«1 Программы подготовки бакалавров по направлению 201000 “Биотехнические системы и технологии” Профиль: Биотехнические и медицинские аппараты и системы Содержание № наименование Стр. История 1.1.01 3 Философия 1.1.02 20 ...»

2.Элементарные геометрические тела и способы их образования Кинематический и каркасный способы образования поверхностей. Классификация поверхностей. Поверхности вращения как базовые элементы формы реального объекта. Цилиндрическая, коническая, сферическая и торовая поверхности и их задание на чертеже.

Очерковые линии. Точки и линии на поверхностях.

Пересечение поверхностей вращения с плоскостями. Параметрическое описание элементарных базовых элементов форм. Понятие измерительной размерной базы. Размеры формы и положения объектов.

Создание двухмерных и трехмерных геометрических моделей в современных графических системах.

Общий алгоритм построения линии пересечения поверхностей. Вспомогательные поверхности (посредники). Требования, предъявляемые к поверхностям-посредникам.

Алгоритм построения линии пересечения поверхностей с помощью поверхностипосредника.

Применение плоских и сферических вспомогательных поверхностей для решения задач. Теорема Монжа.

Частные случаи построения линии пересечения поверхностей (наличие проецирующей поверхности).

Сечения и разрезы как категории изображений. Определения. Правила построения.

Классификация разрезов и сечений. Правила обозначения.

Условности и упрощения, используемые при построении разрезов.

5. Параметризация чертежа геометрического объекта Классификация. Способы нанесения размеров. Общие правила нанесения размеров на чертеже. Создание параметрических моделей средствами компьютерной графики 6. Выполнение конструкторского документа «Схема электрическая принципиальная»

Классификация. Виды и типы схем. Условности при выполнении чертежа схемы электрической принципиальной.

Понятие чертежа и эскиза детали, содержание чертежа детали. Порядок выполнения чертежа детали, особенности выбора положения детали, главного изображения и количества изображений на чертеже. Технологические элементы на поверхности детали, особенности их изображений на чертеже.

Чтение чертежа общего вида. Особенности оформления чертежей деталей в зависимости от технологии изготовления. Чертеж Печатной платы. Оформления чертежа печатной платы Виды и стадии разработки конструкторских документов. Особенности содержания следующих конструкторских документов: чертеж общего вида, теоретический чертеж, сборочный чертеж, схема, спецификация. Требования стандартов к оформлению этих конструкторских документов. Чертеж печатной платы в сборке. Требования к выполнению чертежа печатной платы в сборке.

4.2.2. Практические занятия Стандарты Единой Системы Конструкторской Документации (ЕСКД). Форматы. Масштабы. Линии.

Шрифты чертежные.

Построение касательной к окружности. Построение сопряжений прямых и окружностей. Построение циркульных и лекальных кривых.

Выполнение индивидуальной графической работы (ИГР) «Сопряжения».

Построение ортогональных проекций отрезков прямых и плоских фигур.

Построение комплексного чертежа объекта по его объемной модели. Относительная (объектная) система координат. Построение основных и дополнительных видов.

Построение третьего вида объекта по двум заданным. Положение прямых и плоскостей в Декартовой системе координат.

ИГР «Комплексный чертеж», «Виды».

Задание поверхностей на чертеже (цилиндрическая, коническая, сферическая и поверхность тора). Построение точек и линий на поверхностях. Решение задач на пересечение поверхностей с плоскостями.

ИГР «Поверхности».

Построение стандартных прямоугольных аксонометрических изображений (изометрия, диметрия). Решение задач.

ИГР «Аксонометрия».

Решение задач на построение линий пересечения поверхностей, одна из которых занимает проецирующее положение. Решение задач на применение теоремы Монжа.

Решение задач на построение линий пересечения поверхностей с применением поверхности-посредника.

Определение видимости полученных линий пересечения и очерковых линий.

ИГР «Пересечение поверхностей»

Выполнение заданий по построению сечений на чертежах деталей.

Решение задач на построение простых и сложных разрезов. Применение условностей и упрощений при выполнении разрезов.

ИГР «Разрезы и сечения».

7. Параметризация чертежа реального геометрического объекта Параметрическое задание базовых элементов формы деталей. Классификация размеров на чертежах деталей.

Раздел «Основы разработки конструкторской документации»

В данном разделе курса на всех занятиях студенты выполняют графические работы по индивидуальным заданиям, учитывающим профили института. Всего в семестре предусмотрено выполнение четырех индивидуальных графических работ (ИГР).

Выполнение чертежа "Схема электрическая принципиальная". Применение условностей и упрощений при оформлении конструкторского документа.

Выполнение сборочного чертежа изделия по чертежам деталей, применение условностей и упрощений при оформлении конструкторского документа. Выполнение спецификации сборочной единицы.

3.Выполнение чертежей деталей ("Плата печатная") Выполнение чертежа изделия "Печатная плата". Требования к выполнению чертежа детали.

4. Чертеж сборочной единиц. (печатный узел "Плата печатная") Выполнение сборочного чертежа сборочной единицы " Печатная плата", применение условностей и упрощений при оформлении конструкторского документа. Нанесение размеров на чертеже сборочной единицы. Выполнение спецификации сборочной единицы.

4.3. Лабораторные работы. Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания. Расчетные задания учебным планом не предусмотрены.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся с использованием компьютерных презентаций.

Для проведения лекций может быть использовано проекционное оборудование с подключенным к нему персональным компьютером, позволяющее демонстрировать на экране пространственные объекты, наглядно демонстрировать способы и приемы выполнения различного рода построений, методы решений и другой лекционный материал. Технические характеристики персонального компьютера должны обеспечивать возможность работы с современными версиями операционной системы Windows, пакета Microsoft Office, AutoCAD и другого, в том числе и сетевого программного обеспечения.

Практические занятия проводятся в традиционной форме, а также с использованием компьютерных технологий.

На практических занятиях преподаватель выдает индивидуальные задания, которые студент выполняет самостоятельно дома и затем защищает на занятиях. Для решения типовых задач используется материал пособия "Рабочая тетрадь".

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям, к тестам, контрольным работам, выполнение домашних заданий (индивидуальных графических работ), выполнение курсовой работы, подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные работы, устный опрос.

Итоговая аттестация по дисциплине – зачет.

По темам курса предусмотрены защиты индивидуальных графических работ (ИГР), которые включают как проверку теоретических знаний, Предусмотрены контрольные работы по темам "Виды", "Пересечение поверхностей", "Разрезы и сечения".

Итоговая зачетная оценка (ИЗО) за освоение дисциплины определяется как среднее арифметическое между оценкой за написание зачетной контрольной работы и средней итоговой оценкой по индивидуальным графическим работам (ИГР) и контрольным работам.

В приложение к диплому вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Начертательная геометрия и черчение: учебник для вузов по техническим специальностям / А.А. Чекмарев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Владос, 2005. – 471 с. – Учебник для вузов.

2. Боголюбов С.К. Инженерная графика: Учебник для средних специальных учебных заведений по специальностям технического профиля / С.К. Боголюбов, - 3-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 2004. – 352 с.

3. Электротехнические чертежи и схемы / К.К. Александров, Е.Г. Кузьмина. – 2 изд., испр. и доп. – М.: Изд-во МЭИ, 2004. – 300 с.

4. Чекмарев А.А. Справочник по машиностроительному черчению / А.А. Чекмарев, В.К. Осипов. – 4-е изд., стереотип. – М.: Высшая школа, 2003. – 493 с.

5. Справочник по машиностроительному черчению / В.А. Федоренко, А.И. Шошин. – 16-е изд., стер., перепечатка с 14-е изд., 1981 г. – М.: Альянс, 2007. – 416 с.

б) дополнительная литература:

1. Головина Л.Г., Горнов А.О., Пивоваров В.Р., Радионова Л.К., Янина Е.В. Геометрические модели. Параметры размеры: Методические указания по курсу "Инженерная графика". - М.: Изд-во 2. Головина Л.Г., Минаева Е.А. Методические указания по курсу "Инженерная графика". Аксонометрия. - М.: Изд-во МЭИ, 1995.с.

3. Разработка конструкторской документации на печатный узел электронного устройства: методическое пособие / В.Р. Пивоваров, Н.А. Бурдунина, Т.В. Давыдкина и др.; под ред. Е.П. Касаткиной – М.: Издательский дом МЭИ. 2009. – 44 с.

