WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
Министерство образования Российской Федерации Северо-Западный государственный заочный технический университет Кафедра конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры РАДИОМАТЕРИАЛЫ И РАДИОКОМПОНЕНТЫ Рабочая программа Задание на контрольную работу Факультет радиоэлектроники Специальность: 200700 - радиотехника Направление: 552500 - радиотехника САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2001 Утверждено редакционно-издательским советом университета УДК 621.3.002.396.6 Радиоматериалы и радиокомпоненты. Рабочая программа, задание на контрольную работу.- СПб., СЗТУ, 2001.- 25 с.

Рассматриваются основные типы радиоматериалов и радиокомпонентов. Излагается физика процессов, определяющих диэлектрические, полупроводниковые, проводниковые и магнитные свойства радиоматериалов, а также взаимосвязь этих свойств с эксплуатационными характеристиками дискретных радиокомпонентов (электрических конденсаторов, резисторов, полупроводниковых диодов и др.) и их интегральных аналогов. Обсуждаются тенденции развития электронного материаловедения и элементной базы электронной техники.

Приведена рабочая программа дисциплины, сформулировано задание на контрольную работу.

Рабочая программа дисциплины разработана в соответствии с требованиями Государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по специальности 200700 “Радиотехника” и направлению 552500 “Радиотехника”.

Рассмотрено на заседании кафедры конструирования и производства радиоэлектронной аппаратуры _ 2000 г., одобрено методической комиссией факультета радиоэлектроники _ 2000 г.

Рецензенты: кафедра КиПРЭА (зав. каф. Воронцов В.Н., канд. техн. наук, доц.), Ротенберг Б.А., д-р техн. наук, нач. лаб. НИИ “Гириконд”.

Составители: С.Д.Ханин, д-р физ.-мат. наук, проф., А.И.Адер, канд. техн. наук, доц., О.В.Денисова, канд. хим. наук, доц.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2001 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ Неотъемлемой частью подготовки инженерных кадров для современной радиоэлектроники является усвоение студентами достаточного объема теоретических знаний и практических навыков в области создания элементной базы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Успешная деятельность специалистов в области конструирования и производства РЭА требует наличия у них четких представлений о многообразии радиотехнических материалов, их свойствах и путях реализации этих свойств в конкретных изделиях - активных и пассивных радиокомпонентах.

“Радиоматериалы и радиокомпоненты” изучаются на втором курсе студентами очно-заочной и заочной форм обучения специальности 200700 и направления 552500 в течение третьего семестра.

ЦЕЛИ ПРЕПОДАВАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ Основными целями преподавания дисциплины являются:

• ознакомление студентов с существующими типами радиоматериалов и радиокомпонентов;

• изучение физических процессов, определяющих функциональные свойства радиоматериалов;

• изучение влияния свойств радиоматериалов на эксплуатационные характеристики радиокомпонентов, изготовленных на их основе;

• подготовка студентов к решению задач, связанных с поиском наиболее рациональных конструкторско-технологических решений при разработке и усовершенствовании РЭА.

ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ В результате изучения дисциплины студенты должны:

• знать основные качественные и количественные характеристики радиоматериалов различных классов, обеспечивающие возможность их практического применения;

• владеть современными представлениями о физических процессах, определяющих основные свойства радиоматериалов;

• уметь использовать полученные знания о свойствах радиоматериалов в практической деятельности - при конструировании изделий электронной техники;

• обладать знаниями об основных типах радиокомпонентов: их назначении, конструкции, основах технологии изготовления, эксплуатационных характеристиках;

• приобрести навыки экспериментального изучения свойств радиоматериалов и эксплуатационных параметров радиокомпонентов.

СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ Изучение данной дисциплины опирается на комплекс теоретических знаний и практических навыков, полученных при изучении таких дисциплин, как “Высшая математика”, “Физика”, “Химия” и является основой для изучения таких дисциплин, как "Электроника", "Микроэлектроника", “Радиотехнические цепи и сигналы”, “Аналоговые электронные устройства”, “Конструирование и технология РЭС”.

2. СТРУКТУРА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Радиоматериалы и радиокомпоненты Радиоматериалы Радиокомпоненты Полупроводниковые Электрические материалы конденсаторы Проводниковые материалы Резисторы Диэлектрические Катушки индуктивности, материалы транформаторы Материалы с магнит- Полупроводниковые ными свойствами диоды и транзисторы 3. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Изучение дисциплины рассчитано на 100 часов учебных занятий, из которых 16 часов отводится на лекции, 8 часов - на выполнение лабораторных работ, 76 часов предназначены для самостоятельной работы.

Промежуточный контроль знаний проводится по результатам выполнения студентами контрольной работы. Изучение дисциплины заканчивается сдачей теоретического зачета.

ВВЕДЕНИЕ (2 часа) Основные типы радиоматериалов: классификация по электрическим и магнитным свойствам. Пассивные и активные радиокомпоненты. Связь материаловедения радиоматериалов с фундаментальными дисциплинами.

Взаимосвязь функциональных свойств радиоматериалов и эксплуатационных характеристик радиокомпонентов на их основе. Создание радиоматериалов и радиокомпонентов с заданными свойствами.



3.1. РАДИОМАТЕРИАЛЫ 3.1.1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ (12 часов) Качественные особенности полупроводникового состояния.

Классификация полупроводниковых материалов по составу и структуре.

Кристаллические и некристаллические, неорганические и органические полупроводники.

Электронное строение твердых тел. Основы зонной теории. Зонная структура полупроводников. Собственные и примесные полупроводники.

Электропроводность полупроводниковых материалов. Электронная и дырочная проводимость полупроводников. Генерация и рекомбинация носителей заряда. Зависимость концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках от температуры. Температурная зависимость проводимости полупроводников. Механизм прыжковой электропроводности в полупроводниках. Процессы электропереноса в полупроводниках в сильных электрических полях.

Диффузия носителей заряда в полупроводниках. Диффузионный ток.

Неравновесные электронные процессы в полупроводниках. Оптические и фотоэлектрические свойства полупроводников. Инжекционные явления в полупроводниках. Поверхностные электронные состояния и их влияние на свойства полупроводниковых материалов.

3.1.2. ПРОВОДНИКОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ (12 часов) Качественные особенности металлического состояния. Металлическая химическая связь. Зонная структура металлов.

Классификация проводниковых материалов по структурно- химическим особенностям и уровню проводимости. Металлические сплавы.

Неметаллические проводниковые материалы.

Температурная зависимость проводимости металлов и сплавов.

Температурный коэффициент сопротивления проводниковых материалов.

Влияние примесей и других дефектов структуры на проводимость металлов.

Явление сверхпроводимости. Низко- и высокотемпературная сверхпроводимость. Перспективы применения сверхпроводящих материалов в радиоэлектронике.

3.1.3. ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ (16 часов) Классификация диэлектрических материалов. Диэлектрики органические и неорганические, полярные и неполярные.

Поляризация диэлектриков и диэлектрическая проницаемость.

Механизмы поляризации диэлектриков. Спонтанная (самопроизвольная) поляризация. Сегнето- и параэлектрики. Зависимость диэлектрической проницаемости от температуры и частоты переменного электрического поля.

Электропроводность диэлектриков. Токи утечки. Диэлектрические потери. Явления электронного и ионного переноса в диэлектриках. Старение и пробой диэлектриков. Механизмы пробоя. Электрическая прочность диэлектриков.

Электроизоляционные материалы и их применение в электронной технике.

3.1.4. РАДИОМАТЕРИАЛЫ С МАГНИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ (8 часов) Классификация материалов по магнитным свойствам. Ферро- и ферримагнетики. Механизмы, отвечающие за магнитные свойства.

Магнитомягкие и магнитотвердые материалы. Элементы памяти с использованием магнитных свойств материалов.

Ферриты и их применение в технике сверхвысоких частот.

