічної електроніки. Складові промислової електроніки. Мікроелектроніка та мікросхемотехніка. Історія електроніки. Мета і завдання вивчення електроніки та мікросхемотехніки, місце дисципліни у системі вищої освіти.

Тема 2. Фізичні процеси в електронно-дірковому переході.

Напівпровідники. Загальні відомості. Фізичні основи роботи електронно-діркового переходу (p-n переходу).

Тема 3. Діоди і стабілітрони.

Класифікація напівпровідникових приладів. Напівпровідникові діоди. Діоди Шоттки. Стабілітрони. Тунельні діоди. Високочастотні діоди. Імпульсні діоди. Фотодіоди. Світлодіоди. Варикапи.

Тема 4. Біполярні транзистори.

Будова та принцип дії. Схеми вмикання і статичні характеристики. Біполярний транзистор як активний чотириполюсник (h-параметри). Основні режими роботи. Складені транзистори. Одноперехідний транзистор.

Тема 5. Польові транзистори.

Загальні відомості. Польові транзистори з керуючим p-n переходом. СІТ-транзистори. Польові транзистори з ізольованим затвором (МДН-транзистори). Біполярні транзистори з ізольованим затвором (БТІЗ).

Тема 6. Тиристори.

Диністори. Триністори. Спеціальні типи тиристорів (симістор, фототиристор, двоопераційний тиристор, оптронний тиристор). Електростатичні тиристори. Запірний тиристор з МОН-керуванням.

Тема 7. Підсилювачі.

Загальні відомості та класифікація. Основні параметри і характеристики. Принципи побудови. Основні режими (класи) роботи. Кола заміщення підсилюючих каскадів. Зворотні зв'язки. Температурна стабілізація.

Тема 8. Підсилювачі потужності.

Каскади попереднього підсилення на біполярному транзисторі (СК, СЕ, СБ). Каскади попереднього підсилення на польових транзисторах (СВ, СС). Багатокаскадні підсилювачі. Вихідні каскади підсилення. Вибіркові підсилювачі.

Тема 9. Операційні підсилювачі та їх використання.

Загальні відомості. Підсилювачі постійного струму. Операційні підсилювачі. Інвертуючий і неінвертуючий підсилювачі. Перетворювач струму в напругу. Інвертуючий і неінвертуючий суматор. Інтегратор. Диференціатор. Компаратори. Збільшення потужності вихідного сигналу. Прецизійний випрямляч.

Тема 10. Імпульсна техніка.

Загальні відомості. Параметри імпульсів. Електронні ключі, схеми формування імпульсів. Мультивібратори. Одновібратори. Блокінг-генератори.

Тема 11. Цифрова техніка.

Алгебра логіки. Реалізація простих логічних функцій. Логічні елементи. Тригери та їх призначення. Тригери на логічних елементах (RS-, D-, T-, JK-тригери). Цифрові мікроелектронні пристрої. Дешифратори. Мультиплексори. Лічильники імпульсів. Регістри. АЦП і ЦАП. Мультивібратори і одно вібратори на логічних елементах і тригерах. Мікропроцесорні пристрої.

Тема 12. Некеровані випрямляючі пристрої.

Загальні відомості та класифікація. Експлуатаційні параметри і характеристики. Однофазні двопівперіодні випрямлячі (з нульовим виводом, мостовий). Трифазні випрямлячі (схеми Міткевича і Ларіонова). Згладжуючі фільтри. Зовнішні характеристики.

Тема 13. Керовані випрямляючі пристрої.

Методи і пристрої регулювання напруги постійного струму. Однофазні керовані випрямлячі. Трифазні керовані випрямлячі.

Тема 14. Вузли імпульсно-фазового керування.

Загальні положення. Системи імпульсно-фазового керування (СІФК). СІФК з вертикальним керуванням. СІФК з горизонтальним керуванням. Типові вузли СІФК з вертикальним керуванням.

Тема 15. Комутаційні процеси у випрямляючих пристроях.

Комутаційні процеси в однофазних випрямлячах (некерованих і керованих). Комутаційні процеси в трифазних випрямлячах (некерованих і керованих).

Тема 16. Перетворювачі постійної та змінної напруги.

Реверсивні перетворювачі постійної напруги. Безпосередні перетворювачі частоти. Перетворювачі змінної напруги. Імпульсні перетворювачі постійного струму. Широтно-імпульсний метод регулювання. Частотно-імпульсний метод регулювання. Комбіноване регулювання.

Тема 17. Інвертори.

Автономні інвертори. Призначення та класифікація. Однофазні інвертори струму і напруги. Інвертори, ведені мережею. Перетворювачі частоти.

Тема 18. Стабілізатори напруги і струму.

Стабілізатори напруги. Параметричні стабілізатори. Компенсаційні стабілізатори. Стабілізатори струму.

  • Лабораторне заняття № 1. «Дослідження вхідних і вихідних статичних характеристик біполярного транзистора»
  • Лабораторне заняття № 2. «Дослідження підсилювального каскаду на біполярному транзисторі»
  • Лабораторне заняття № 3. «Дослідження диференціального підсилювача»
  • Лабораторне заняття № 4. «Дослідження операційного підсилювача»
  • Лабораторне заняття № 5. «Дослідження компаратора і тригера Шмітта на операційному підсилювачі»
  • Лабораторне заняття № 6. «Дослідження мультивібратора і одновібратора на ОП»
  • Лабораторне заняття № 7. «Дослідження однофазного двопівперіодного випрямляча з нульовим виводом і згладжуючими RC-фільтрами»
  • Лабораторне заняття № 8. «Дослідження керованого однофазного двопівперіодного випрямляча з нульовим виводом»
  • Лабораторне заняття № 9. «Дослідження компенсаційного стабілізатора напруги»

Базова

  1. Електроніка та мікросхемотехніка: підручник / Квітка С.О. – Мелітополь: Видавничо-поліграфічний центр «Люкс», 2019. – 223 с.
  2. Електроніка та мікросхемотехніка: підручник / О.М. Воробйова, І.П. Панфілов, М.П. Савицька, Ю.В. Флейта. – Одеса: ОНАЗ ім. О.С. Попова, 2015. – 298 с.

Допоміжна

  1. Колонтаевский Ю.П. Електроніка і мікросхемотехніка: Теорія і практикум / Ю.П. Колонтаевский, А.Г. Сосков; за ред. А.Г. Соскова. – К.: Каравела, 2009. – 416 c.
  2. Колонтаевский Ю.П., Сосков А.Г. Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум: Навч. посібник / За ред. А.Г. Соскова. 2-ге вид. – К.: Каравела, 2004. – 432 с.

Координатор Syllabus