Цели и задачи самостоятельной работы студентов.

1. Значительную часть учебного материала студенты должны освоить самостоятельно, через электронные носители, традиционные учебные материалы и интернет.
2. Электронное пособие, подготовленное преподавателем, формирует ориентировочную основу действий студента. Студент получает ориентировку: что, зачем и как надо делать для достижения цели.
3. Электронное пособие рассчитано на студентов, которых вдохновляют профессиональные мотивы, карьера.
4. Учебный материал разбит на логически завершенные темы. Для закрепления материала по каждой теме разработаны контрольные вопросы и задачи, которые акцентируют внимание на трудных для усвоения положениях.
5. Контрольные вопросы и задачи должны использоваться студентами для самоконтроля. Проверяя себя, отвечая на контрольные вопросы, студент отрабатывает умения и навыки, анализируя этапы решения задач.
6. При качественной самостоятельной работе студенту гарантируется умение решать типовые задачи. Он подготовлен к выполнению лабораторного практикума и курсовой работе.

Инструкция по организации самостоятельной работы студентов.

1. Заведите рабочую тетрадь с полями.
2. Получите учебное электронное пособие № 1: В.И. Харитонов учебное электронное пособие «Электроника», Москва ООО «институт информационных технологий» МГТУ «МАМИ», 2008.
3. Получите учебное электронное пособие № 2: В.И. Харитонов учебное электронное пособие по электронике для организации самостоятельной работы студентов, Москва ООО «институт информационных технологий» МГТУ «МАМИ», 2008.
4. При необходимости приобретите в книжном магазине или библиотеке бумажный учебник по электронике, например: В.И. Лачин, Н.С. Савелов «Электроника», Ростов-на-Дону «Феникс», 2002 г. Бумажный учебник и электронные пособия основаны на конспектах лекций, бумажные учебники перегружены подробностями. Наибольший эффект ожидается от их совместного использования.
5. Изучите материал главы электронного пособия «Электроника». Непонятные места и вопросы, вызывающие сомнения, отмечайте на полях рабочей тетради.
6. Составьте по памяти конспект изучаемой главы. На полях рабочей тетради запишите новые для вас термины, УГО, понятия, данные, требующие запоминания.
7. Вернитесь к отметкам на полях. Постарайтесь устранить непонимание по бумажному учебнику. Обсудите вопросы с товарищами. Обратитесь к преподавателю.
8. Для самоконтроля ответе на контрольные вопросы. Если вы обратитесь за помощью к товарищу или преподавателю, то просите объяснить только качественную сторону, существо вопроса, а все действия по получению количественного результата выполняйте самостоятельно.
9. Электроника — дисциплина практическая: она требует вычисления числовых значений, параметров и элементов электронной схемы. Для закрепления материала по каждой теме разработаны задачи. Задачи акцентируют внимание на трудных, для усвоения, положениях. Каждая задача снабжена подробным решением. При решении задач используется известные соотношения.
10. Самостоятельная проработка каждой темы заканчивается тематическим контролем. Тематический контроль реализуется в тестовой форме. Оценка, полученная студентом, учитывается на итоговом контроле по курсу «Электроника» в конце семестра.

Этапы изучения курса «Электроника»




Тема № 1:
Общие сведения об элементах электронных схем. Диоды.




Задание 1:

Прочтите материал темы №1 в электронном пособии «Электроника».

Обратите внимание на анализ электронных процессов в объеме полупроводников, в электронно-дырочных переходах и в области пространственного заряда, на характеристиках диодов.

По памяти составьте краткий конспект в рабочей тетради.

Возникшие вопросы запишите на полях и постарайтесь выяснить их с помощью бумажного учебника.





