Физика электронных приборов и средств связи

Бакалавриат 2021/2022

Статус: Курс по выбору (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)

Направление: 11.03.02. Инфокоммуникационные технологии и системы связи

Кто читает: Департамент электронной инженерии

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

Когда читается: 3-й курс, 1, 2 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Елизаров Андрей Альбертович, Закирова Эльмира Алексеевна

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 56

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Физика электронных приборов и средств связи» служит для подготовки студентов в области физических и конструктивно-технологических основ современной полупроводниковой, твердотельной и вакуумной электроники и развивающихся на этой базе приборов и устройств. В курсе рассматриваются: основные понятия зонной теории твердого тела; собственные и примесные полупроводники; статистика равновесных и неравновесных носителей заряда в кристаллах; контактные явления; теория р-п-перехода; физические процессы в диодах, биполярных и полевых транзисторах, гибридных и объемных интегральных схемах; физические процессы в приборах и устройствах вакуумной микроволновой электроники - пролетных и отражательных клистронах, лампах с бегущей и обратной волной, магнетронах, электронных приборах с распределенным взаимодействием. Текущий контроль предусматривает учет активности студентов в ходе проведения практических занятий, выступления, участие в дискуссиях, консультации с преподавателем. Промежуточный контроль в виде устного экзамена предусмотрен после 1 модуля. Итоговый контроль в форме экзамена проводится в устной форме и является блокирующим. Дисциплина читается в 1, 2 модуле 3 курса бакалавриата.

Цель освоения дисциплины

Целями освоения дисциплины «Физика электронных приборов и средств связи» являются формирование систематических знаний о явлениях и процессах, использующихся при разработке приборов полупроводниковой, твердотельной и вакуумной электроники, применяющихся в системах связи и телекоммуникаций; изучение физических процессов, происходящих в различных полупроводниковых, твердотельных и вакуумных приборах дискретного и интегрального исполнения, важнейших элементах и узлах усилителей, генераторов и преобразователей частоты, электронных схем управления пространственным и временным спектром излучения.

Планируемые результаты обучения

знать компьютерное программное обеспечения для решения основных задач электродинамики и физики микроволновых приборов и устройств; тенденции и перспективы применения электродинамики, микроволновых приборов и устройств в смежных областях науки и техники
знать место и роль современных электронных приборов и устройств в развитии передовых отраслей науки и техники
знать основы электростатики, электродинамики и теории электромагнитного поля, основы теории колебаний и волн, основы зонной теории твердого тела и принципы работы микроэлектронных приборов и устройств
иметь навыки использования специализированных программ по расчету и моделированию электродинамических систем электронных приборов
иметь навыки обеспечения безопасности эксплуатации электронных приборов и устройств
иметь навыки письменного аргументированного изложения собственной точки зрения
иметь навыки по методам измерений параметров электронных приборов и устройств с использованием современного метрологического оборудования
иметь навыки работы с научно-технической документацией
иметь навыки расчета и проектирования функциональных элементов и узлов электронных при-боров и устройств
разбираться в устройстве, особенностях, характеристиках и параметрах микроволновых электровакуумных и полупроводниковых усилителей, генераторов и преобразователей частоты
разбираться в физических основах работы приборов микроволновой электроники: принципах электростатического и динамического управления электронным пучком, механизме и условиях усиления и генерации микроволновых приборов, особенностях их электродинамических систем и возникающих мод колебаний
уметь использовать современные информационные и компьютерные технологии, способствующие повышению эффективности научной деятельности
уметь критически подходить к выбору типа электронного прибора для конкретного телекоммуникационного устройства или системы связи, сопоставляя особенности используемых материалов, электродинамических структур и параметры приборов; выполнять компьютерное моделирование электромагнитных полей для различных технических задач
уметь определять параметры и характеристики электронных приборов и устройств
уметь планировать и осуществлять свою деятельность с учетом анализа социальной информации
уметь проводить расчеты по моделированию и проектированию электронных приборов и их электродинамических систем
уметь проводить экспериментальные исследования электронных приборов и устройств
уметь прогнозировать и анализировать экономические и экологические последствия новых технических решений

Содержание учебной дисциплины

Раздел 1. Элементы квантовой механики
Раздел 2. Зонная теория кристаллов
Раздел 3 Статистка равновесных и неравновесных носителей в полупроводниках
Раздел 4. Проводимость кристаллических тел
Раздел 5. Физические процессы в р-п-переходе
Раздел 6. Физические процессы в приборах и устройствах микроволновой электроники.
Раздел 7. Микроволновые приборы О-типа с дискретным взаимодействием. Пролетные и отражательные клистроны.
Раздел 8. Микроволновые приборы О-типа с длительным взаимодействием. Лампы с бегущей и обратной волной.
Раздел 9. Микроволновые приборы М-типа с взаимодействием в скрещенных электрическом и магнитном полях. Магнетроны.
Раздел 10. Твердотельные и полупроводниковые приборы микроволнового диапазона. Диоды, транзисторы, гибридные и объемные интегральные схемы.

Элементы контроля

Активность на семинарах 1
Активность на семинарах 2
Коллоквиум 1
Самостоятельная работа 2
экзамен 1
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса).
экзамен 2
Экзамен проводится в устной форме (опрос по материалам курса).

Промежуточная аттестация

2021/2022 учебный год 1 модуль
0.5 * экзамен 1 + 0.25 * Коллоквиум 1 + 0.25 * Активность на семинарах 1
2021/2022 учебный год 2 модуль
0.25 * Активность на семинарах 2 + 0.5 * экзамен 2 + 0.25 * Самостоятельная работа 2

Программа дисциплины