3.2.РАДИОКОМПОНЕНТЫ 3.2.1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНДЕНСАТОРЫ (12 часов) Основные параметры конденсаторов. Классификация конденсаторов по типу рабочего диэлектрика. Конденсаторы с неорганическим, оксидным и органическим диэлектриком. Высокочастотные, низкочастотные и полупроводниковые керамические конденсаторы. Воздушные конденсаторы постоянной и переменной емкости.

Конструктивно-технологические особенности современных конденсаторов. Монолитные керамические конденсаторы. Оксидноэлектролитические и оксидно-полупроводниковые конденсаторы.

Безвыводные конструкции конденсаторов (“чип”- конденсаторы).

Влияние свойств материала диэлектрика и режима эксплуатации на электрические характеристики конденсаторов.

Принципы обозначения (маркировки) отечественных и зарубежных конденсаторов.

3.2.2. РЕЗИСТОРЫ (8 часов) Общие сведения. Типономиналы, основные характеристики и варианты классификации резисторов. Постоянные и переменные резисторы (потенциометры). Проволочные и непроволочные резисторы.

Тонкослойные резисторы на основе пленок проводниковых и полупроводниковых материалов (металлопленочные и металлоокисные).

Композиционные резисторы. Резисторы на основе микрокомпозиций (керметные резисторы).

Полупроводниковые резисторы функционального назначения:

варисторы, терморезисторы, позисторы, критические терморезисторы, фоторезисторы.

Принципы обозначения (маркировки) отечественных и зарубежных резисторов.

3.2.3. ПАССИВНЫЕ КОМПОНЕНТЫ ГИБРИДНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ (4 часа) Проводниковые, резистивные и диэлектрические пленки, получаемые по тонко- и толстопленочной технологии. Виды пассивных компонентов гибридных интегральных микросхем (ГИС), их конструктивные особенности и специфика монтажа. Основные характеристики пассивных компонентов гибридных интегральных микросхем.

3.2.4. КАТУШКИ ИНДУКТИВНОСТИ, ДРОССЕЛИ, ТРАНСФОРМАТОРЫ И ЛИНИИ ЗАДЕРЖКИ ( 8 часов) Основные свойства катушек индуктивности. Общая классификация.

Катушки индуктивности с магнитным сердечником. Виды магнитных сердечников. Индуктивная связь между катушками. Дроссели высокой частоты. Типономиналы и основные эксплуатационные характеристики.

Трансформаторы. Применение трансформаторов в РЭА и требования к ним. Принцип действия и схемы замещения.

Основные расчетные соотношения и параметры трансформаторов питания. Особенности конструкций и анализ характеристик трансформаторов питания.





Линии задержки. Принцип действия, применение в РЭА.

3.2.5. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ И ТРАНЗИСТОРЫ (8 часов) Работа выхода электронов из металлов и полупроводников.

Термоэлектронная эмиссия. Контактная разность потенциалов. Контакт металл-полупроводник. Диод Шоттки. Варикап.

Электронно-дырочный (p-n) переход. Гомо- и гетеропереходы.

Выпрямляющее действие p-n перехода и диоды на его основе. Емкость p-n перехода в зависимости от приложенного внешнего напряжения.

Туннельные и лавинно-пролетные диоды. Физические основы функционирования и свойства.

Биполярные и полевые транзисторы. Структура и принцип действия биполярного транзистора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ (2 часа) Современные тенденции развития электронного материаловедения и совершенствования элементной базы электронной техники.

Тематический план лекций для студентов очно-заочной формы обучения (16 часов) 1. Введение: классификация радиоматериалов по электри- ческим и магнитным свойствам. Взаимосвязь между свойствами радиоматералов и параметрами радиоком- понентов на их основе.

