Рабочая программа по основам электроники и цифровой схемотехники

МИНИСТЕРСТВО ПРОСВЕЩЕНИЯ ПМР
ГОУ НПО «ДУБОССАРСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ЛИЦЕЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММа УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
ОП.03 Основы электроники и цифровой схемотехники
230103.01 Оператор электронно-вычислительных машин
РАССМОТРЕНОСОГЛАСОВАНО:
на заседании цикловой
методической комиссииМетодист ГОУ НПО «ДМПЛ»
Протокол №__ от «__»_____ 2014г. _____________________
Председатель _________«____» _____________2014 г.
2014 год
СОДЕРЖАНИЕ
стр.
ПАСПОРТ ПРИМЕРНОЙ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
4
СТРУКТУРА и ПРИМЕРНОЕ содержание УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
5
условия реализации примерной программы учебной дисциплины
10
Контроль и оценка результатов Освоения учебной дисциплины
11

1. ПАСПОРТ ПРОГРАММЫ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы электроники и цифровой схемотехники»
Область применения программы
Примерная программа учебной дисциплины «Основы электроники и цифровой схемотехники» является частью основной профессиональной образовательной программы по профессии 230103.01 Оператор электронно-вычислительных машин
Примерная программа учебной дисциплины может быть использована в дополнительном профессиональном образовании в профессиональной подготовке, повышения квалификации и профессиональной подготовке по профессиям укрупнненой группы 230000 Информатика и вычислительная техника.
Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: общепрофессиональный цикл.
1.3. Цели и задачи учебной дисциплины – требования к результатам освоения учебной дисциплины:
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен уметь:
определять параметры полупроводниковых приборов и элементов системотехники.
В результате освоения учебной дисциплины обучающийся должен знать:
основные сведения об электровакуумных и полупроводниковых приборах, выпрямителях, колебательных системах, антеннах; усилителях, генераторах электрических сигналов;
общие сведения о распространении радиоволн;
принцип распространения сигналов в линиях связи;
сведения о волоконно-оптических линиях;
цифровые способы передачи информации;
общие сведения об элементной базе схемотехники (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, микросхемы, элементы оптоэлектроники);
логические элементы и логическое проектирование в базисах микросхем;
функциональные узлы (дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, цифровые компараторы, сумматоры, триггеры, регистры, счетчики);
запоминающие устройства на основе БИС/СБИС;
цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи.
1.4. Рекомендуемое количество часов на освоение программы дисциплины:
Максимальной учебной нагрузки обучающегося 48 часов, в том числе:
обязательной аудиторной учебной нагрузки обучающегося 32 часа;
самостоятельной работы обучающегося 16 часов.
2. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«Основы электроники и цифровой схемотехники»
2.1. Объем учебной дисциплины и виды учебной работы
Вид учебной работы Объем часов
Максимальная учебная нагрузка (всего) 48
Обязательная аудиторная учебная нагрузка (всего) 32
в том числе: лабораторные работы (не предусмотрено) -
практические занятия 10
контрольные работы 2
курсовая работа (проект) (не предусмотрено) -
Самостоятельная работа обучающегося (всего) 16
в том числе: Работа с информационными источниками 4
Реферативная работа 4
Подготовка презентационных материалов 4
Составление таблиц 4
Итоговая аттестация в форме дифференцированного зачета
2.2. Примерный тематический план и содержание учебной дисциплины «Основы электроники и цифровой схемотехники»
Наименование разделов и тем Содержание учебного материала, лабораторные работы и практические занятия, самостоятельная работа обучающихся, курсовая работа (проект) Объем часов Уровень освоения
1 2 3 4
Раздел 1. Физические основы пролупроводниковых приборов. 17 Тема 1.1. Введение. Физические основы пролупроводниковых приборов. Содержание учебного материала 2 1 Носители заряда в полупроводниках Дрейфовое движение носителей, дрейфовый ток. Понятие об электронно-дырочном переходе, типы переходов. 1
2 Вольт-амперная характеристика р-п перехода и ее зависимость от температуры, степени легирования. Обратный ток, его составляющие и их зависимость от материала полупроводника, концентрации примесей и температуры. Пробой перехода, его виды, механизмы, вольт-амперные характеристики 1
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося - Тема 1.2. Полупроводниковые диоды Содержание учебного материала 2 1 Классификация диодов. Выпрямительные диоды, вольтамперная характеристика,основные параметры. Работа диода с активной нагрузкой. 1
2 Импульсные диоды. Приборы СВЧ диапазона . Диоды для детектирования и преобразования частоты. 1
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося 2 Применение полупроводниковых диодов в вычислительной технике Тема 1.3. Полевые транзисторы Содержание учебного материала 2 1 Полевые транзисторы с управляющим р-п переходом. Структура, назначение основных областей. Принцип действия. 1
1 2 3 4
