Измерение и контроль параметров электронных компонентов и средств

Магистратура 2020/2021

Статус: Курс по выбору (Инжиниринг в электронике)

Направление: 11.04.04. Электроника и наноэлектроника

Кто читает: Департамент электронной инженерии

Где читается: Московский институт электроники и математики им. А.Н. Тихонова

Когда читается: 2-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Преподаватели: Иванов Илья Александрович, Кожухов Максим Владимирович, Королев Павел Сергеевич

Прогр. обучения: Инжиниринг в электронике

Язык: русский

Кредиты: 6

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Настоящая программа учебной дисциплины устанавливает минимальные требования к знаниям и умениям студента и определяет содержание и виды учебных занятий и отчетности. Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», обучающихся по магистерской программе «Инжиниринг в электронике».

Цель освоения дисциплины

Целью изучения дисциплины «Измерение и контроль параметров электронных компонентов и средств» является теоретическая и практическая подготовка студентов к решению организационных, научных и технических задач при выполнении измерений электрических характеристик микроэлектронных приборов и элементов БИС.
обучение студентов использованию системного подхода к проведению измерения электрических характеристик микроэлектронных приборов и элементов БИС
преподавание студентам особенностей современной методологии и техники измерения электрических характеристик микроэлектронных приборов и элементов БИС, аналоговых и цифровых микросхем.
формирование способности обоснованного выбора плана проведения измерений, оценки и планирования точности измерений
приобретение навыков работы с автоматизированными измерительными средствами, освоении методов обработки экспериментальных данных
овладение современными знаниями в области построения и использования ма-тематических моделей полупроводниковых приборов и элементов БИС

Планируемые результаты обучения

Знает о современных методах и средствах измерений электронных компонентов и полупроводниковых материалов.
Способен применять цифровые генераторы сигналов и измерительные приборы для проведения эксперимента с обеспечением необходимой точности измерений.
Способен организовать и проводить экспериментальные исследования на основе информационно-измерительных комплексов с применением современных средств и методов
Способен оценивать и модифицировать освоенные методы и способы профессиональной деятельности
Способен организовать и провести измерения полупроводниковых приборов и интегральных микросхем, провести обработку результатов измерений электронных компонентов
Способен разработать измерительную систему и провести автоматизацию процесса измерения электронных компонентов.
Способен к самостоятельному освоению новых методов исследования, изменению научного и научно-производственного профиля своей деятельности и непрерывному повышению квалификации в течении всего периода профессиональной деятельности.
Способен применять физико-математический аппарат для разработки методик и проведения теоретических и экспериментальных исследований изделий электронной техники, интерпретировать и представлять их результаты.
Способен использовать глубокие естественнонаучные и математические знания для постановки научно-исследовательских задач и выявления научной проблематики в электронике и наноэлектронике.
Способен к поиску и синтезу новых конкурентоспособных технических решений изделий электронной техники и технологий их производства для достижения лидирующих позиций на рынке.
Способен организовать и провести измерения электронных компонентов при влиянии температурных и радиационных факторов
Знает: - методы статистической обработки информации. - математическое описание систем для проведения исследований; - результаты освоения фундаментальных и прикладных достижений мировой науки;
Знает: - состояние научно-технической проблемы в рамках методик измерений; - задачи и цели проектирования и его этапов, для подготовки технических заданий на выполнение проектов электронных средств - проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения; - состояние научно-технической проблемы в области измерений параметров и характеристик электронных компонентов и средств.
Знает: - методики измерения электрических параметров и характеристик электронных компонентов и средств; - принципы работы электронных компонентов и средств; - проектно-конструкторскую документацию в области электронных компонентов и средств в соответствии с методическими и нормативными требованиями. - физические принципы работы электронных компонентов и средств; - методы обработки результатов измерений параметров электронных компонентов и средств;
Умеет: - выполнять теоретические и экспериментальные исследования с использованием современных программных комплексов; - применять математически методы для решения задач прикладного характера; - применять методы статистической обработки информации; - анализировать состояние научно-технической проблемы; - определять цели, осуществлять постановку задач проектирования; - подготавливать технические задания на выполнение проектов электронных средств;
Умеет: - определять цели, подготавливать технические задания для решения практических задач научного и экспериментального плана; - самостоятельно осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана реализации исследования, выбор методов исследования и обработку результатов; - использовать результаты научно-исследовательской деятельности в производстве и учебном процессе. - разрабатывать методики выполнения измерений параметров и характеристик электронных компонентов и средств;
Владеет: - методами подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников; - методиками постановки цели, определения способов ее достижения. - навыками использования математических методов при решении практических задач; - навыками статистической обработки информации. - навыками постановки задач исследования, формирования плана реализации исследования, выбора методов исследования.
Владеет: - навыками управления средствами измерений характеристик электронных компонентов и средств; - навыками обработки результатов измерений параметров электронных компонентов и средств, их интерпретации и представления; - методологией теоретических и экспериментальных исследований электронных компонентов, устройств и систем. - методами подбора, изучения и анализа патентных источников;