4. Техника чертежно-графических работ. Геометрическое черчение.

А.А. Алексеев, В.Р. Пивоваров / Под ред. В.Р. Пивоварова. М.:

5. Т.А. Боброва, В.Р. Пивоваров, А.Б. Родин, А.А. Панарина, Е.А. Капитанова. Виды соединений. Методическое пособие по курсу «Инженерная графика». – М.: Издательство МЭИ, 2003. – 68 с.

в) прочая литература Государственные стандарты РФ. ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей. М.: Государственный комитет по стандартам, 2006.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:Windows, Word, AutoCAD Государственные стандарты РФ. ЕСКД. Общие правила выполнения чертежей. М.: Государственный комитет по стандартам, 2006г.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций, демонстрации возможностей компьютерных графических систем, решения графических задач в компьютерных технологиях.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 201000 Биотехнические системы и технологии по профилю Биотехнические и медицинские аппараты и системы.

СОГЛАСОВАНО:

Директор ИРЭ Программу составил

УТВЕРЖДАЮ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

_ Направление подготовки: 201000, биотехнические системы и технологии Профиль подготовки: биотехнические и медицинские аппараты и системы Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных едисеместр - ницах:

Объем самостоятельной рабочас ты по учебному плану (всего)

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является обеспечение студентов базовыми знаниями современной теории электрических цепей.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

владеть культурой мышления, проводить обобщение и анализ, адекватно воспринимать информацию, грамотную ставить цель и выбирать пути ее достижения (ОК-1);

логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

работать в коллективе, в кооперации с коллегами (ОК-3);

стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК-6);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в своей профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных Задачами дисциплины являются:

познакомить обучающихся с основными понятиями теории электрических цепей, математическими моделями элементов цепи, методами анализа линейных цепей при постоянном и гармоническом воздействиях, частотными характеристиками линейных фильтров;

научить студентов самостоятельно решать задачи анализа линейных электрических цепей и расчета их характеристик;

обучить студентов методам экспериментального исследования характеристик и режимов в электрических цепях.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» направления 201000 «Биотехнические системы и технологии».

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: математика (2.1.01), физика (2.1.02).

Знания, полученные при освоении дисциплины, необходимы при изучении дисциплин: электродинамика; метрология, стандартизация и технические измерения; электротехника и электроника, ч.2; узлы и элементы биотехнических систем; средства съема диагностической информации и подведения лечебных воздействий; специальные разделы электротехники; цепи и сигналы; основы приема и обработки сигналов; формирование колебаний, а также при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и программы магистерской подготовки.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основные определения, топологические параметры и методы расчета электрических цепей, фундаментальные законы и математические модели цепей, методы расчета характеристик линейных цепей переменного тока и цепей с нелинейными элементами (ОК-10).

Уметь:

проводить анализ и расчет линейных цепей переменного тока, анализ и расчет электрических цепей с нелинейными элементами (ПК-4);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин рассчитывать и экспериментально определять режимы и характеристики линейных цепей, использовать основные приемы обработки экспериментальных данных, давать качественную физическую трактовку полученным результатам (ОК-10);

логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физико-математический аппарат (ПК-2);

проводить обобщение и анализ, адекватно воспринимать информацию, грамотную ставить цель и выбирать пути ее достижения (ОК-1);

саморазвиваться, повышать свою квалификацию и мастерство (ОК-6).

Владеть:

методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей (ПК-4);

культурой мышления (ОК-3);

методами математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования электрических цепей (ОК-10);

основными приемами обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 7 зачетных единиц, 252 часа.

Раздел дисциплины.

Физические основы Основы топологии и законы электрических Эквивалентные преобПроверка домашнего разования линейных электрических цепей Математическая моПроверка домашнего дель гармонического гармоническом воздейзадания Анализ линейных цезадания. Проверка пей переменного тока Частотные характериПроверка домашнего стики цепей 1-го позадания.

Частотные характериКонтрольная работа.

стики RC- и RL-цепей Частотные характериПроверка домашнего стики параллельных колебательных контуров.

Основы теории нелинейных электрических 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Физические основы электротехники и электроники Краткая история развития электротехники и электроники. Основные задачи и области исследования этих отраслей науки и техники, их роль в научно-техническом прогрессе и жизни общества. Предмет и задачи курса, его место в подготовке в области биомедицинских систем и технологий. Понятие о методах теории цепей и теории поля. Пределы применимости методов теории цепей. Особенности современного состояния электротехники и электроники. Понятие об электрической цепи. Основные электрические величины: ток, напряжение, мощность и энергия. Единицы измерения. Положительные направления тока и напряжения. Понятие о пассивных и активных элементах и участках цепей. Источники (генераторы) и потребители (приемники) электрической энергии. Понятие о математических и схемных моделях элементов электрических цепей. Многополюсники. Идеализированные пассивные элементы электрических цепей. Определения сопротивления, проводимости, емкости и индуктивности. Единицы измерения. Зависимости между током, напряжением, мощностью и энергией для элементарных пассивных двухполюсников. Реальные пассивные элементы и их схемы замещения. Идеализированные активные элементы. Идеализированные источники тока и напряжения. Схемы замещения реальных источников. Независимые (неуправляемые) и зависимые (управляемые) источники.

Понятие о схемах электрических цепей: структурные, принципиальные схемы и схемы замещения (схемные модели) электрических цепей. Разновидности схем замещения электрических цепей. Последовательное, параллельное и смешанное соединение двухполюсных элементов. Основы топологии цепей. Ветвь, узел и контур электрической схемы. Законы Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений. Физическое содержание законов Кирхгофа. Понятие об уравнениях электрического равновесия (математической модели) электрической цепи. Топологические и компонентные уравнения. Основная система уравнений электрического равновесия цепи. Использование топологических представлений для определения числа независимых уравнений баланса токов и баланса напряжений. Дифференциальное уравнение цепи. Классификация цепей по математическим моделям: линейные, нелинейные и параметрические цепи; цепи с сосредоточенными и распределенными параметрами. Классификация цепей по энергетическим свойствам, числу внешних выводов и по топологическим особенностям. Формулировка задач анализа и синтеза электрических цепей.

Методы формирования уравнений электрического равновесия сложных цепей. Методы токов ветвей и напряжений ветвей. Методы контурных токов и узловых напряжений. Метод переменных состояний. Примеры.

4. Эквивалентные преобразования линейных электрических цепей Понятие об эквивалентных участках цепи. Эквивалентные преобразования цепей с последовательным, параллельным и смешанным соединением элементов. Преобразование «треугольника» сопротивлений в «звезду» и обратное преобразование. Основные теоремы теории электрических цепей и их применение для решения задач анализа. Принцип наложения. Теорема взаимности. Теоремы об эквивалентных источниках.

5. Математическая модель гармонического колебания Понятие о периодических процессах. Период, частота. Гармонические колебания. Мгновенное значение, текущая и начальная фазы, амплитуда, циклическая и угловая частота гармонического колебания. Среднее и среднеквадратическое (действующее) значение периодической функции.

Дифференциальные уравнения цепи при гармоническом воздействии. Анализ линейной цепи при гармоническом воздействии во временной области.

7. Анализ линейных цепей переменного тока комплексным методом Представление гармонических функций времени на комплексной плоскости. Комплексное текущее значение и комплексная амплитуда гармонического тока и напряжения. Понятие о методе комплексных амплитуд. Законы Ома и Кирхгофа в комплексной форме. Комплексное входное сопротивление и комплексная входная проводимость двухполюсников. Элементарные двухполюсники при гармоническом воздействии. Временные и векторные диаграммы для тока, напряжения, мощности и энергии.

8. Мощность и энергия в линейных электрических цепях при гармоническом воздействии Энергетические соотношения в простейших цепях при гармоническом воздействии. Мгновенная, средняя (активная), реактивная, полная и комплексная мощности. Единицы измерения.

Коэффициент мощности. Баланс мощностей. Согласование источника энергии с нагрузкой по критериям максимума передаваемой средней мощности и максимума коэффициента полезного действия.

Понятие о комплексных частотных характеристиках (КЧХ) линейных цепей. Классификация КЧХ, их размерность и формы представления. Понятие об амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристиках линейных электрических цепей. Логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАХ). Способы графического изображения КЧХ.