2 Статические параметры: крутизна характеристики, выходное сопротивление, коэффициент усиления; порядок величин, их зависимость от режима работы. Работа транзистора в схеме усилителя. Входная и выходная динамические характеристики. Выбор рабочего режима. 1
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося 2 Классификация усилителей Тема 1.4. Биполярные транзисторы Содержание учебного материала 2 1 Структура биполярного транзистора (БТ) и назначение основных областей. Принцип действия. Физические процессы в базе транзистора, взаимодействие переходов. Работа транзистора в схеме усилителя. Входная и выходная динамические характеристики. Выбор рабочего режима. Работа транзистора в диапазоне высоких частот. Физические процессы, определяющие частотные зависимости свойств транзисторов. 1
2 Дрейфовые транзисторы: особенности структуры и технологии изготовления, энергетическая диаграмма, механизм переноса носителей через базу. Работа транзистора в импульсном режиме. Физические процессы накопления и рассасывания носителей заряда в базе. 1
Лабораторные работы - Практические занятия 2 Исследование применения биполярного транзистора Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося 2 Использование биполярных транзисторов в современных приборах Тема 1.5. Шумы электронных приборов Содержание учебного материала 2 1 Источники шумов: тепловое движение, дробовой эффект, процессы генерации и
рекомбинации, токораспределение, поверхностные явления. Спектральная характеристика шумов. 1
1 2 3 4
2 Методы оценки шумовых свойств: эквивалентные шумовые схемы
электронных приборов. Малошумящие приборы СВЧ диапазона. 1
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося - Тема 1.6. Базовые элементы линейных и цифровых интегральных схем Содержание учебного материала 2 1 Базовые элементы цифровых ИС. Ключи, элементы И ИЛИ. НЕ. Основные электрические характеристики логических элементов. Элементарные ячейки памяти. Статическая, динамическая, энергонезависимая память 1
2 Общая характеристика и классификация интегральных элементов цифровых устройств. Условные обозначения. Основные типы и серии логических интегральных схем. Базовые элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ и ТТЛШ.), эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ), логики на МОП и КМОП структурах. Интегральные схемы. 1
Лабораторные работы - Практические занятия 2 Разработка элементов цифровых устройств Контрольные работы 1 Самостоятельная работа обучающегося 4 Интегральные схемы Раздел 2. Принципы построения электронных устройств 15 Тема 2.1. Принципы построения аналоговых электронных устройств. Обратная связь как основной метод реализации устройств с заданными функциями и характеристиками Содержание учебного материала 2 1 Этапы проектирования электронных устройств (ЭУ). Функциональные, энергетические, эксплуатационные показатели. Идеальное линейное аналоговое устройство. Реальное линейное устройство. 1
2 Физические эквивалентные схемы аналоговых устройств. Определение обратной связи. Обратная связь в многокаскадных устройствах. Устойчивость устройств с обратными связями. 1
1 2 3 4
Лабораторные работы - Практические занятия - Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося - Тема 2.2. Импульсные и цифровые устройства Содержание учебного материала 2 1 Импульсные, дискретные и цифровые системы. Представление информации в импульсеых и цифровых устройствах. Системы счисления Параллельное и последовательное представление информации. 1
2 Комбинационные устройства цифровой техники (таблица истинности, логическая структура, реализации на интегральных схемах): сумматор, шифраторы и дешифраторы; мультиплексоры и демультиплексоры; компараторы; матричные арифметико-логическиеустройства. Конечные автоматы. Триггеры и их разновидности, регистры счетчики. 1
Лабораторные работы - Практические занятия 2 Разработка конечных автоматов Контрольные работы - Самостоятельная работа обучающегося 2 Синтез конечных автоматов синхронного и асинхронного типов: этапы синтеза, Реализация на современных ИС. 1 2 3 4
Тема 2.3. Микропроцессоры, микроконтроллеры и однокристальныемироЭВМ Содержание учебного материала 2 1 Общая структура цифровых устройств управления и обработки информации. Современные принципы их реализации. Микропроцессоры, микроконтроллеры и
однокристальные микроЭВМ. Обобщенная схема и архитектурные особенности основных классов микропроцессоров (однокристальные, микропрограммируемые, многокристальные и многокристальные с разрядно-модульной организацией). 1
2 Принципы организации и управления процессом процессом обработки информации. Арифметико-логическое устройство, регистры общего назначения,
устройство управления. Система команд микропроцессора. 1
Лабораторные работы - Практические занятия 4 Разработка алгоритма программирования базовых операций цифровой обработки сигналов Контрольные работы 1 Самостоятельная работа обучающегося 4 Процессоры с полным (CISC) и сокращенным (RISC) набором команд. Структурная организация систем обработки информации Магистрально модульный принцип построения систем. Всего: 48 условия реализации УЧЕБНОЙ дисциплины
Требования к минимальному материально-техническому обеспечению
Реализация программы дисциплины требует наличия лаборатории «Электротехники с основами радиоэлектроники».