Задание 2:

Проверьте себя, отвечая на нижеследующие контрольные вопросы:

1. Что такое основные и неосновные носители заряда?
2. По маркировке резистора 3К6С определите его сопротивление и допуск.
3. По энергетической диаграмме чистого полупроводника запишите, чему будет равна ширина запрещенной зоны у германия и кремния?
4. Нарисуйте условное графическое обозначение (УГО) варистора и термистора.
5. Чем конструктивно отличаются точечные и плоскостные диоды и как это сказывается на их параметрах?
6. Поясните влияние обратного напряжения на величину потенциального барьера.
7. Возможно ли параллельное включение выпрямительных диодов?
8. Нарисуйте ВАХ идеализированного р-n перехода.
9. Возможно ли последовательное включение выпрямительных диодов?
10. Почему диод на основе p-n — перехода не выпрямляет малые сигналы (200 300 мВ).
11. Возможно ли параллельное включение стабилитронов?
12. Возможно ли последовательное включение стабилитронов?
13. Запишите формулу для определения сопротивления ограничительного стабилизатора.
14. Что такое барьерная емкость p-n — перехода?
15. В каком направлении смещен p-n — переход светодиода?
16. При каком рабочем напряжении работают светодиоды?
17. Чем отличается режим фото-преобразователя от режима фотогальванического фотодиода?
18. В чем заключается принцип работы оптрона?
19. В чем заключается принцип работы диодного тиристора?
20. Какими носителями Заряда образуется обратный ток диода?
21. В каком направлении перемещаются электроны через p-n переход за счет диффузии?
22. Как изменится ток через фотодиод при повышении температуры?
23. Что произойдет с диодом, если к нему на 0,1 с приложить обратное напряжение в 5 раз превышающее Uобр.доп.?
24. Что произойдет с диодом, если через него, в течение 0,1 с, пропустить прямой ток в 5 раз превышающий I пр. доп.?

Задание 3:

Изучите примеры решения типовых задач.

Постарайтесь выполнить решения самостоятельно, не подсматривая готовые решения.

Готовые решения используйте для самоконтроля и коррекции полученного вами результата.

Идеальный диод, вольт-амперная характеристика которого показана на рис. б, включен в цепь (рис. а), где амплитуда синусоидального напряжения Erm=10 В, R=1 кОм. Требуется найти значение и форму выходного напряжения, а так же определить амплитуду выпрямленного тока в цепи.

Решение:

Будем считать, что диод кремниевый, поэтому прямое падение напряжения на нем равно 0,7В. Форма напряжения Ui и его значение показаны на рис. в.

Амплитуда выходного напряжения оказывается несколько меньше амплитуды входного, так как имеет место прямое падение напряжения: Uнт=Erm-Uпр=10-0,7=9,3 В

Форма тока в нагрузке совпадает с формой выходного напряжения, а амплитуда определяется токоограничивающим резистором Ri:

При отрицательной полуволне входного напряжения ток через обратносмещенный диод практически отсутствует, поэтому и выходное напряжение равно нулю.

Таким образом, выходное напряжение имеет положительную полярность и несинусоидальную форму.

↑

Кремниевый стабилитрон имеет напряжение стабилизации Uст=9,1В средний ток стабилизации Iст.ср.=30мА.

Решение:

Дифференциальное сопротивление в окрестности рабочей точки определяется по отношению приращений:

Считая рабочий участок ВАХ стабилитрона линейным в области электрического пробоя, находим rдиф только по положительным приращениям:

↑

В схеме параметрического стабилизатора найти Uвх и Rб, если стабилизатор на стабилитроне КС191 должен обеспечивать нестабильность напряжения на выходе 1% при нестабильности на входе 10%. Сопротивление нагрузки Rн Ом. Проверь себя.

Решение:

Для параметрического стабилизатора справедливо соотношение:

Отсюда следует, что:

Для стабилитрона КС191 из справочника находим Ом. Поэтому:

Ближайшее по номиналу сопротивление равно 430 Ом. Номинальное напряжение на входе определяется как сумма напряжений:

Для стабилитрона КС191А по справочнику находим:

Iст.мин.=3мА;
Iст.макс.=15мА;
Uст=9,1В.
Отсюда Iст.ср.=9мА. После подстановки численных значений получим: Uвх.ном.=(Iст.ср.+Iн) ⋅ Rб+Uст=(9+9,1) ⋅ 10 -3 ⋅ 430+9,1 ≈ 16,9В. ↑

Нарисуйте форму выходного напряжения для нижеприведенной схемы:

Требуется найти максимальное значение выходного напряжения для нижеприведенной схемы:

Требуется найти значение выходного напряжения для нижеприведенной схемы: