299053, Россия, Крым, г. Севастополь, ул. Университетская, 33.
+7 (8692) 435-127

Направление 11.03.04 Электроника и наноэлектроника

Кафедра электронная техника - ВУЗ Севастопольский Государственный Университет (СевГУ)

 

ПОСТУПАЮЩИМ В ВУЗ СЕВГУ АБИТУРИЕНТАМ СЕВАСТОПОЛЯ, КРЫМА

 

Абитуриентам 2018 и выпускникам школ и колледжей - кафедра электронной техники СевГУ приглашает познакомиться с направлением обучения "электроника и наноэлектроника"

На кафедре электронная техника ведется подготовка студентов по направлению

11.03.04 Электроника и наноэлектроника

.

Срок обучения по программе бакалавриата - направление 11.03.04 Электроника и наноэлектроника составляет 4 года (очноая форма).

На кафедре проводится подготовка специалистов по проектированию и эксплуатации электронных устройств, компьютерного и электронного оборудования, по разработке и обслуживанию микроконтроллерных и микропроцессорных систем.

За период обучения студенты осваивают элементную базу радиоэлектроники, аналоговую и цифровую схемотехнику, языки программирования низкого и высокого уровней.

Аннотации к рабочим программам дисциплин направления 11.03.04 Электроника и наноэлектроника

 

  1. Твердотельная электроника

Биполярные приборы. Теория электронно-дырочного перехода. Диоды. Транзисторы. Тиристоры. Униполярные приборы. Приборы с барьером Шоттки. Полевые приборы с электро-дырочным переходом. Приборные структуры металл-диэлектрик-полупроводник. Приборы с объемными эффектами. Оптоэлектронные приборы. Интегральные схемы. Гибридные микросхемы. Полупроводниковые микросхемы. Смежные направления в микроэлектронике.

  1. Физика твердого тела

Структура кристаллических и аморфных тел. Энергетическая структура твердого тела. Тепловые свойства твердого тела. Кинетические эффекты в твердом теле. Генерация и рекомбинация, диффузия и дрейф неравновесных носителей заряда. Контактные явления. Поляризация диэлектриков. Сегнето-, пиро, пьезоэлектрика. Поглощение света в твердом теле. Внутренний фотоэффект.

  1. Теория поля

Основные уравнения электромагнитного поля. Уравнения Максвелла - фундаментальные постулаты макроскопической электродинамики. Энергия электромагнитного поля. Закон сохранения. Основные уравнения и понятия электродинамики. Основные уравнения и понятия магнитостатики. Метод комплексных амплитуд. Электромагнитные волновые процессы. Волновые уравнения. Гармоничная волна и ее параметры. Фазовая и групповая скорость. Волны на границе раздела сред. Отражение, преломление, поверхностные волны. Дисперсия. Волны в слоистых средах. Фильтры. Зеркала. Поверхностный эффект.

  1. Технологические основы электроники

Этапы развития технологии изготовления электронных устройств. Современные требования технологии изготовления электронных устройств. Материалы электронной техники. Механическая обработка полупроводниковых материалов. Химическая обработка НДИ. Методы создания р-п-переходов. Нанесение вещества на подложку. Процессы литографии планарная технология в микроэлектронике. Сборка, монтаж и герметизация изделий электронной технике. Технологические схемы основных типовых устройств. Контроль и испытания изделий. Последовательность разработки технологии.

  1. Статистическая физика

Основные принципы статистической физики. Элементы термодинамики. Статистические ансамбли и функции распределения. Квантовые статистики. Распределение носителей заряда в полупроводниках. Применение методов статистической физики к исследованию газов, жидкостей и твердого тела.

  1. Теория электрических цепей

Линейные резистивные схемы. Узловой метод. Системы с двумя сторонами. Схемы с нелинейными сторонами. Схемы с многополюсными компонентами. Гибридный анализ нелинейных резистивных схем. Метод сигнальных графов. Линейные динамические системы. Моделирование динамических систем в пространстве переменных состояния. Анализ периодических стационарных режимов. Операторный метод. Спектральный анализ сигналов. Частотные характеристики цепей. Системы с обратными связями. Анализ чувствительности. Цепи с разделенными параметрами.