Оборудование учебного кабинета: стенды, раздаточный материал.
Технические средства обучения: мультимедийный комплекс, локальная сеть, телекоммуникационная сеть.
3.2. Информационное обеспечение обучения
Основные источники:
Агеева Н.Д., Винаковская Н.Г., Лифанов В.Н. Электротехническое материаловедение/Учеб. пособие. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006.– 254 с.
Иванов И.И. Электротехника и электроника: учебник / И.И.Иванов, Г.И. Соловьев, В.С.Равдоник.- СПб.: Лань, 2006. – 268 с.
Новожилов О.П. Электротехника и электроника: учебник/ О.П.Новожилов.- М.: Гардарики, 2008. – 422 с.
Шарапов А.В. Микроэлектроника. Цифровая схемотехника: Учебное пособие. — Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2007. – 189 с.
Дополнительные источники:
Бабич Н., Жуков И. А. Основы цифровой схемотехники. Учебное пособие Издательство: Додэка XXI Издательский дом, МК-Пресс, 2007. – 291 с.
Микроэлектроника: инфор.-аналит. журнал. – М.: изд-во «Академиздатцентр «Наука».
Новиков Ю.В.Введение в цифровую схемотехнику. Издательство: Бином. Лаборатория знаний, 2009. – 428 с.
Схемотехника цифровых радиоэлектронных устройств: учеб. -методическое пособие для студентов очного обучения / В. Ф. Сухова, С. В. Перевезенцев. – Н. Новгород: Изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2009.
http://madelectronics.ru/book/shemotehnika/index-2.htm
http://www.diagram.com.ua/library/elektronika-shemotehnika/
http://www.electro-chel.ru/
4. Контроль и оценка результатов освоения УЧЕБНОЙ Дисциплины
Контроль и оценка результатов освоения дисциплины осуществляется преподавателем в процессе проведения практических занятий и лабораторных работ, тестирования, а также выполнения обучающимися индивидуальных заданий, проектов, исследований.
Результаты обучения
(освоенные умения, усвоенные знания) Методы и формы контроля и оценки результатов обучения
Уметь:
- определять параметры полупроводниковых приборов и элементов системотехнки.
Знать:
- основные сведения об электровакуумных и полупроводниковых приборах, выпрямителях колебательных системах, антеннах; усилителях, генераторах электрических сигналов;
- общие сведения о распространении радиоволн;
- принцип распространения сигналов в линиях связи;
- сведения о волоконно-оптических линиях;
- цифровые способы передачи информации;
- общие сведения об элементной базе схемотехники (резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы, микросхемы, элементы оптоэлектроники);
- логические элементы и логическое проектирование в базисах микросхем;
- функциональные узлы (дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры, демультиплексоры, цифровые компараторы, сумматоры, триггеры, регистры, счетчики);
- запоминающие устройства на основе БИС/СБИС;
- цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи. Текущий контроль:
оценивание лабораторной работы
Оценка за практическую работу
Промежуточный контроль:
Контрольная работа
Итоговый контроль:
Дифференцированный зачет