Содержание учебной дисциплины

Общая характеристика методов и средств измерений. Измерительные задачи. Нормирование метрологических характеристик
Описание методов измерений и средств измерений, таких как мультиметры, осциллографы, характериографы, анализаторы спектра, измерители S-параметров и др., методик обработки результатов измерений. Описание планирования и постановки эксперимента. Обеспечения необходимых уровней точности и минимизации погрешности
Цифровые генераторы сигналов и измерительные приборы.
Описание принципов работы цифровых генераторов сигналов и цифровых измерительных приборов. Описание основных характеристик и параметров, условий функционирования для обеспечения минимальных погрешностей. Описание функциональных возможностей генераторов и измерительных приборов.
Подготовка и проведение измерений. Обработка результатов измерений.
Описание основных этапов подготовки эксперимента и проведения измерений. Описание основных проблем и ошибок при планировании эксперимента. Подробное описание методов обработки результатов измерений.
Автоматизация измерений. Аппаратура для автоматизированных измерений
Описание принципов и основных критериев автоматизации измерений. Описание создания измерительной системы. Основные цели и задачи автоматизации измерений.
Методы измерения параметров и характеристик полупроводниковых приборов и микросхем. Измерение параметров аналоговых и цифровых микросхем. Определение параметров схемотехнических моделей компонентов.
Описание методов измерений параметров и характеристик полупроводниковых материалов(пластин), дискретных приборов (диоды, биполярные и полевые транзисторы) и интегральных микросхем (операционные усилители, логические микросхемы, ОСУ, СОЗУ, МК, МП и т.п). Описание схемотехнических моделей компонентов, а также методик экстракции их параметров по результатам измерений.
Особенности измерения параметров и характеристик полупроводниковых приборов и микросхем с учётом ра-диационных и температурных факторов. Идентификации параметров их схемотехнических моделей с учётом радиационных и температурных факторов
Описание особенностей проведения измерений полупроводниковых приборов и интегральных схем при низких (криогенных) и высоких температурах, при воздействии проникающей радиации. Описание методов создания схемотехнических моделей полупроводниковых компонентов учитывающих радиационные и температурные факторы. Описание методик экстракции их параметров.

Элементы контроля

Лабораторные работы
Экзамен
Преподаватель вправе освободить от прохождения экзамена студентов, с выставлением им во время сессии оценки по промежуточной аттестации, соответствующей накопленной оценке без учёта веса экзамена (то есть сумма весов всех элементов контроля, за исключением экзамена, приравнивается к единице). Преподаватель объявляет свое решение не позднее, чем на последнем занятии до экзамена. Для объявления оценок могут быть использованы официальные каналы передачи информации, используемые в процессе обучения. По желанию студентов, они могут отказаться от выставления оценки без проведения экзамена и сдать его, о чем сообщают преподавателю не позднее последнего занятия. Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса). Экзамен проводится на платформе zoom https://zoom.us/j/7061736125?pwd=TUpLcy9yaGhlVVVaWUlpa1hEVm1TUT09 К экзамену необходимо подключиться согласно расписанию ответов. Компьютер студента должен удовлетворять требованиям: наличие рабочей камеры и микрофона, поддержка zoom. Для участия в экзамене студент обязан: поставить на аватар свою фотографию, явиться на экзамен согласно точному расписанию, при ответе включить камеру и микрофон. Во время экзамена студентам запрещено: выключать камеру, пользоваться конспектами и подсказками. Кратковременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение связи менее минуты. Долговременным нарушением связи во время экзамена считается нарушение более одной минуты. При долговременном нарушении связи студент не может продолжить участие в экзамене. Процедура пересдачи подразумевает использование усложненных заданий.
Домашнее задание
Дистанционный формат со 2-го модуля. Элемент контроля не подлежит пересдаче, не является блокирующим, вес элемента – менее 30%. Пересдача домашнего задания проводится путем проведения дополнительных измерений характеристик исследуемой схемы или при повторном выполнении домашнего задания с другим вариантом.

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (1 модуль)
0.25 * Домашнее задание + 0.25 * Лабораторные работы + 0.5 * Экзамен
Промежуточная аттестация (2 модуль)
0.25 * Домашнее задание + 0.25 * Лабораторные работы + 0.5 * Экзамен

Программа дисциплины