Понятие о годографе (диаграмме) Найквиста. КЧХ элементарных реактивных двухполюсников.

Электрические фильтры. АЧХ и ФЧХ простейших RC - и RL - фильтров. Понятие о фильтрах низких частот, верхних частот, полосовых и режекторных фильтрах.

11. Частотные характеристики последовательного колебательного контура Резонансные явления в электротехнике. Одиночный колебательный контур. Классификация одиночных колебательных контуров по способу включения источника энергии. Определение и критерии резонанса. Резонанс напряжений. Резонансная частота, характеристическое и резонансное сопротивления, добротность и обобщенная расстройка одиночного колебательного контура. Энергетические соотношения в одиночном контуре на резонансной частоте.

Входные и передаточные частотные характеристики последовательного колебательного контура. Избирательность и полоса пропускания. Понятие об идеальной избирательной цепи.

Коэффициент прямоугольности АЧХ.

12. Частотные характеристики параллельных колебательных контуров Параллельный колебательный контур. Резонанс токов. Входные и передаточные частотные характеристики параллельного колебательного контура. Влияние внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки на резонансные свойства одиночных колебательных контуров. Контуры с неполным включением. Частотные характеристики сложного параллельного колебательного контура. Коэффициент включения. Влияние внутреннего сопротивления источника и сопротивления нагрузки на резонансные свойства колебательных контуров с неполным включением.

13. Характеристики связанных колебательных контуров Связанные колебательные контуры. Виды связи, сопротивление связи, коэффициент и фактор связи. Сильная, слабая и критическая связь. Обобщенная схема замещения связанных контуров. Схемы замещения первичного и вторичного контуров. Частотные характеристики системы двух связанных колебательных контуров, полоса пропускания и коэффициент прямоугольности.

Четырехполюсные элементы цепи. Основные уравнения и системы первичных параметров неавтономных проходных четырехполюсников. Физический смысл, основные свойства и методы определения первичных параметров. Связь между различными системами параметров.

Канонические схемы замещения неавтономных четырехполюсников. Составные четырехполюсники. Свойства нагруженных четырехполюсников. Характеристическое сопротивление и характеристическая постоянная передачи неавтономного четырехполюсника. Активные и невзаимные четырехполюсники. Идеальные операционные усилители. Преобразователи сопротивления.

Индуктивно-связанные цепи при гармоническом воздействии. Понятие о взаимной индуктивности. Компонентные уравнения связанных индуктивностей. Согласное и встречное включения. Понятие об одноименных зажимах. Применение метода комплексных амплитуд для анализа индуктивно-связанных цепей. Схема замещения связанных индуктивностей. Последовательное и параллельное включение связанных индуктивностей. Линейный трансформатор. Понятие о совершенном и идеальном трансформаторах. Свойства идеального трансформатора. Понятие о реальных трансформаторах.

16. Основы теории нелинейных электрических цепей Особенности электрических процессов в нелинейных цепях. Классификация нелинейных цепей. Нелинейные резистивные элементы. Вольтамперные характеристики нелинейных резистивных элементов. Общие понятия о методах формирования уравнений электрического равновесия нелинейных резистивных цепей. Графические методы анализа нелинейных резистивных цепей. Определение рабочих точек нелинейных резистивных элементов. Определение реакции безынерционного нелинейного резистивного элемента на произвольное внешнее воздействие. Нелинейное резистивное сопротивление при гармоническом воздействии. Образование гармоник. Понятие о режимах большого и малого сигналов. Линеаризация характеристик нелинейных резистивных элементов в окрестности рабочей точки. Понятие о нелинейных искажениях. Нелинейное резистивное сопротивление при одновременном воздействии двух гармонических колебаний. Комбинационные частоты. Применение нелинейных резистивных цепей. Стабилизация напряжения. Выпрямление переменного тока. Ограничение колебаний. Преобразование частоты.

4.2.2. Практические занятия:

Элементарные двухполюсники. Закон Ома Законы электрических цепей Метод контурных токов Метод узловых напряжений Эквивалентные преобразования линейных цепей Математическая модель гармонического колебания Комплексное представление гармонических колебаний Комплексные сопротивления и проводимости.

Анализ электрических цепей комплексным методом Частотные характеристики цепей 1-го порядка.

Частотные характеристики RC и RL цепей Частотные характеристики колебательного контура.

Сложные колебательные контуры.

Связанные колебательные контуры Расчет параметров четырехполюсников Расчет цепи с нелинейным двухполюсником 4.3. Лабораторные работы:

№ 1. Анализ разветвленной цепи постоянного тока.

№ 2. Последовательная RC-цепь при воздействии гармонических колебаний.

№ 3. Частотные характеристики RC-цепей.

№ 4. Частотные характеристики последовательного колебательного контура.

4.4. Расчетные задания:

Анализ двухконтурной избирательной цепи при гармоническом воздействии 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме.

Практические занятия включают закрепление теоретического материала в форме решения и разбора задач, выполнения контрольных заданий по отдельным темам.

Лабораторные занятия включают закрепление практических навыков анализа электрических цепей методами физического эксперимента и компьютерного моделирования, сравнения результатов расчета и моделирования с экспериментальными.

Самостоятельная работа включает отработку методики расчета электрических цепей при выполнении домашних заданий и расчетного задания, подготовку к контрольным работам, зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются проверка индивидуальных домашних заданий, проверка разделов расчетного задания, контрольные работы, устный опрос, защиты лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка на экзамене.

В приложение к диплому вносится оценка за 3 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. "Радиотехника" - М.:

Высшая школа, 2000 г. - 496 с.

2. Баскаков С.И. Лекции по теории цепей. - М.: Эдиториал УРСС, 2001. -224 с.

3. Гречихин В.А. Основы теории цепей. Руководство к решению задач анализа линейных цепей с сосредоточенными параметрами: М.: Изд. МЭИ, 2002. - 80с.

5. Гречихин В.А. Основы теории цепей. Руководство к решению задач анализа и синтеза двухполюсников и четырехполюсников: Учебное пособие по курсу «Основы теории цепей»

для студентов, обучающихся по направлению «Радиотехника». М. : Издательство МЭИ, 2003. 84 с.

б) дополнительная литература:

1. Гречихин В.А., Шалимова Е.В. Методические указания к использованию программного пакета MATHCAD при решении задач анализа цепей (методическая разработка). М.: Изд-во МЭИ, 2002. 48 с.

2. Основы теории цепей. Лабораторные работы №№ 3, 5, 7, 8: методическое пособие / Б.П.

Поллак, Л.И. Пейч, С.В. Пучин, Д.А. Точилин; под ред. В.А. Гречихина. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. – 24 с.

3. Поллак Б.П., Пейч Л.И., Точилин Д.А. Основы теории цепей. Лабораторные работы № 10, 11, 13, 14: методическое пособие / Под ред. В.А. Гречихина. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. – 32 с.

4. Марченко, А. Л. Лабораторный практикум по электротехнике и электронике в среде Multisim + CD : учебное пособие для вузов / А. Л. Марченко, С. В. Освальд. – М. : ДМК Пресс, 2010. – 448 c.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http://www.pilab.ru/csi/AUK/RadioTech/OTC2/OTC2_index.htm б) другие:

электронные версии учебных пособий и описаний лабораторных работ (http://www.irempei.ru);

Электротехника и электроника [Электронный образовательный ресурс] : лабораторный практикум с дистанционным доступом по компьютерным сетям.- Электрон. текстовые, граф. дан / С. И. Маслов, Ю. В. Арбузов, А. В. Берилов, и др., Моск. энерг. ин-т (ТУ). – М. : МЭИ (ТУ), 2007.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины используется фронтальная учебная лаборатория, укомплектованная автоматизированными лабораторными стендами, сопряженными с персональными ЭВМ с установленным специализированным программным обеспечением на базе программного пакета LabView.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 201000, биотехнические системы и технологии.

Профиль подготовки: биотехнические и медицинские аппараты и системы.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зам. зав. кафедрой к.т.н., доцент Крамм М.Н.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

_ Направление подготовки: 201000 БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ Профиль подготовки: Биотехнические и медицинские аппараты и системы Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных едисеместр – ницах:

Расчетные задания (типовой расчет), реферат ты по учебному плану (всего) Москва -

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является получение знаний в области метрологического обеспечения, технических измерений и стандартизации применительно к задачам разработки, производства и эксплуатации радиотехнических средств в медицине.

