Контрольная работа № 1

ЭЛЕКТРОНИКА

 

Методическое пособие для студентов направления

 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»

заочной формы и

заочной формы обучения с сокращенным сроком

 

Саратов 2018

Цели и задачи дисциплины

Цель преподавания дисциплины: изучение и теоретическое исследование физических процессов, связанных с прохождением электрического тока в полупроводниковых, электровакуумных и оптоэлектронных приборах.

 

 

Задачами дисциплины являются: изучение физических явлений и процессов, лежащих в основе работы полупроводниковых, электровакуумных и оптоэлектронных приборов; подготовка студентов к решению задач, связанных с рациональным выбором электронных приборов, их режимов работы и схем включения в различных устройствах.

 

 

Место дисциплины в структуре ООП ВПО

Изучение дисциплины «Электроника» должно опираться на содержание следующих дисциплин: «Математика» (дифференциальное и интегральное исчисление, дифференциальные уравнения, функции комплексной переменной); «Физика» (электричество, магнетизм, электромагнитные волны, квантовая физика, физика твердого тела), «Теория электрических цепей» (теория линейных и нелинейных электрических цепей).

 

 

Требования к результатам освоения дисциплины

Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций (ПК-14,17): 

- уметь проводить расчеты по проекту сетей, сооружений и средств связи в соответствии с техническим заданием с использованием как стандартных методов, приемов и средств автоматизации проектирования, так и самостоятельно создаваемых оригинальных программ; уметь проводить технико-экономическое обоснование проектных расчетов с использованием современных подходов и методов (ПК-14);

- способностью применять современные теоретические и экспериментальные методы исследования с целью создания новых перспективных средств электросвязи и информатики; организовывать и проводить их испытания с целью оценки соответствия требованиям технических регламентов, международных и национальных стандартов и иных нормативных документов (ПК-17).

 

 

В результате изучения курса «Электроника» студент должен:

знать:

– физические эффекты и процессы, лежащие в основе полупроводниковых, электровакуумных и оптоэлектронных приборов;

- устройство и принцип действия, схемы включения и режимы работы приборов, вид статических характеристик и их семейств в различных схемах включения;

- основы технологии интегральных схем, микросхемотехнику и принцип работы базовых каскадов аналоговых и логических элементов цифровых схем;

уметь:

– использовать полученные знания для правильного выбора электронного прибора и задания его рабочего режима по постоянному току;

– определять дифференциальные параметры электронных приборов по их статическим характеристикам;

владеть:

– навыками экспериментального определения статических характеристик и параметров различных электронных приборов и их компьютерного исследования по электрическим моделям

 

 

Методические указания по выполнению контрольной работы № 1

 

Задача № 1

График построенной ВАХ диода изображена на рис. 1.1.

Изменение напряжения ΔU и соответствующее ему изменение тока ΔI можно найти, пользуясь расчетными значениями, сведенными в таблицу.

 

 

Задача № 2

Стабилитрон подключен для стабилизации напряжения к резистору нагрузки R_H, как показано на рис. 1.2.

Известны параметры стабилитрона Uст; Iст min; Iст max и сопротивление нагрузки R_Н. Необходимо определить сопротивление ограничительного резистора Rогр, если напряжение на входе изменяется от Uвх min до Uвх max. Будет ли обеспечена стабилизация во всем диапазоне изменения входного напряжения?

Выберем средний ток стабилитрона из условия

и сравниваем с заданным диапазоном изменения входного напряжения.

Пусть, например, сопротивление нагрузки R_Н = 2,2 кОм; Iст min =1 мА; Iст max = 20 мА; Uвх min =16 B; Uвх max = 24 B; Uст =13 B.

По вышеприведённым выражениям находим:

Iст =(20 +1)/ 2 = 10,5 мA.

Необходимая величина входного напряжения

Uвх =(24 +16)/ 2 = 20 В.

Ток нагрузки

I_H = Uст /R_H =13/ 2,2 = 5,9 мA.

Тогда

Rогр =(20 −13)/(10,5 − 5,9)≈ 0,43 кОм.

Диапазон изменения входного напряжения определяется следующими границами

Uвх min =13 +(1+ 5,9)·0,43 ≈16 В;

Uвх max =13 +(20 + 5,9)·0,43 ≈ 24,1 В.

Вывод: стабилизация напряжения осуществляется во всём диапазоне изменения входного напряжения.

 

Контрольная работа № 1

Задача № 1

Последняя и предпоследняя цифры шифра – это цифры зачетки или студенческого.

 

Задача № 2

 

Cтабилитрон подключён для стабилизации напряжения параллельно резистору нагрузки R_Н. Параметры стабилитрона U_ст; I_{ст min} ; I_{ст max} и сопротивление нагрузки R_Н приведены в табл. 1.4. Определите величину сопротивления ограничительного резистора R_огр, если входное напряжение U_вх изменяется от U_{вх min} = 20 B до U_{вх max} = 30 В. Будет ли обеспечена стабилизация во всём диапазоне изменения входного напряжения U_вх?

 

 

 

Вопросы к экзамену

 

1. Классификация электронных приборов по характеру рабочей среды (вакуум, разреженный газ, твердое тело), принципу действия и диапазону рабочих частот. Основные свойства и особенности электронных приборов.