Электроника и информационно-измерительная техника. Допуск к экзамену

1.

Электроника и информационно-измерительная техника
Лектор:
Зализный Дмитрий Иванович
доцент кафедры «Электроснабжение», а. 2-327
Отчётность:
экзамен

2.

Допуск к экзамену
1.Набрать не менее 18 баллов из 20 в тренировочных тестах по
модулям №1 и №2 на учебном портале.
2. Сделать лабораторные работы и сдать по ним отчёты.
3. Пройти контрольный тест в университете, набрав не менее 7
баллов из 20. С собой иметь чистый лист бумаги, ручку, инженерный
калькулятор (телефоны запрещены) и документ с фотографией.

3.

Расчёт оценки на экзамен
7
N N контрольн. теста N вопроса1 N вопроса2
N доп.i
20
i
где:
N контрольн. теста
N вопроса1
N вопроса 2
N доп.i
- балл, набранный на контрольном тесте;
- баллы, набранные, соответственно, при ответе на 1
и 2 вопросы в экзаменационном билете;
- баллы, набранные при ответе на дополнительные вопросы.

4.

Расчёт баллов
N вопроса1 N вопроса 2
0 – если дан ответ менее чем на 50% объёма
вопроса;
1 – если дан ответ от 50% до 75% объёма
вопроса;
2 – если дан ответ более чем на 75% объёма
вопроса.

5.

Дополнительные вопросы
Если
N вопроса1 N вопроса 2 2
, то есть право ответа на дополнительные
вопросы.
N доп.i
0 – если дан ответ менее чем на 75% объёма вопроса;
1 – если дан ответ более чем на 75% объёма вопроса.
На следующий дополнительный вопрос есть право ответа,
только если получен 1 балл на предыдущий вопрос.

6.

Модуль 1
Компоненты электроники
и простейшие схемы на их основе
Модуль 2
Функциональные элементы
на основе интегральных микросхем
Портал

7.

Тема 0
Основные понятия и определения электроники

8.

Простейший цифровой измерительный прибор
Интегральная микросхема (стабилизатор напряжения)
Радиатор
Средство отображения информации
Интегральная микросхема
(микроконтроллер)
Печатная плата
Конденсатор
Постоянный резистор
Переменный резистор
Конденсаторы
Разъём

9.

Модуль 1
Тема 1
Резисторы, конденсаторы и дроссели

10.

Резисторы
Обозначения на схемах
Постоянный
R
Регулировочный
Подстроечный
R
R

11.

Постоянные резисторы
для классического монтажа
Основные параметры: Rном, Рном
Постоянные резисторы
для поверхностного монтажа

12.

Регулировочный резистор
Подстроечные резисторы

13.

Схема замещения переменного резистора
R’
R’’
R’ = 0 ... Rном
R’’ = Rном ... 0
R’ + R’’ = const

14.

Конденсаторы
По конструкции
Цилиндрические
По типу диэлектрика
Пластинчатые
С оксидным диэлектриком
С твёрдым органическим диэлектриком
С твёрдым неорганическим диэлектриком

15.

Конденсаторы для
классического монтажа
Основные параметры: Сном, Uном
Конденсаторы для
поверхностного монтажа

16.

Дроссели
L

17.

Тема 2
Выпрямительные и импульсные диоды

18.

Условные обозначения
Выпрямительные и
ипульсные
Анод
Стабилитроны
Катод
Анод
Фотодиоды
Анод
Катод
Светодиоды
Катод
Анод
Катод

19.

Выпрямительные диоды
Импульсный диод

20.

P-n переход в режиме прямого смещения
Положит. Отрицат.
Дырка Электрон
ион
ион
+
+
Анод
p - слой + + + - + - +
- + + +
-
I пр
+
- слой
+ + - n+
+
- +
- +- +
+ +
- +
+ + +
-
Катод

21.

P-n переход в режиме обратного смещения
p - слой
+ + + + +
-
I обр
-
-
-
+++
+++
+++
+++
+++
+
n - слой
+
- +- + +
- + +
Катод

22.

Анимация. Диод в прямом включении.
Анимация. Диод в обратном включении.

23.

Вольтамперная характеристика диода
Диод закрыт
Зона
нечувствительности
Диод открыт
I
Насыщение
Электрический
пробой
Нормальный
режим
Обратный ток
U
Тепловой
пробой
U нч
U нас

24.