Основной задачей дисциплины является обучение студентов современным средствам и методам технических измерений.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

готовностью использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

готовностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

готовностью учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

готовностью использовать основные приемы обработки и представления экспериментальных данных (ПК-5);

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научнотехническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования деталей, компонентов и узлов биотехнических систем, биомедицинской и экологической техники (ПК-9);

готовностью организовывать метрологическое обеспечение производства деталей, компонентов и узлов биотехнических систем, биомедицинской и экологической техники (ПК-16);

способностью выполнять эксперименты и интерпретировать результаты по проверке корректности и эффективности решений (ПК-19);

способностью проводить поверку, наладку и регулировку оборудования и настройку программных средств, используемых для разработки, производства и настройки биомедицинской и экологической техники (ПК-28);

Задачами дисциплины являются:

овладение методами и средствами измерения параметров и характеристик цепей, сигналов при разработке, производстве и эксплуатации радиотехнических средств:

ознакомление с методами обеспечения единства измерений и соответствующей нормативной документацией;

изучение принципов действия, технических и метрологических характеристик средств измерений;

изучение современных методов и приобретение навыков обработки результатов измерений, оценки погрешности измерений.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к циклу общепрофессиональных дисциплин (ОПД) Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по направлению 201000 “Биотехнические системы и технологии”.

Она опирается на знания, умения и компетенции, приобретённые и сформированные в результате изучения дисциплин математического и естественнонаучного циклов (математика (Б2.1.01), физика (Б2.1.02), электродинамика (Б2.2.04)) и профессионального цикла (Информационные технологии (Б3.1.01) и Электротехника и электроника Ч.1 (Б3.1.03)). Она является предшествующей для всех дисциплин цикла ОПД, в программах которых присутствуют лабораторные занятия.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении лабораторных работ других курсов и бакалаврской выпускной квалификационной работы.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны:

Знать:

основы метрологии (ПК-3);

основные методы и средства измерения физических величин (ПК-5);

правовые основы и системы стандартизации (ОК-5).

Уметь:

грамотно выполнять простой метрологический эксперимент, выбирать способы и средства измерений (ПК-3, ПК-9).

Владеть:

методами обработки и оценки погрешности результатов измерений (ПК-19).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часа.

Раздел дисциплины.

№ Форма промежуточной Методы и средства изметест Методы измерений и контест, защита лаб.

троля параметров и харакработ теристик цепей Методы и средства фортест мирования сигналов Исследование колебаний Методы измерений вретест, защита лаб.

менных параметров сигработ Методы измерений энертест, защита лаб.

гетических параметров Автоматизация измерений 4.2. Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции Тема 1. Введение. Погрешности измерений и их расчет Предмет и задачи дисциплины. Роль метрологии и измерительной техники в научных разработках и в промышленном производстве. Понятия измерения, средства измерения и погрешности. Классификация погрешностей: случайные и систематические. Методические и инструментальные, статические и динамические. Математическое описание погрешностей.

Метрологические характеристики средств измерений и принципы их нормирования. Нормирование инструментальной погрешности пределом допустимой погрешности. Основная и дополнительная погрешности и способы их представления.

Расчет погрешности измерений с учетом методической погрешности при разных способах ее задания. Нормирование погрешностей средств измерений статистическими методами.

Расчет погрешности косвенных измерений.

Тема 2. Статистическая обработка результатов измерений Идентификация формы закона распределения погрешностей.

Оценки максимального правдоподобия и их свойства. Методика обработки результатов измерений с многократными наблюдениями. Точечные и интервальные оценки измеряемой величины.

Тема 3. Методы и средства измерений Классификация методов измерений. Характеристика преобразования. Способы уменьшения погрешностей: итерационный, метод образцовых мер.

Средства измерений. Микропроцессорные средства измерений. Понятие о мерах, эталонах, образцовых и рабочих средствах измерений.

Тема 4. Методы измерений и контроля параметров и характеристик цепей Методы измерений и контроля параметров и характеристик цепей. Эквивалентные схемы элементов радиоэлектронных цепей с сосредоточенными постоянными и их параметры.

Резонансные методы измерения сопротивления, емкости, индуктивности и добротности.

Микропроцессорные измерители параметров элементов цепей. Основы измерений на СВЧ.

Измерительная линия.

Тема 5. Методы и средства формирования сигналов Структурные схемы и основные параметры измерительных генераторов. Синтезаторы частоты и микропроцессорные генераторы сигналов.

Тема 6. Исследование колебаний во временной и частотной областях Универсальный осциллограф, структурная схема. Особенности цифровых и вычислительных осциллографов. Стробоскопический осциллограф, его основные характеристики.

Методы анализа колебаний в частотной области. Метод фильтрации, гетеродинный анализатор спектра последовательного анализа, структурная схема.

Спектральный анализ с помощью дискретного преобразования Фурье, особенности и основные характеристики цифровых спектроанализаторов.

Тема 7. Методы измерений временных параметров сигналов Методы измерений временных интервалов и периода повторения. Цифровой метод. Микропроцессорные средства измерений. Анализ погрешностей, обусловленных дискретизацией, нестабильностью уровней формирования и шумами. Методы уменьшения погрешности дискретизации.

Цифровой метод измерений средней частоты.

Измерения разности фаз. Измерения путем преобразования разности фаз во временной интервал. Микропроцессорные фазометры.

Тема 8. Методы измерений энергетических параметров сигналов Методы измерений постоянного и переменного напряжений и токов. Структурные схемы вольтметров. Преобразователи пикового, средневыпрямленного и эффективного значений.

Цифровые вольтметры постоянного напряжения: время-импульсного преобразования, двойного интегрирования.

Методы измерений мощности. Тепловые методы: калориметрический, термисторный, термоэлектрический.

Тема 9. Автоматизация измерений. Цели и методы стандартизации Автоматизация радиоэлектронных измерений. Информационно-измерительные системы. Приборные интерфейсы, компьютерно-измерительные системы, виртуальные приборы. Понятие и методы стандартизации.

4.2.2. Практические занятия Случайные погрешности. Законы распределения случайных погрешностей Расчет погрешностей прямых однократных измерений Измерение энергетических параметров сигналов 4.3. Лабораторные работы Прямые и косвенные измерения элементов радиоэлектронных цепей с сосредоточенными постоянными.

4.4. Расчетные задания (типовой расчет), реферат Часть 1. Прямые и косвенные измерения Часть 2. Многократные измерения 4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме лекций.

Практические и лабораторные занятия проводятся в традиционной форме.

Самостоятельная работа включает: подготовку к лекционным занятиям и лабораторным работам, тестам, контрольным работам, выполнение домашних заданий и расчета, написание реферата, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются устный опрос и тесты при выполнении лабораторных работ, домашние задания, типовой расчет и контрольные работы.

Оценка на зачете за освоение дисциплины определяется как среднее арифметическое оценок за практические занятия, лабораторные работы, реферат и типовой расчет.

В приложение к диплому вносится оценка, полученная на экзамене в 5 семестре.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Дворяшин Б.В. Метрология и радиоизмерения. – М.: «Академия», 2005.

2. Метрология и радиоизмерения: Учебник для вузов/ под ред. В.И. Нефедова. – М.:

Высш. шк., 2006.

3. Метрология и радиоизмерения: Сборник задач/ под ред. В.Л. Скачкова. – М.: МЭИ, 2010.

4. Методические указания к практическим занятиям по курсу метрология и радиоизмерения “Оценка погрешностей прямых и косвенных измерений”, Дворяшин Б.В. и др., МЭИ, 1995.

5. Методическое пособие по курсу «Метрология и радиоизмерения». Сборник лабораторных работ.– М.: МЭИ, 2006.

б) дополнительная литература:

1. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация и сертификация. М.: Логос, 2001.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

программное обеспечение Mathcad; www.exponenta.ru; www.ire-mpei.ru.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Комплект лабораторных стендов для измерения различных физических величин и их параметров. Наглядные пособия по теории погрешностей. Измерительные средства для обеспечения программ измерения на названных стендах. В состав стендов входят ПЭВМ, которые используются для управления экспериментами и выполнения измерений, а также для выхода в Интернет с целью получения справочных данных, проведения расчетов и выполнения виртуальных лабораторных работ.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО (приказ № 806 от 22.12.2009 Министерства образования и наукм Российской Федерации) и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 201000 “Биотехнические системы и технологии”.

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

_ Направление подготовки: 201000 Биотехнические системы и технологии Профиль(и) подготовки: Биотехнические и медицинские аппараты и системы Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ"

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных едисеместр – ницах:

Практические занятия Объем самостоятельной рабочас ты по учебному плану (всего) Экзамены Курсовые проекты (работы)

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение основных принципов обеспечения безопасности на производстве и в быту.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, владеть культурой мышления (ОК-1);

умением логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную находить организационно-управленческие решения в нестандартных условиях и в условиях различных мнений и готовность нести за них ответственность (ОК-4);

использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);

владеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-13);

владеть основными методами защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-15);

выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечь для их решения соответствующий физикоматематический аппарат (ПК-2);

владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

осуществлять контроль соблюдения экологической безопасности (ПК-17);

владеть методами профилактики производственного травматизма, профессиональных заболеваний, предотвращения экологических нарушений (ПК-26).

Задачами дисциплины являются:

дать информацию о влиянии антропогенных факторов на человека, основных рисках для персонала и населения и технических методах и средствах снижения воздействия этих факторов до допустимых уровней;

познакомить обучающихся с нормативно-правовой документацией в области безопасности жизнедеятельности;

научить принимать и обосновывать конкретные организационно-управленческие и технические решения в области обеспечения безопасности на производстве.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» направления 201000 Биотехнические системы и технологии.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и магистерской диссертации.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

основы обеспечения безопасности жизнедеятельности (ОК-5, ОК-10, ОК-15, основные источники научно-технической информации в области обеспечения безопасности на производстве (ОК-1, ОК-5, ОК-12, ОК-13, ПК-6);

методы и средства защиты человека от воздействия антропогенных факторов, применяемые на производстве и в быту (ОК-15, ПК-17, ПК-26).

Уметь:

использовать инструкции, описания, технические паспорта о работе устройств и установок (ОК-4, ОК-5) самостоятельно разбираться в нормативных методиках расчета и применять их для решения поставленной задачи (ОК-1, ОК-10, ПК-2, ПК-6);

осуществлять поиск и анализировать научно-техническую информацию и выбирать необходимые методы и средства защиты от воздействия антропогенных факторов (ОК-1, ОК-4, ОК-12, ОК-13, ПК-6, ПК-26);

самостоятельно проводить измерения значений антропогенных факторов и анализировать результаты измерений (ОК-10, ПК-2, ПК-5, ПК-6, ПК-17).

Владеть:

основами физиологии труда и комфортных условий жизнедеятельности в навыками дискуссии по профессиональной тематике (ОК-2);

навыками поиска информации о методах и средствах обеспечения безопасности жизнедеятельности и ее применения при выборе мер защиты человека от воздействия антропогенных факторов (ОК-5, ОК-13, ПК-5, ПКинформацией о допустимых уровнях воздействия антропогенных факторов на человека (ОК-15, ПК-17).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72часа.

Раздел дисциплины.

Безопасность жизнедеяУстный опрос по тельности: термины и но правовые основы Производственное осДомашнее задание Электромагнитная безопасность Радиационная безопасДомашнее задание Чрезвычайные ситуаУстный опрос 4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Безопасность жизнедеятельности: термины и определения, нормативно правовые основы.

Основные понятия и определения. Охрана труда. Промышленная безопасность. Антропогенные производственные факторы и их классификация. Вредные и опасные факторы, воздействующие на человека. Понятие риска.

Нормативно-правовые основы безопасности жизнедеятельности. Система управления безопасностью и охраной труда. Новые принципы управления охраной труда в организациях.

Аттестация рабочих мест в организациях.

Электробезопасность. Действие электрического тока на организм человека. Электрическое сопротивление тела человека. Факторы, влияющие на исход поражения электрическим током.

Критерии безопасности электрического тока. Классификация помещени по степени опасности поражения электрическим током. Явления, возникающие при стекании тока в землю. Напряжение прикосновения. Напряжение шага.

Анализ опасности поражения человека электрическим током в различных электрических сетях. Виды сетей. Схемы включения человека в цепь электрического тока. Выбор схемы сети и режима нейтрали.

Основные меры защиты от поражения электрическим током в электроустановках. Защитное заземление. Зануление. Устройства защитного отключения.

Основные физические характеристики шума. Воздействие шума на человека. Нормирование шума. Методы борьбы с шумом.

Основные физические характеристики вибраций. Воздействие вибраций на человека.

Нормирование вибраций. Методы борьбы с производственными вибрациями.

Освещение. Основные светотехнические понятия и величины. Виды освещения, нормирование, показатели качества освещения. Расчет производственного освещения.

Влияние электромагнитного поля на здоровье человека. Источники электромагнитных полей. Нормирование воздействия электромагнитных полей. Защита от воздействия электромагнитных полей. Электромагнитная безопасность при работе с компьютерной техникой.

Воздействие ионизирующих излучений на человека. Дозиметрические величины. Нормирование воздействия радиации. Защита от ионизирующих излучений.

Пожарная безопасность. Общие сведения о горении. Категорирование помещений по пожаровзрывоопасности. Пожарная опасность зданий и сооружений. Тушение пожаров.

Чрезвычайные ситуации. Классификация чрезвычайных ситуаций. Основные стадии чрезвычайных ситуаций. Основные направления в решении задач по обеспечению безопасности жизнедеятельности в чрезвычайных ситуациях.

4.2.2. Практические занятия Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

4.3. Лабораторные работы №1. Оценка эффективности производственного освещения;

№2. Анализ опасности поражения человека электрическим током в сетях до 1000 В;

№3.Оценка эффективности системы защитного заземления;

№5. Микроклимат производственного помещения;

№6. Оказание первой доврачебной помощи при поражении человека электрическим током.

4.4. Расчетные задания Расчет токов через тело человека при прямом и косвенном прикосновении.

Расчет заземляющих устройств (сопротивление ЗУ, расчет напряжения прикосновения).

Расчет производственного освещения с помощью метода использования светового потока.

Акустический расчет.

Применение теории риска. Построение дерева отказов.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрены.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций и учебных фильмов.

Лабораторные работы проводятся с использованием соответствующих лабораторных установок и тренажера по оказанию первой доврачебной помощи.

Самостоятельная работа включает подготовку к устным опросам, контрольным и лабораторным работам, а также подготовку к зачету.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются устные опросы, домашние задания и контрольные работы.

Аттестация по дисциплине – дифференцированный зачет.

Оценка за освоение дисциплины, рассчитывается из условия: 0,5 (среднеарифметическая оценка за контрольные и устные опросы по лабораторным работам) + 0,5 (оценка на зачете).

В приложение к диплому вносится итоговая оценка за семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Электронный учебник по курсу "Безопасность жизнедеятельности" – М.: МЭИ, 2001.

2. Инженерная экология: Учебник / Под ред. проф. Медведева В.Т. – М.: Гардарики, 2002.

3. Долин П.А. Основы техники безопасности в электроустановках: Учебное пособие для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 2000.

б) дополнительная литература:

1. Монахов А.Ф. Защитное зануление: метод. пособие. / А.Ф. Монахов, И.В. Королев, О.В.

Чебышева. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010г.

2. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. / Под общ. ред. Э.А. Арустамова. – М.: Изд. Дом «Дашков и Ко», 2004.

3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов. / Под общ. ред. C.B. Белова. - М.:

Высшая шк., 2003.

4. Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие для студентов учреждений среднего професссионального образования. / Ю.Г.Сапронов, А.Б.Сыса, В.В.Шахбазян. – М.: Изд.

Центр «Академия», 2004.

5. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. / П.П.Кукин, В.Л.Лапин, Н.Л.Пономарев и др. – М.: Высш. шк.,- 2001.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

http:/bgd.alpud.ru б) другие:

учебный фильм "Электротравмы», учебный фильм «Оказание первой доврачебной помощи».

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории для проведения лекционных занятий, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов и аудитории для проведения лабораторных занятий, оборудованная соответствующими стендами.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 201000 Биотехнические системы и технологии и профилю по профилю «Биотехнические и медицинские аппараты и системы».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

_ Направление подготовки: Профиль(и) подготовки: Биотехнические и медицинские аппараты и системы Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"КОНСТРУКЦИОННЫЕ И БИОМАТЕРИАЛЫ"

№ дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных едисеместр – 2;

ницах:

Практические занятия Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего) Экзамены Курсовые проекты (работы)

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является формирование знаний о физических и электрофизических свойствах материалов, применяющихся в электронной технике на базе зонной теории твердых тел - проводниковых материалов, сверхпроводников, полупроводников, диэлектриков, материалов квантовой электроники, их использования для создания элементов и приборов электронной техники.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

• знать методы классификации материалов по их структуре и уметь определять зависимость свойств материала от направления в крис талле на базе основных положений зонной теории твердого тела и теории • знать методы получения материалов электронной техники и основные принципы автоматизации технологических процессов с помощью ЭВ • знать основные технологические этапы получения микросхем, единичных приборов и радиокомпонентов.

Задачи дисциплины состоят в усвоении классификации современных материалов радиотехники, взаимосвязи между основными их характеристиками, параметрами приборов на их основе, технологическими характеристиками получения материалов и приборов и процессами происходящими в них под воздействием комплекса внешних факторов, характеризующих условия эксплуатации данных приборов и материалов.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Материалы и компоненты радиотехники» направления 210400 Радиотехника.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: "Математика", "Физика".) Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин "Основы конструирования и технологии производства РЭС" и "Физические основы радиотехники", а также программы магистерской подготовки «Разработка и проектирование радиоматериалов и устройств радиотехники».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

Основные типы активных приборов, их модели и способы их количественногоописания при использовании в радиотехнических цепях и устройствах Сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны (ОК-11);

Основные методы защиты производственного персонала и населения от возможных последствий аварий, катастроф, стихийных бедствий (ОК-15);

Современные тенденции развития радиотехники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

Уметь:

Выполнять расчет и проектирование деталей, узлов и устройств радиотехнических систем в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования (ПК-10);

Внедрять результаты разработок в производство (ПК-13);

Организовывать метрологическое обеспечение радиотехнических разроботок и изделий (ПК-16);

осуществлять сбор и анализ научно-технической информации, обобщать отечественный и зарубежный опыт в области радиотехники, проводить анализ патентной литературы (ПК-18);

участвовать в составлении аналитических обзоров и научно-технических отчетов по результатам выполненной работы, в подготовке публикаций результатов исследований и разработок в виде презентаций, статей и докладов (ПК-21);

организовывать работу малых групп исполнителей (ПК-23);

выполнять задания в области сертификации технических средств, систем, процессов, оборудования и материалов (ПК-25);

принимать участие в организации технического обслуживания и настройки радиотехнических устройств и систем (ПК-29);

Владеть:

основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12);

способностью логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-2);

способностью собирать, обрабатывать, анализировать и систематизировать научно-техническую информацию по тематике исследования, использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ПК-6);

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы, 72 часа.

Раздел дисциплины.

туры и других внешних факторов свойства.

Полупроводниковые материалы и их полупроводники.

Подвижность носителей. Время жизни.

Полупроводники в верхность полупроводников и ее свойства.

Полупроводниковые зация диэлектриков.

Электропроводность диэлектриков. Диэлектрические потери. Пробой диэлектриков.

зерные материалы.

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Зонная теория твердого тела. Классификация радиоматериалов.

Проводники, полупроводники, сверхпроводники, диэлектрики.

2. Проводниковые материалы. Зависимость свойств проводниковых материалов от температуры и других внешних факторов.

Физическая природа электропроводности металлов. Температурная зависимость удельного сопротивления металлических проводников. Влияние примесей и структурных дефектов на удельное сопротивление металлических проводников.

3. Сверхпроводниковые материалы и их свойства.

Элементы теории БКШ. Критические значения параметров сверхпроводников.

Высокотемпературные сверхпроводники. Применение сверхпроводников в современной электронике.

4. Полупроводниковые материалы и их свойства. Собственные и примесные полупроводники. Подвижность носителей. Время жизни.

Классификация полупроводников. Концентрация носителей в полупроводнике.

Подвижность носителей в полупроводнике. Донорные и акцепторные полупроводники. Зонная структура полуповодников.

5. Полупроводники в сильных электрических полях. Оптические свойства полупроводников. Поверхность полупроводников и ее свойства.

Туннельный эффект. Пробой полупроводников. Зависимость подвижности носителей от напряженности электрического поля. Спектры поглощения и люминесценции полупроводников. Поверхностное состояние в полупроводниках. Защита поверхности.

6. Полупроводниковые приборы. Диоды, транзисторы, тиристоры Основные параметры диодов, транзисторов и тиристоров. Вольт-амперные характеристики. Пробой диодов, транзисторов и тиристоров.

7. Диэлектрические материалы. Поляризация диэлектриков. Электропроводность диэлектриков. Диэлектрические потери. Пробой диэлектриков.

Пассивные и активные диэлектрики. Сегнетоэлектрики. Пьезоэлектрики. Пироэлектрики. Физические процессы в магнитных материалах. Классификация веществ по магнитным свойствам. Природа ферромагнитного состояния.

8. Оптические и лазерные материалы.

Основные принципы построения оптических кабелей. Классификация лазерных материалов. Устройство лазера. Параметры лазеров.

9. Основы технологии микроэлектроники Основные принципы технологии микросхем. Структура и топология микросхем.

Пассивация. Фотолитография. Напыление. Получение эпитаксиальных пленок.

Перспектива развития микроэлектроники и наноэлектроники.

4.2.2. Практические занятия «Практические занятия учебным планом не предусмотрены».

4.3. Лабораторные работы 1. Исследование частотных свойств диэлектрических материалов 2. Исследование параметров полупроводниковых материалов 3. Исследование параметров магнитных материалов 4. Исследование температурных зависимостей электропроводности диэлектрических материалов.

4.4. Расчетные задания «Расчетные задания учебным планом не предусмотрены».

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы «Курсовой проект (курсовая работа) учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием информационных технологий, в ходе которых студенты изучают систему ASTM, а так же с материалы на сайтах : www.arsenyev.msk.ru; www.ebook.s16.ru.

Практические занятия учебным планом не предусмотрены.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются устные виды тестов, используемые на защитах лабораторных работ.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется преподавателем при сдаче зачета.

В приложение к диплому вносится оценка за 3 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. С.С. Горелик М.Я. Дашевский «Материаловедение полупроводников и диэлектриков» Москва «Металургия» 1988 г.

2. С.А. Медведев «Введение в технологию полупроводниковых материалов» Москва «Высшая школа» 1970 г.

3. В.Н.Черняев «Технология производства интегральных микросхем и микропроцессоров».

4. Ю.М. Таиров, В.Ф. Цветков Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов.2002 г.

б) дополнительная литература:

1. Коледов Л.А. Технология и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок.

СПб.: Издательство «Лань», 2008.

2. Курносов А.И., Юдин В.В. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа, 1986.

3. Гурвич А.М. Введение в физическую химию кристаллофосфоров. М.: Высшая школа, 4. Арсеньев П.А. Выращивание диэлектрических лазерных пленок. М.: МЭИ, 1978.

5. Арсеньев П.А. Выращивание диэлектрических лазерных кристаллов. Душанбе: «Дониш», 1986.

6. Арсеньев П.А. Введение в нанотехнологию 2006.

7. Арсеньев П.А. Нанотехнология в электромеханике, электронике, электрофизике 2007.

8. Водородная энергия и нанотехнология 2007.

9. Нанотехнология в водородной энергетике 2007.

10. Арсеньев П.А., Евдокимов А.А., Свитов В.И. Физико-химические основы нанотехнологии 2007.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

www.arsenyev.msk.ru; www.ebook.s16.ru; www.mpei.ru; нанотехнологии в электронике и электротехнике.