Полупроводниковые материалы. Качественные особен- ности, электронное строение и свойства полупроводни- ков................................................... 4 часа 2. Проводниковые материалы. Структура и электрические свойства металлов и сплавов. Сверхпроводящие матери- алы. Магнитные материалы, их свойства и применение......... 4 часа 3. Диэлектрические материалы. Общие свойства, механиз- мы поляризации, диэлектрические потери, электричес- кая прочность. Сегнетоэлектрические материалы.............. 4 часа 4. Электрические конденсаторы. Основные типы, назначе- ние и эксплуатационные характеристики. Резисторы. Ва- рианты классификации и основные параметры. Полупро- водниковые диоды....................................... 4 часа ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ (8 часов) (студенты выполняют работы по выбору преподавателя) 1. Электрические свойства проводниковых материалов....... 4 часа 2. Электрические свойства диэлектриков................. 2 часа 3. Исследование электрических свойств сегнетоэлектриков... 4 часа 4. Исследование свойств ферромагнитных материалов...... 2 часа 5. Исследование магнитных свойств ферритов............. 4 часа 6. Электрические свойства конденсаторов с оксидным диэлектриком...................................... 4 часа 7. Исследование свойств нелинейных полупроводниковых сопротивлений (варисторов).......................... 2 часа 4. ЛИТЕРАТУРА О с н о в н а я:

1. Материалы микроэлектронной техники: Учеб. пособие для вузов/ В.М.Андреев, М.Н.Бронгулеева, С.Д.Дацко, Л.В.Яманова; Под ред.

В.М.Андреева.- М.: Радио и связь, 1989.- 352 с.

2. Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционных материалов и материаловедение: Учеб. для вузов. - М.: Высш. школа, 1990. - 447 с.

3. Пасынков В.В., Сорокин В.С. Материалы электронной техники.- М.:

Высш. школа, 1986.- 367 с.

4. С.Д. Ханин, А.И. Адер, В.Н. Воронцов, О.В. Денисова, В.Ю.Холкин.

Пассивные радиокомпоненты. Часть 1. Электрические конденсаторы: Учеб.

пособие. - СПб., СЗПИ, 1998.- 86 с.

5. С.Д. Ханин, А.И. Адер, В.Н. Воронцов, О.В. Денисова.. Пассивные радиокомпоненты. Электрические конденсаторы: Учеб. пособие.- 2-е изд., перераб. и доп.- СПб.: СЗПИ, 2000.- 160 с.

6. В.В.Пасынков, Л.К Чиркин, А.Д.Шинков. Полупроводниковые приборы: Учебник для студентов вузов. - М.: Радио и связь, 1989.-352 с.

7. Радиоматериалы и радиокомпоненты. Материаловедение и материалы электронных средств: Методические указания к выполнению лабораторных работ. - СПб: СЗПИ, 1999. - 37 с.

8. Рычина Т.А., Зеленский А.В. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы: Учебник для вузов. – М.: Радио и связь, 1989. – 352 с.

Д о п о л н и т е л ь н а я:

8. Справочник по электротехническим материалам: в 3-х т./ Под ред.

Корицкого Ю.В. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

9. Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы электронной техники. Задачи и вопросы: Учеб. пособие для вузов.- М.: Высш. школа, 1990. - 208 с.

10.Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов: Учеб. пособие для вузов. - М.: Энергоиздат, 1982. - 320 с.

11.Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов. - М.:Энергия, 1973. - 656 с.

5. ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ к разделу 3.1.1:

1. Какой материал называют собственным полупроводником и каковы его основные свойства 2. Какие примеси в полупроводниках называют донорными, а какие - акцепторными 3. Каковы соотношения концентраций электронов и дырок в собственном и примесном полупроводниках 4. Прокомментируйте кривую температурной зависимости концентрации носителей заряда в полупроводнике.

5. Каков физический смысл параметра “подвижность носителей заряда” в полупроводнике 6. Какие механизмы рассеяния носителей заряда в полупроводниках вам известны 7. Какие источники энергии могут использоваться для генерации носителей заряда в полупроводнике 8. Какие свойства кремния сделали его основным материалом современной полупроводниковой микроэлектроники 9. Какие полупроводниковые материалы наиболее перспективны ля создания гетеропереходов 10. Какие полупроводниковые материалы используют для изготовления инжекционных лазеров и светодиодов к разделу 3.1.2:

Pages:     || 2 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.