Основные параметры выпрямительных и импульсных диодов:
Iпр.макс, Uобр.макс
Диодный мост

25.

Тема 3
Светодиоды и фотодиоды

26.

Анод
Катод
Анод
Условные обозначения
Фотодиоды
Анод
Катод
Светодиоды
Катод
Светодиоды
Анод
Катод
Фотодиод

27.

Схема включения светодиода
R
U I
HL
U U HL
R
I ном
Uhl
Светодиодный индикатор
g
a
f
b
e
c
d
a
b
c
d
e
f
g

28.

Схема включения фотодиода
+
U
R
BL
Фотореле

29.

Солнечные батареи

30.

Схема солнечной батареи
Iн
Rн

31.

Тема 4
Биполярные транзисторы

32.

1947 год
Уолтер Браттейн
Джон Бардин
Уильям Шокли

33.

34.

Транзисторы
Биполярные
p-n-p
Iк
Iб
n-p-n
Коллектор
База
Полевые
Iк
n-канал
Iэ
Эмиттер
Затвор
Затвор
Исток
Iэ
Сток
Сток
Коллектор
База
Iб
p-канал
Эмиттер
КТ3102
Исток

35.

Внутренняя структура биполярного транзистора
Дырка Электрон
-
+
Эмиттер
p - слой
+
+
+
+
- - + - +
+ - +
-
Iэ
+
+
+
+
+
+
E1
-
Положит. Отрицат.
ион
ион
+
-
База
n - слой + + +
+++
+++
+
- +++
- + +++
Iб
+
-
-
E2
-
Коллектор
p - слой
+
+ + - + - +
- + + +
-
Iк

36.

Соотношения между токами в биполярном транзисторе
I э I к I б ;
I к I б .
Основные параметры биполярного транзистора:
h2.1.э
Iк
Iб
I к.макс
U кэ.макс
коэффициент передачи тока коллектора
максимальный ток коллектора
максимальное обратное напряжение коллектор-эмиттер

37.

Тема 5
Полевые транзисторы

38.

MOSFET - metal-oxide-semiconductor field-effect transistor
n - канал
Затвор
С ток
П одлож ка
И сток
p - канал
Затвор
С ток
П одлож ка
И сток

39.

Внутренняя структура полевого транзистора
+
-
n
p
+
Затвор
С ток
-
-
+ +
+
-
Д и электрик
И сток
-
-
+
-
+
П одлож ка
-
+ +
-
n
+

40.

IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor
У ГО
С хем а зам ещ ения
К оллектор
К оллектор
Затвор
Затвор
Э м иттер
Э м иттер

41.

Тема 6
Тиристоры

42.

43.

Тиристоры
Однооперационные
Двухоперационные
Динисторы
Симисторы
Анод
Управляемые
по катоду
Анод
Катод
Управляемые
по катоду
Анод
Управляющий
электрод
Управляемые
по аноду
Анод
Катод
Управляемые
по аноду
Анод
Управляющий
электрод
Катод
Управляющий
электрод
Катод
Управляющий
электрод
Катод
Управляющий
электрод
Силовой
электрод 1
Силовой
электрод 2

44.

Конструкция тиристора, управляемого по катоду
Анод
+
p
n
Iа
Управляющий
электрод
p
Iупр
n
Катод

45.

Семейство вольтамперных характеристик тиристора
I
I уд
I упр.1 I упр.2 I упр.3
I упр.1 I
упр.2
I упр.3
U
U отп.1
U отп.2
Схема замещения тиристора
U отп.3

46.

Тема 7
Интегральные микросхемы

47.

Chip – интегральная микросхема

48.

Конструкция микросхемы
Кристалл
Внешние
выводы
Проводники
Корпус

49.

Параметры микросхем
Степень интеграции
Технологический уровень
малая – до 100 транзисторов
средняя – до 1000 транзисторов
большая – до 10000 транзисторов
сверхбольшая – более 10000 транзисторов
Примеры:
1,5 мкм
1,2 мкм
0,25 мкм
0,18 мкм
0,012 мкм
0,009 мкм

50.

Кристалл микросхемы со средней степенью интеграции

51.

Кристалл микросхемы со сверхбольшой степенью интеграции

52.

Этапы фотолитографии