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины имеются методические материалы для проведения дистанционного обучения, а так же аудитории и лаборатории для проведения очного обучения.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО. Направление подготовки: 201000 Биотехнические системы и технологии Профиль(и) подготовки: Биотехнические и медицинские аппараты и системы

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛ:

"СОГЛАСОВАНО":

Зав. кафедрой "СОГЛАСОВАНО":

Директор ИРЭ "УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ И ЭЛЕКТРОНИКИ (ИРЭ)

_ Направление подготовки: 201000 БИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ Профиль подготовки: Биотехнические и медицинские аппараты и системы Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, Ч.2" № дисциплины по учебному плану:

Часов (всего) по учебному плану:

Трудоемкость в зачетных едисеместр – ницах:

Объем самостоятельной рабочас ты по учебному плану Курсовые проекты (работы) 72 час (2 з.е.) 6 семестр

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение физических принципов работы активных элементов радиоэлектроники, их моделей и особенностей использования в радиоэлектронных устройствах, схем и принципов работы базовых ячеек функциональных узлов основных радиотехнических устройств усиления, формирования, обработки и передачи аналоговых и цифровых сигналов, а также приобретение навыков расчётов и исследования (теоретического и экспериментального) рабочих режимов и основных характеристик этих функциональных узлов.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

выявлять естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлекать для их решения соответствующий физикоматематический аппарат (ПК-2);

учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ПК-3);

владеть методами решения задач анализа и расчета характеристик электрических цепей, в которых используются активные элементы (ПК-4);

выполнять расчет и проектирование функциональных узлов радиотехнических устройств, соответствующих техническим заданием, с использованием средств автоматизации проектирования (ПК-10);

понимать принципы и особенности эксплуатации активных элементов радиоэлектроники различных типов в функциональных узлах различного назначения;

проверять активные элементы на их пригодность для использования в радиоэлектронных устройствах.

Задачи дисциплины:

Достигнуть понимания принципов работы активных элементов радиоэлектроники.

Дать информацию об основных эксплуатационных характеристиках и параметрах активных элементов.

Познакомить с основными видами моделей активных элементов, используемых в компьютерных технологиях проектирования радиоэлектронных устройств.

Познакомить обучающихся с методами использования разных моделей пассивных компонентов и активных приборов при синтезе и анализе базовых ячеек функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры.

Дать информацию об основных режимах базовых ячеек функциональных узлов, работающих в аналоговой и цифровой технике и предоставить возможность приобрести первичные навыки экспериментального исследования режимов простейших функциональных узлов.

Научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при проектировании базовых ячеек функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к базовой части профессионального цикла Б3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю «Биотехнические и медицинские аппараты и системы» направления 201000"Биотехнические системы и технологии".

Она базируется на следующих дисциплинах: "Физика", " Электротехника и электроника. Ч.1", " Конструкционные и биоматериалы".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплин " Узлы и элементы биотехнических систем", «Цифровые устройства и микропроцессоры», «Основы конструирования и технологии производства РЭС», а также ряда дисциплин вариативной части образовательной программы подготовки бакалавров.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения дисциплины обучающиеся должны:

основные типы активных приборов, их модели и способы их количественного описания при использовании в радиотехнических цепях и устройствах (ПК-1, ПК-3);

элементную базу аналоговых и цифровых электронных устройств (ПК-9);

области и особенности эксплуатации активных элементов (ПК-14);

типовые режимы использования изученных активных элементов и пассивных компонентов в функциональных узлах радиоэлектронных устройств;

способы построения, принципы действия и методы расчета режимов и характеристик простейших функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры (ПК-4);

проверять работоспособность активных элементов (ПК-27);

экспериментально определять основные характеристики и параметры широко применяемых пассивных нелинейных компонентов и активных приборов (ПК-5);

применять модели линейных и нелинейных компонентов и активных приборов при анализе поведения базовых ячеек функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры (ОК-10);

применять методы расчета и математического моделирования для анализа простейших функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) (ПК-4), (ПК-19);

использовать стандартные пакеты прикладных программ для решения практических задач (ПК-9);

использовать основные приемы обработки экспериментальных данных (ПК-20).

Владеть:

методами использования моделей активных приборов, применяемых в радиотехнике (ПКметодами решения задач проектирования функциональных узлов РЭА с учетом современных тенденций развития электроники, элементной и технологической базы радиотехники и влияния этого развития на выбор перспективных технических решений, обеспечивающих конкурентоспособность разрабатываемой аппаратуры (ПК-3), (ПК-4);

методами, необходимыми для выбора элементной базы и конструкторских решений с учетом требований надежности, устойчивости к воздействию окружающей среды, электромагнитной совместимости и технологичности (ПК-9).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 8 зачетных единицы, 288 часов.

п/п Контактные явления.

гетеропереходы Полупроводниковые дионеделя – устный дырочного перехода.

Биполярные транзисторы.

Вакуумная электроника и Статические режимы в диодных цепях.

Диодные цепи, работаюРаздел в типовом сигнала.

общим стоком и общим затвором.

разных включениях ПТ.

Ключевые каскады и транзисторах тером, общей базой и общим коллектором.

разных включениях БТ.

Ключевые каскады и элементы на БТ.

Особенности интегральТест ной схемотехники.

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения 4.2.1. Лекции 1. Физические основы полупроводниковой электроники Концентрация свободных носителей заряда в полупроводниках. Энергетические диаграммы, влияние температуры. Уравнение электронейтральности. Дрейф и диффузия. Подвижность, коэффициент диффузии. Уравнения для токов дрейфа и диффузии. Удельная проводимость полупроводника, зависимость от температуры. Неравновесные носители заряда.

2. Контактные явления. Электронно-дырочный переход, барьер Шоттки. Гетеропереходы Электронно-дырочный переход, область пространственного заряда, энергетическая диаграмма, контактная разность потенциалов. Транспортные потоки носителей заряда через p-n переход. Влияние приложенного напряжения. Инжекция и экстракция. Вольт-амперная характеристика перехода, тепловой ток, зависимость от температуры и степени легирования областей. Пробой перехода, виды пробоев. Барьерная и диффузионная емкость. Модели диодов для использования в компьютерных технологиях.

3. Полупроводниковые диоды на основе электронно-дырочного перехода Разновидности диодов. Диоды для выпрямления токов низкой и высокой частоты, стабилитроны, импульсные, варикапы, туннельные, смесительные, преобразовательные, генераторные. Конструктивные особенности, основные характеристики и параметры. Схемы включения.

Структура и принцип работы биполярного транзистора, основные режимы работы, схемы включения. Инжекция. Транспортные потоки носителей заряда, основные параметры. Предельно допустимые режимы работы, особенности работы на высоких частотахи в импульсном режиме. Способы обеспечения режима покоя. Модели для использования в компьютерных технологиях.

Классификация транзисторов. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом. Структура и принцип работы. Статические характеристики, влияние температуры. Обеспечение режима покоя. Разновидности транзисторов – со встроенным каналов, МДП – структурой.

Области использования, дифференциальные параметры, предельно-допустимый электрический режим. Статическая и динамические модели транзисторов для компьютерных технологий.

6. Интегральные микросхемы аналоговые и цифровые Основные принципы создания микросхем. Цифровые интегральные схемы. Структура и принцип работы базовых логических элементов. Основные характеристики и параметры. Быстродействие. Сравнительная характеристика различных базовых элементов. Виды аналоговых усилительных микросхем, многофункциональность.

7. Оптоэлектронные полупроводниковые элементы и структуры Фотопроводимость полупроводников. Фотогальванический эффект в электроннодырочном переходе. Основные виды фотоприемников – фоторезисторы, фотодиоды и фототранзисторы. Солнечные батареи. Излучающие диоды, оптроны, оптопары.

8. Вакуумная электроника и электровакуумные приборы Физические основы вакуумной электроники. Особенности прохождения тока через вакуумный промежуток. Управление электронным потоком, активные элементы вакуумной электроники. Сравнительная характеристика полупроводниковых и вакуумных активных элементов, области использования.

Цель курса, изучаемые объекты, задачи, которые нужно научиться решать. Классификация режимов электронных приборов в функциональных узлах.

2. Базовые ячейки функциональных узлов на полупроводниковых диодах.

Статические характеристики и модели п/п диодов. Идеальный и реальный п/п диоды. Диодные стабилизаторы напряжения. Назначение и основные характеристики стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения на прямой ветви ВАХ п/п диода. Преобразование малых изменений входного напряжения на выход диодного стабилизатора напряжения. Малосигнальная эквивалентная схема диодного стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения на обратной ветви ВАХ п/п диода. Цепи согласования уровней постоянных напряжений в смежных каскадах. Выпрямители переменного напряжения и амплитудные детекторы.

