Спецглавы физики. Вакуумная, плазменная и твердотельная

1. Цели освоения дисциплины
Цели дисциплины и их соответствие целям ООП
Код
цели
Цели освоения дисциплины
«Вакуумная, плазменная и
твердотельная электроника»
Цели ООП
Ц1
Формирование
способности
понимать суть физических явлений и
процессов в вакууме, газах, плазме и в
твердых телах.
Подготовка
выпускников
к
производственной деятельности в
области
разработки
и
проектирования
электронных
устройств и электрофизических
установок.
Ц2
Знание принципа действия основных
типов,
вакуумных,
ионных
и
полупроводниковых
приборов,
особенностей
их
конструкции,
технологии
изготовления,
параметров и характеристик.
Подготовка
выпускников
к
проектно-конструкторской
деятельности
в
области
электроники.
Ц3
Формирование
способности
обоснованно выбирать тот или иной
тип
электронного
прибора
в
зависимости от области конкретного
применения и условий эксплуатации.
Подготовка
выпускников
к
исследованиям направленных для
решения задач, связанных с
разработкой более совершенных
электронных приборов и устройств.
Ц4
Формирование
навыков
самостоятельной
работы
по
проведению
экспериментальных
электрофизических исследований.
Подготовка
выпускников
к
самообучению и непрерывному
профессиональному
самосовершенствованию
2. Место дисциплины в структуре ООП
Согласно ФГОС и ООП «Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника» является
базовой дисциплиной и относится к естественнонаучному циклу.
Код дисциплины
ООП
Наименование дисциплины
Кредиты
Форма
контроля
Твердотельная электроника
6
Экзамен
Вакуумная и плазменная
электроника
2
Зачет
Модуль Б. Б.2. 2 (физический)
Базовая часть
Б 2. В 4.1 Спец.
главы физики.
До освоения дисциплины «Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника»
должны быть изучены следующие дисциплины (пререквизиты):
Код дисциплины
Наименование дисциплины
Кредиты
Форма
ООП
контроля
пререквизиты
Модуль Б. Б.2. 1 (математический)
Б. Б.2. 1.1
Математика
20
экзамен
9
экзамен
Модуль Б. Б.2. 2 (физический)
Б. Б.2. 2.1
Физика
При изучении указанных дисциплин (пререквизитов) формируются «входные» знания,
умения, опыт и компетенции, необходимые для успешного освоения дисциплины «Вакуумная,
плазменная и твердотельная электроника».
В результате освоения дисциплин (пререквизитов) студент должен:
Знать:
 основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры, дискретной
математики, теории дифференциальных уравнений, теории вероятностей и математической
статистики;
 законы Ньютона и законы сохранения, элементы молекулярной физики и,
термодинамики, законы электростатики, законы Кирхгофа, основные разделы
электромагнетизма, волновые процессы, геометрическую и волновую оптику, основы
квантовой механики, строение многоэлектронных атомов, строение ядра, классификацию
элементарных частиц;
 электронное строение атомов и молекул, основы теории химической связи в
соединениях разных типов, химические свойства элементов различных групп периодической
системы и их важнейших соединений;
Уметь:
 проводить анализ функций, решать основные задачи теории вероятности и
математической статистики, решать уравнения и системы дифференциальных уравнений;
 решать типовые задачи, связанные с основными разделами физики, использовать
физические законы;
Владеть:
 методами проведения физических измерений, методами корректной оценки
погрешностей при проведении физического эксперимента;
 теоретическими методами описания свойств простых и сложных веществ на основе
электронного строения их атомов и положения в периодической системе химических
элементов.
В результате освоения дисциплин (пререквизитов) обучаемый должен обладать
следующими общепрофессиональными компетенциями:
 использовать знания о современной физической картине мира, пространственновременных закономерностях, строении вещества для понимания окружающего мира и явлений
природы;
 использовать знания о строении вещества, природе химической связи в различных
классах химических соединений для понимания свойств материалов и механизма физических
процессов, протекающих в окружающем мире.
3. Результаты освоения дисциплины
Планируемые результаты обучения дисциплины «Вакуумная, плазменная и твердотельная
электроника»
п/п
Результат
1
Понимать суть физических явлений и электронных процессов в
вакууме, газах и твердых телах.
2
Понимать принцип действия основных типов электронных приборов,
разбираться в особенностях их конструкции, технологии
изготовления.
3
Самостоятельно выполнять обоснованный выбор того или иного
типа прибора в зависимости от области конкретного применения и
условий его эксплуатации
4
Выполнять обработку и анализ данных, полученных
теоретических и экспериментальных исследованиях.
при
В результате освоения дисциплины студент должен:
Знать:
 структуру полупроводников, механизм образования
носителей заряда в
полупроводниках и основные закономерности движения носителей заряда;
 электронно-дырочный переход, контакты металл-полупроводник и физические
процессы в них при наличии внешних напряжений;
 принцип работы основных типов полупроводниковых приборов их характеристики и
условные графические обозначения;
 физические процессы при генерации и рекомбинации заряженных частиц в вакууме,
газах и плазме;
 способы управления потоками заряженных частиц под воздействием электрических и
магнитных полей;
Уметь:
 обосновано выбирать тип полупроводникового, электровакуумного или ионного
прибора в зависимости от области конкретного применения и условий его эксплуатации;
 прогнозировать влияние различных внешних факторов на эксплуатационные
параметры приборов;
 проводить сравнительный анализ параметров и характеристик различных типов
приборов и определять преимущества того или другого в зависимости от требований
технического задания на проектирование электронного устройства;
 составлять электрическую схему для проведения исследований характеристик и
параметров различных типов приборов;
 обобщать и обрабатывать экспериментальную информацию.
Владеть:
 навыками расчета простейших электрических схем с использованием
полупроводниковых или электровакуумных приборов;
 навыками работы со специальной и справочной литературой;
 навыками практической работы с измерительной аппаратурой;
 навыками сборки электрических схем для проведения исследований характеристик и
параметров различных типов приборов;
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:
1. Универсальные (общекультурные):
 готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства,
способность приобретать новые знания в области естественных наук;
 понимать роль охраны окружающей среды и рационального природопользования для
развития и сохранения цивилизации.
2. Профессиональные:
 способность и готовность использовать основные законы естественнонаучных
дисциплин в профессиональной деятельности;
 способность применять методы теоретического и экспериментального исследования;
4. Структура и содержание дисциплины
4.1
Аннотированное содержание разделов дисциплины.
РАЗДЕЛ 1. ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
1. ОСНОВЫ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫХ
ПЕРЕХОДОВ. ПОЛУПРОЛОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ
ТЕМА 1. 1. ОСНОВЫ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Кристаллическая структура полупроводников, энергетические зоны твердого тела.
Образование носителей заряда в чистых и примесных полупроводниках. Уровень Ферми.
Законы распределения носителей в зонах полупроводника. Удельная проводимость
полупроводников. Рекомбинация носителей заряда в полупроводнике. Время жизни
носителей заряда. Дрейфовое и диффузионное движение носителей заряда в
полупроводниках.
ТЕМА 1.2. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ
Классификация электронно-дырочных переходов. Анализ перехода в равновесном и
неравновесном состоянии. Специальные типы переходов. Гетеропереходы. Контакты металл
– полупроводник. Анализ идеализированного диода. Особенности вольтамперной
характеристики реального диода. Пробой электронно-дырочного перехода. Барьерная и
диффузионная емкость перехода. Переходные процессы в диодах с электронно-дырочным
переходом. Частотные свойства диодов с p-n– переходом.
ТЕМА 1.3. РАЗНОВИДНОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДИОДОВ
Классификация и условные обозначения диодов. Выпрямительные диоды.
Стабилитроны и стабисторы. Варикапы. Импульсные диоды. СВЧ - диоды. Туннельные
диоды. Диоды Шоттки. Диоды Ганна. Лавинно - пролетные диоды.
2.
БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ И ТИРИСТОРЫ. ПОЛЕВЫЕ ПРИБОРЫ
ТЕМА 2.1. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Основные процессы в транзисторной структуре в равновесном состоянии и при
наличии внешних напряжений. Статические характеристики идеализированного транзистора.
(Формулы Молла-Эберса). Схемы включения и режимы работы транзисторных структур.
Реальные статические вольт - амперные характеристики транзистора. Статические и
динамические параметры транзистора. Зависимость параметров от режима и температуры.
Схемы замещения транзистора в физических параметрах. Система h - параметров.
Эквивалентные схемы транзистора как четырехполюсника с h - параметрами. Определение h параметров по ВАХ транзистора. Связь h - параметров с физическими параметрами
транзистора. Типы и разновидности биполярных транзисторных структур. Элементы
технологии транзисторов. Дрейфовые транзисторы. Составные транзисторы. Однопереходные
транзисторы. Особенности мощных биполярных транзисторов.
ТЕМА 2.2. ТИРИСТОРЫ
Классификация и система обозначения тиристоров. Условные обозначения тиристоров
различных типов. Физические процессы при включении и выключении тиристора.
Вольтамперная характеристика и статические параметры тиристора. Динамические
параметры
тиристора.
Особенности
работы
двухоперационных
тиристоров.
Полупроводниковая
структура
симистора,
особенность
работы.
Сравнительная
характеристика тиристора и транзистора работающего в ключевом режиме.
ТЕМА 2.3. ПОЛЕВЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
Классификация и система обозначений полевых полупроводниковых приборов.
Физические процессы в структуре полевого транзистора с управляющим p-n– переходом и его
характеристики. Физические процессы в МДП-структурах. ВАХ, параметры и режимы
эксплуатации МДП-транзисторов. Эквивалентные схемы замещения полевых транзисторов.
Мощные полевые транзисторы на основе МДП-структур и транзисторы со статической
индукцией (СИТ), Биполярные транзисторы с изолированным затвором. Сравнительная
оценка полевых и биполярных транзисторов. Полевые приборы с зарядовой связью.
3. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
ТЕМА 3.1. ИЗЛУЧАЮЩИЕ ДИОДЫ
Энергетические и световые параметры оптического излучения. Когерентность
оптического излучения. Механизм генерации излучения в полупроводниках. Некогерентные
излучатели. Внешний квантовый выход и потери излучения. Излучающие диоды на основе
гетероструктур. Основные характеристики и параметры светоизлучающих диодов (СИД).
ТЕМА 3.2. ФОТОПРИЕМНИКИ
Внутренний
фотоэффект
в
полупроводниках.
Фоторезисторы.
Основные
характеристики и параметры. Фотодиод, принцип действия и режимы эксплуатации.
Разновидности фотодиодов и особенности их работы. Фотоприемники с внутренним
усилением. Основные характеристики и параметры фотоприемников.
ТЕМА 3. 3. ОПТОПАРЫ
Структура оптоэлектронных приборов. Принцип действия, основные особенности.
Виды оптических каналов. Основные требования к оптическим каналам. Разновидности и
условные обозначения оптопар. Передаточные характеристики оптоэлектронных приборов и
параметры изоляции оптопар.
РАЗДЕЛ 2. ВАКУУМНАЯ И ПЛАЗМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
1.
ГЕНЕРАЦИЯ И РЕКОМБИНАЦИЯ ЗАРЯЖЕННЫХ ЧАСТИЦ В ВАКУУМЕ И
ГАЗАХ. ЭЛЕКТРОННЫЕ ПОТОКИ И ИХ УПРАВЛЕНИЕ
ТЕМА 1.1. ЭЛЕКТРОННАЯ ЭМИССИЯ
Термоэлектронная эмиссия. Уравнение термоэлектронной эмиссии.
Автоэлектронная, взрывная, вторичная электронная эмиссия, фото-эмиссия.
ТЕМА 1.2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ВАКУУМЕ
Основные закономерности и характер движения заряженных частиц в вакууме.
Электрический ток в вакууме при наличии объемного заряда. Движение заряженных частиц
в вакууме под воздействием электрических и магнитных полей. Электронный поток, его
формирование и транспортировка, электронные пушки и прожектора. Взаимодействие
электронных потоков с твердыми телами и структурами (катодолюминесценция,
рентгеновское излучение, нагрев). Использование ускоренных потоков заряженных частиц
в вакууме.
ТЕМА 1.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ГАЗАХ.
Основные закономерности, характеризующие газовую среду. Генерация и
рекомбинация заряженных частиц. Общая характеристика и классификация разрядов в
газе. Несамостоятельный разряд. Явление газового усиления. Условие возникновения
самостоятельного разряда. Закон Пашена. Тлеющий разряд. Дуговой разряд и его
разновидности. Разряд, создаваемый в электрических и магнитных полях. Высокочастотные
разряды.
2.
ПЛАЗМА ГАЗОВОГО РАЗРЯДА
ТЕМА 2.1. ИОНИЗОВАННЫЙ ГАЗ И ПЛАЗМА.
Основные параметры и характеристики плазмы. Методы получения плазмы.
Колебания и неустойчивость плазмы, эмиссионные свойства плазмы. Диагностика
параметров плазмы. Применение плазмы в электронике.
4.2
Структура дисциплины
Структура дисциплины «Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника» по
разделам и видам учебной деятельности с указанием временного ресурса в часах представлена
в табл.1.
Таблица 1
Структура дисциплин «Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника»
по разделам и формам организации обучения
Название раздела
Аудиторная работа (час)
СРС
Итого
(час)
(час)
Лекции
Практ.
Лабор.
занятия
занятия
3 семестр
1.Основы
физики
полупроводников
и
электронно-дырочный
переход,
полупроводниковые диоды
12
2
8
10
32
2.Биполярные транзисторы
10
2
8
25
45
3.Полевые транзисторы
6
2
4
10
22
4.Тиристоры
4
2
4
10
20
5.Оптоэлектронные
приборы
4
2
4
10
20
12
8
12
26
58
6
2
6
8
22
54
20
46
99
219
4 семестр
6.Генерация
и
рекомбинация заряженных
частиц в вакууме и газах,
электронные
потоки
и
управление ими
7. Плазма газового разряда
Итого
5. Образовательные технологии
Для достижения планируемых результатов обучения, в дисциплине «Вакуумная,
плазменная и твердотельная электроника» используются различные образовательные
технологии:
1. Информационно-развивающие технологии, направленные на формирование системы
знаний, запоминание и свободное оперирование ими.
Используется лекционно-семинарский метод, самостоятельное изучение литературы,
применение новых информационных технологий для самостоятельного пополнения знаний,
включая использование технических и электронных средств информации.
2. Деятельностные практико-ориентированные технологии, направленные на
формирование системы профессиональных практических умений при проектировании
электронных
устройств,
обеспечивающих
возможность
качественно
выполнять
профессиональную деятельность.
Используется сравнительный анализ параметров и характеристик элементной базы
промышленной электроники, выбор элементов в зависимости от области конкретного
применения и условий их эксплуатации при проектировании электронных устройств.
3. Развивающие
проблемно-ориентированные
технологии,
направленные
на
формирование и развитие проблемного мышления, мыслительной активности, способности
видеть и формулировать проблемы, выбирать способы и средства для их решения.
Используются виды проблемного обучения: освещение основных проблем
промышленной электроники на лекциях, учебные дискуссии, коллективная мыслительная
деятельность в группах при выполнении лабораторных работ, решение практических задач.
При этом используются первые три уровня (из четырех) сложности и самостоятельности:
проблемное изложение учебного материала преподавателем; создание преподавателем
проблемных ситуаций, а обучаемые вместе с ним включаются в их разрешение; преподаватель
лишь создает проблемную ситуацию, а разрешают её обучаемые в ходе самостоятельной
деятельности.
4. Личностно-ориентированные технологии обучения, обеспечивающие в ходе
учебного процесса учет различных способностей обучаемых, создание необходимых условий
для развития их индивидуальных способностей, развитие активности личности в учебном
процессе.
Личностно-ориентированные технологии обучения реализуются в результате
индивидуального общения преподавателя и студента при защите лабораторных работ, при
выполнении домашних индивидуальных заданий, подготовке индивидуальных отчетов по
лабораторным работам, решении задач, на еженедельных консультациях.
Для целенаправленного и эффективного формирования запланированных компетенций у
обучающихся, выбраны следующие сочетания форм организации учебного процесса и
методов активизации образовательной деятельности, представленные в табл. 2.
Таблица 2
Методы и формы организации обучения (ФОО)
Методы
ФОО
IT-методы
Работа в команде
Лекци
и
Лаб.
раб.
+
+
Практ.
занятия
Сем.,
колл.
СРС
+
Case-study
+
Игра
Методы проблемного обучения
+
Обучение на основе опыта
+
Опережающая самостоятельная
+
+
+
+
работа
Проектный метод
+
Поисковый метод
+
Исследовательский метод
+
+
6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
6.1 Текущая самостоятельная работа (СРС)
Текущая самостоятельная работа по дисциплине «Вакуумная, плазменная и
твердотельная электроника», направленная на углубление и закрепление знаний студента, на
развитие практических умений, включает в себя следующие виды работ:
 работа с лекционным материалом;
 изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку;
 подготовка к практическим занятиям;
 выполнение домашних индивидуальных заданий;
 подготовка к контрольным работами и лабораторным работам;
 подготовка к защите лабораторных работ;
 подготовка к зачету и экзамену.
6.2. Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР)
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа по дисциплине
«Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника», направленная на развитие
интеллектуальных умений, общекультурных и профессиональных компетенций, развитие
творческого мышления у студентов, включает в себя следующие виды работ по основным
проблемам курса:
 поиск, анализ, структурирование информации;
 выполнение расчетных работ, обработка и анализ данных;
 решение задач повышенной сложности;
6.3. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
№ п/п
1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований
Тема
1
Изучение физических процессов в полевых приборах с зарядовой связью.
№ п/п
2. Темы индивидуальных домашних заданий
Тема
3 семестр
1.
Решение задач по теме: «Основы физики полупроводников:
а) определение
полупроводника;
уровня
Ферми
на
зонной
диаграмме
б) вычисление концентраций свободных носителей заряда и
удельного сопротивления чистых и примесных полупроводников;
в) определение ширины запрещенной зоны полупроводника;
г)
определение
коэффициента
диффузии
и
подвижности
носителей заряда в полупроводниках;
д) расчет тока и плотности дрейфового и диффузионного тока в
полупроводниках.
2.
Определение мало сигнальных параметров и построение эквивалентных
схем замещения биполярного транзистора.
1.Дать краткую характеристику заданного типа транзистора.
2.Привести справочные параметры транзистора и дать их объяснение.
3. Построить в масштабе семейство входных и выходных характеристик
транзистора. На ВАХ отметить область безопасной работы транзистора.
4. Графическим способом определить h- параметры для схемы с общим
эмиттером для заданного исходного режима.
5. Пересчитать h- параметры для схемы с общей базой.
6. По определенным ранее h- параметрам найти физические параметры
для схем с ОБ и ОЭ.
7. Построить эквивалентные схемы замещения транзистора для схем с ОБ
и ОЭ через h- параметры и физические параметры транзистора.
8. Построить частотную характеристику коэффициента передачи тока
эмиттера -  и тока базы -  .
4 семестр
1.
Решение задач по теме: «Электронная эмиссия, электрический ток
в вакууме»
1. Рассчитать и построить график зависимости плотности тока
термоэлектронной эмиссии от температуры для катода из данного типа
металла.
2. Рассчитать и построить график зависимости плотности тока
термоэлектронной эмиссии для полупроводникового катода в заданном
диапазоне температур
3. Определить плотность тока термоэлектронной эмиссии с учетом
внешнего электрического поля ( эффект Шоттки) для катода из заданного
материала при заданной напряженности электрического поля и
температуре.
4. Определить максимальную энергию электронов, покидающих
поверхность пластины из заданного материала при фотоэлектронной
эмиссии, если пластина облучается светом с заданной длиной волны, если
известна максимальная энергия электронов в металле до поглощения
энергии светового кванта.
5. Определить время пролета электронов от катода до анода
электровакуумного диода, если известно анодное напряжение и
расстояние от катода до анода равно.
6. Определить анодный ток диода цилиндрической конструкции, если
задано анодное напряжение, расстояние от катода до анода равно и
эффективная площадь анода, а также отношение радиуса анода к радиусу
катода равно.
7.
Рассчитать
крутизну
вольтамперной
характеристики
электровакуумного диода и его внутреннее сопротивление, если известна
величина изменения анодного напряжения и анодного тока.
3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку
Тема
№ п/п
3 семестр
1
Уравнение непрерывности потока носителе заряда в полупроводниках
2
Эквивалентные схемы замещения реального диода при прямом и
обратном включении в статическом режиме
3
Вывод формул Молла–Эберса на основе эквивалентной схемы замещения
идеализированного транзистора
4
Инжекционные лазеры
4 семестр
1
Вывод уравнения Шоттки
2
Фотоэлектронные умножители
3
Высокочастотные разряды.
4.Темы коллоквиумов
Тема
№ п/п
3 семестр
1
Основы физики полупроводников
2
Электронно-дырочный переход. Полупроводниковые диоды
3
Биполярные и полевые транзисторы
4
Тиристоры
5
Оптоэлектронные приборы
4 семестр
1
Электронная эмиссия
2
Движение заряженных частиц в вакууме под воздействием электрических
и магнитных полей.
3
Основные закономерности, характеризующие газовую среду. Генерация и
рекомбинация заряженных частиц
4
Общая характеристика и классификация разрядов в газе
5
Основные параметры и характеристики плазмы, методы получения
плазмы
6.4. Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм:
самоконтроль и контроль со стороны преподавателя.
Самоконтроль зависит от определенных качеств личности, ответственности за
результаты своего обучения, заинтересованности в положительной оценке своего труда,
материальных и моральных стимулов, от того насколько обучаемый мотивирован в
достижении наилучших результатов. Задача преподавателя состоит в том, чтобы создать
условия для выполнения самостоятельной работы (учебно-методическое обеспечение),
правильно использовать различные стимулы для реализации этой работы (рейтинговая
система), повышать её значимость, и грамотно осуществлять контроль самостоятельной
деятельности студента (фонд оценочных средств).
6.5. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов
Для организации самостоятельной работы студентов (выполнения индивидуальных
домашних заданий; самостоятельной проработки теоретического материала, подготовки по
лекционному материалу; подготовки к лабораторным занятиям, коллоквиумам, контрольным
работам) преподавателями кафедры разработаны следующие учебно-методические пособия и
указания:
1. Мутовин Ю.В. Сборник задач по курсу физические основы электроники. – Томск: Изд.
ТПУ, 1998. – 40 с.
2. Мутовин Ю.В. Твердотельная электроника. Практикум. – Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 113
с.
3. Болотина И.О., Мутовин Ю.В. Термоэлектронная эмиссия и прохождение тока в
вакууме. Методические указания. . – Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 19 с.
4. Болотина И.О., Мутовин Ю.В. Измерение характеристик и параметров вторичной
электронной эмиссии. Методические указания. – Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 15 с.
5. Болотина И.О., Мутовин Ю.В. Исследование процессов развития газового разряда в
ионных приборах. – Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 19 с.
Кроме того, для выполнения самостоятельной работы рекомендуется литература,
перечень которой представлен в разделе 9.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения
дисциплины
Средства (фонд оценочных средств) оценки текущей успеваемости и промежуточной
аттестации студентов по итогам освоения дисциплины «Вакуумная, плазменная и
твердотельная электроника» представляют собой комплект контролирующих материалов
следующих видов:
 Входной контроль. Представляет собой перечень из 10-20 основных вопросов, ответы
на которые студент должен знать в результате изучения предыдущих дисциплин
(математики, физики). Поставленные вопросы требуют точных и коротких ответов.
Входной контроль проводится в письменном виде на первой лекции в течение 15
минут. Проверяются входные знания к текущему семестру.
 Индивидуальные задания (3 задания по 25 вариантов). Представляют собой задания, в
виде 6-7 задач по основным темам изучаемой дисциплины.
 Вопросы и задачи, выполняемые на практических занятиях. Проверяются знания
текущего материала: формулировки законов, основные понятия и определения; умения
применять эти законы для конкретных практических задач.
 Экспрессные опросы. Представляют собой набор коротких вопросов по определенной
теме, требующих быстрого и короткого ответа. Проверяются знания текущего
материала.
 Вопросы, выносимые на защиту лабораторных работ. Проверяется знание принципа
работы, основных характеристик и параметров исследуемых электронных приборов.
 Контрольные работы (3 комплекта по 25 вариантов). Состоят из практических вопросов
по основным разделам курса. Проверяется степень усвоения теоретических и
практических знаний.
 Экзаменационные билеты (2 комплекта по 25 вариантов). Состоят из теоретических
вопросов по всем разделам, изучаемым в данном семестре.
Разработанные контролирующие материалы позволяют оценить степень усвоения
теоретических и практических знаний, приобретенные умения и владение опытом на
репродуктивном уровне, когнитивные умения на продуктивном уровне, и способствуют
формированию профессиональных и общекультурных компетенций студентов.
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
В соответствии с рейтинговой системой, текущий контроль производится ежемесячно в
течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала
(ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение
индивидуальных заданий).
Промежуточная аттестация (экзамен и зачет) проводится в конце семестра также путем
балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в
течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам
экзамена и зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам.
Для сдачи каждого задания устанавливается определенное время сдачи (в течение
недели, месяца и т.п.). Задания, сданные позже этого срока, оцениваются два раза ниже, чем
это установлено в рейтинг-плане дисциплины.
9.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
 основная литература:
1. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. – М.: Энергия,
1977. – 672 с.
6. Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы: Учеб. Для вузов. – М.:
Высш. Шк., 1987. – 479 с.
7. Тугов Н.М., Глебов Б.А., Чарыков Н.А. Полупроводниковые приборы. – М.:
Энергоатомиздат, 1990. – 576 с.
8. Забродин Ю.С. Промышленная электроника. – М.: Высшая школа, 1982. – 496 с.
9. Терехов Е. А, Задачник по электронным приборам. – М.: Энергоатомиздат, 1983. – 280
с.
10. Мутовин Ю.В. Сборник задач по курсу физические основы электроники. – Томск: Изд.
ТПУ, 1998. – 40 с.
11. Мутовин Ю.В. Твердотельная электроника. Практикум. – Томск: Изд. ТПУ, 2007. – 113
с.
12. Соболев В.Д. Физические основы электронной техники. – М.: Высшая школа, 1979. –
448 с.
13. Власов В.Ф. Электронные и ионные приборы.– М.: Государственное издательство
литературы по вопросам связи и радио, 1960. – 726 с.
14. Жеребцов И.П. Основы электроники. – М.: Энергия, 1967. – 416 с.

дополнительная литература:
1. Епифанов Г.И., Мома Ю.А. Твердотельная электроника: Учеб. Для вузов. – М.: Высш.
Шк., 1986. – 304 с.
2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высшая школа,
1991.– 662 с.: ил.
3. Бронштейн Ш.М., Фрайман Б.С. Вторичная электронная эмиссия. – М.: Наука, 1969. –
407 с.
4. Соболев В.Д., Меламид А.В. Фотоэлектронные приборы. – М.: Высшая школа, 1974. –
376 с.
5. Юшин А.М. Оптоэлектронные приборы и их зарубежные аналоги: - справочник: в 5 т.
Т. 3.– М.: ИП Радио Софт., 2000. –512 с.
6. Фридрихов С.А., Мовин С.М. Физические основы электронной техники. – М.: Высшая
школа, 1982. – 608 с.
7. Герасимов С.М., Белоус М.В., Москалюк В.А. Физические основы электронной
техники. – М.: Высшая школа, 1981. – 366 с.
8. Полупроводниковые приборы: Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы: справочник./А.В. Баюков, А.Б. Гитцевич, А.А. Зайцев и др.; под. общ. ред. Н.Н.
Горюнова. – М.: Энергоатомиздат, 1982. – 744 с.
9. Полупроводниковые приборы: транзисторы: Справочник./ Под ред. Н.Н. Горюнова. –
М.: Энергоатомиздат, 1982.
10. Транзисторы для аппаратуры широкого применения: Справочник. /под ред. Б.Л.
Перельмана. – М.: Радио и связь, 1981.
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
№
Наименование (учебные лаборатории, оборудование)
п/п
Аудитория,
количество
установок
1
Учебная лаборатория, оснащенная универсалами 16Б корпус, 229
стендами для проведения лаб. работ по дисциплине (6 ауд.
шт.)
2
Осциллографы универсальные GOS-620/FG (6 шт.)
3
Генераторы сигналов специальной формы GFG 8216A (6 16Б корпус, 229
шт.)
ауд.
4
Генератор импульсов Г5-54 (6 шт.)
16Б корпус, 229
ауд.
5
Вольтметр В7-28 (6 шт.)
16Б корпус, 229
ауд.
16Б корпус, 229
ауд.
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС
по направлению __210100 Электроника и микроэлектроника __
_____________________________________________________________
Программа одобрена на заседании
(протокол: № 18.12 от 24.08.12)
Автор Мутовин Ю.В
Рецензент Гребенников В. В.