Основные характеристики усилителей 4. Базовые ячейки функциональных узлов на полевых транзисторах (ПТ).

Классификация ПТ. Статические ВАХ и их аппроксимации, модели ПТ. Влияние температуры на статические ВАХ ПТ. Малосигнальная эквивалентная схема ПТ для низких частот.

Резистивный усилительный каскад с включением ПТ по схеме с общим истоком. Схема каскада, принцип действия. Коэффициент усиления малого сигнала на средних частотах. Влияние сопротивления нагрузки и напряжений питания на коэффициент усиления на средних частотах.

Использование нелинейной нагрузки для увеличения коэффициента усиления на средних частотах. Анализ работы каскада с общим истоком на умеренно высоких частотах. Верхняя граничная частота полосы усиления такого каскада по напряжению. Связь между коэффициентом усиления на средних частотах и верхней граничной частотой полосы сквозного усиления по напряжению. Понятие о площади усиления. Входная проводимость резистивного усилительного каскада по схеме с общим истоком. Стабилизация рабочей точки ПТ в усилителях малого сигнала по схеме с общим истоком. Усиление большого сигнала при работе каскада с общим истоком на средних частотах. Оценка и минимизация нелинейных искажений.

Резистивный усилительный каскад с включенным ПТ по схеме с общим стоком (истоковый повторитель). Схема с общим стоком. Коэффициент усиления малого сигнала на средних частотах. Усиление большого сигнала каскадом с общим стоком на средних частотах. Построение передаточной характеристики по напряжению. Анализ работы каскада с общим стоком на умеренно-высоких частотах. Верхняя частота полосы пропускания каскада. Входная и выходная проводимости.

Резистивный усилительный каскад с включением ПТ по схеме с общим затвором. Коэффициент усиления малого сигнала на средних частотах. Входная и выходная проводимости.

Усиление большого сигнала каскадом с общим затвором на средних частотах. Передаточная характеристика каскада по напряжению. Работа каскада с общим затвором на умеренновысоких частотах, частотные зависимости коэффициента усиления. Сравнение каскадов с различными способами включения ПТ.

Статические характеристики, параметры, малосигнальные эквивалентные схемы БТ. Резистивные усилительный каскад с включением БТ по схеме с общим эмиттером. Схема. Принцип действия. Выбор рабочей точки. Коэффициент усиления малого сигнала на средних частотах. Анализ работы каскада с общим эмиттером на умеренно-высоких частотах. Верхняя граничная частота полосы усиления. Входная проводимость. Методы стабилизации рабочей точки БТ в каскаде с общим эмиттером. Передаточная характеристика по напряжению каскада с общим эмиттером. Резистивный каскад с БТ, включенным по схеме с общим коллектором. Эмиттерный повторитель. Схема. Коэффициент передачи по напряжению на средних частотах. Входная и выходная проводимости. Работа каскада с общим коллектором на умеренно-высоких частотах. Верхняя граничная частота коэффициента передачи каскада по напряжению. Преобразование больших сигналов каскадом с общим коллектором. Передаточная характеристика каскада по напряжению.

6. Ключевые каскады и простейшие логические элементы.

Ключевые каскады и простейшие логические элементы на МОП-транзисторах.

Ключевые каскады (инверторы). Квазистатический анализ. Переходные процессы в МОПинверторах. Простейшие логические элементы на КМОП структурах.

Ключевые каскады и простейшие логические элементы на БТ. Ключевой каскад (инвертор) на БТ с резистивной нагрузкой. Квазистатический анализ. Переходные процессы в резистивном инверторе на БТ. Простейшие логические элементы на БТ.

Пассивные элементы интегральных схем. Полупроводниковые резисторы и конденсаторы.

Ограничения, накладываемые интегральной технологией на значения параметров пассивных элементов ИС. Возможность изготовления транзисторов и резисторов с малым относительным разбросом их параметров и связанные с этим особенности схемотехники аналоговых электронных устройств.

4.2.2. Практические занятия 1. Концентрация носителей заряда в собственном и примесном полупроводниках 2. Дрейф и диффузия подвижных носителей в полупроводниках..

3. Электропроводность полупроводников, зависимость от температуры.

4. Электронно-дырочный переход. Транспортные потоки носителей заряда.

5. Вольт-амперная характеристика p-n перехода, влияние температуры и концентрации примесей в областях перехода.

6. Работа диода в электрических цепях постоянного тока.

7. Компьютерные модели диодов и их использование в компьютерных технологиях.

8. Транспортные потоки носителей в биполярном транзисторе. Режимы работы. Статические характеристики.

9. Дифференциальные параметры, зависимость от режима работы.

10. Режим покоя транзистора, схемотехнические способы его обеспечения.

11. Особенности работы транзистора на высоких частотах.

12. Полевые транзисторы с управляющим p-n переходом. Статические характеристики.

13. Дифференциальные параметры.

14. Интегральные микросхемы цифровые и аналоговые. Принцип работы базового ТТЛэлемента.

15. Базовые элементы МОП-логики.

16. Оптоэлектронные полупроводниковые элементы.

17. Вакуумные активные элементы. Физические основы.

18. Области использования вакуумных активных элементов.

1. Диодные стабилизаторы напряжения.

2. Методы расчета простейших диодных выпрямителей.

3. Расчет цепей питания, стабилизации рабочей точки и основных характеристик резистивных усилителя низкой частоты с общим истоком. Влияние питающих напряжений.

4. Расчет полосы пропускания каскадов с разным включением ПТ. Расчет Y-параметров.

5. Усиление больших сигналов базовыми усилительными каскадами на полевых транзисторах. Методы расчета напряжений и токов в рабочих состояниях ключевых схем на полевых транзисторах. Влияние нагрузки и питающих напряжений.

6. Расчет цепей питания, стабилизации рабочей точки и основных характеристик усилителя низкой частоты с общим эмиттером. Влияние питающих напряжений.

7. Расчет характерных частот каскада с общим эмиттером. Расчет полосы пропускания каскадов с общим эмиттером и с общим коллектором.

8. Усиление больших сигналов базовыми усилительными каскадами на БТ. Методы расчета напряжений и токов в рабочих состояниях ключевых схем на БТ. Влияние нагрузки и питающих напряжений.

4.3 Лабораторные работы №1. Исследование p-n перехода.

№2. Исследование биполярного транзистора.

№3 Исследование полевого транзистора.

№4. Исследование вакуумного активного элемента.

№ 1. Простейшие диодные выпрямители. Работа предназначена для изучения работы однополупериодного, мостового и с удвоением напряжения выпрямителей.

№ 2 Измерение параметров малосигнальной модели биполярного транзистора.

№ 3 Усилитель низкой частоты на ПТ по схеме с общим истоком.

№ 4. Усилитель низкой частоты на БТ по схеме с общим эмиттером.

4.4. Расчетные задания:

1. Расчет характеристик диодов на основе заданных параметров статической модели 2. Расчет характеристик диода при включении в цепь постоянного тока с резистивными элементами на основании заданных параметров модели 3. Расчет характеристик диода при различных температурах.

4. Расчет характеристик диода при различных электрофизических параметров его структуры.

5. Расчет электропроводности примесных полупроводников в широком диапазоне температур.

6. Расчет параметров малосигнальной модели диода на основе размеров и электрофизических параметров структуры.

7. Расчет статических и динамических характеристик диода с использованием компьютерных технологий.

Расчет параметров схемы простейшего источника питания. Расчет элементов схемы усилителей со стабилизацией положения рабочей точки на ПТ и БТ.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы: 6 семестр Курсовой проект: Проектирование многокаскадных транзисторных усилителей с разными способами включения активных приборов.

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме. При наличии специально оборудованной аудитории для поточной лекции возможно использование презентаций для демонстрации различных видов активных элементов.

Практические занятия включают рассмотрение изложенного на лекциях материалов в более подробной и детализированной форме с использованием раздаточного материала, сопровождаются решением задач, устным опросом и контрольными работами с обязательным численным решением задач.

Самостоятельная работа включает подготовку к практическим занятиям, лабораторным работам, устным опросам и контрольным работам, выполнение расчетного задания, выполнение домашних заданий, подготовку к зачетам и экзаменам и работу над курсовым проектом.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ,

ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