  1. Квантовая механика

Физические основы квантовой механики. Математический аппарат квантовой механики. Уравнения Шредингера. Энергетический спектр. Изменение механических величин со временем. Теория возмущения. Применение методов квантовой механики.

  1. Вероятностные основы обработки данных

Алгоритмизация вычислений. Точность вычислительных процессов. Числа с плавающей точкой. Типы ошибок. Абсолютная и относительная погрешности. Критерии точности вычисления. Теория приближений. Интерполяция и экстраполяция зависимостей. Каноничный поленом. Полиномы Тейлора. Схема Эйткена. Интерполяционный полином Лагранжа. Интерполяционные формулы в конечных разностях. Минимизация оценки погрешности интерполяции. Локальная интерполяция. Сплайны. Среднеквадратичные приближения. Метод наименьших квадратов. Матричное исчисление. Численное дифференцирование. Численное интегрирования. Основы математического анализа. Линейная алгебра. Прямые методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Метод Эйлера и его модификации. Метод Гаусса и его модификации. Итерационные методы решения систем линейных алгебраических уравнений. Метод простой итерации. Метод Зейделя. Методы решения нелинейных уравнений и систем. Поиск действительных корней трансцендентных уравнений. Метод Ньютона и его модификации. Сходимость методов. Поиск корней полиномов. Использование распространенных прикладных математических пакетов MathCAD, Matlab и др. для решения задач математического вычисления.

  1. Схемотехника

Общие сведения о аналоговых устройствах. Базовые элементы аналоговой схемотехники. Согласующие элементы. Активные компоненты. Элементы интегральной схемотехники, операционные усилители. Усилители. RC и LC- усилители. Усилители постоянного тока, мощности, многоступенчатые. Модели и проектирование усилителей. Линейные преобразователи на основе операционных усилителей. Масштабирующие, дифференцирующие, интегрирующие, фазовращающие устройства. Активные фильтры различных частот. Проектирование линейных преобразователей. Генераторы гармонических колебаний. Условия постоянных колебаний. LC и RC-генераторы. Стабилизация частоты и амплитуды колебаний. Нелинейные преобразователи электрических сигналов. Преобразователи с логарифмическими и экспоненциальными передаточными функциями. Аналоговые умножители и делители сигналов. Устройства выполнения математических действий. Преобразователи частот. Амплитудные и частотные модуляторы и детекторы.

Системы счисления. Преобразование чисел. Обратный и дополняющий коды. Двоичнодесятичный код. Код Грея. Алгебра логики. Логические функции. Таблицы соответствия. Основы булевых алгебры. Формы представления логических функций. Методы оптимизации логических функций. Базовые компоненты цифровой схемотехники. Диодно-транзисторные и транзисторно-транзисторные логические элементы. Элементы связанной логики. Элементы интегральной инжекционной логики. Логические элементы на МДП-транзисторах. Сложные комбинационные логические схемы. Преобразователи кодов, шифраторы, дешифраторы. Мультиплексоры и демультиплексоры. Комбинационные полусумматоры и сумматоры. Триггерные схемы. Асинхронные RS-триггеры. Асинхронные D- триггеры, Синхронные RS-триггеры. Синхронные D-триггеры. Двухступенчатые триггерные схемы. MS-триггеры. Универсальный JK-триггер. Параллельные регистры. Регистры сдвига. Счетчики с трактом непосредственного переноса. Счетчики с трактом последовательного переноса. Счетчики с трактом параллельного переноса. Счетные схемы с управляемым коэффициентом счета. Реверсивные счетчики. Программируемые логические матрицы. Функциональные компоненты цифровых систем.

  1. Основы наноэлектроники

Проблемы современной электроники. Классификация элементов и устройств ФЕ. Оптоэлектроника. Волоконно-оптическая связь, передача, прием и обработка оптических сигналов; запись и воспроизведение оптической информации; современные аудио- и видеопроигрыватели; голографические устройства распознавания изображений с помощью оптоэлектронных устройств. Акустоэлектроника. Методы возбуждения и приема акустических волн. Основные устройства функциональной акустоэлектроники. Магнитоэлектроника. Физико-математическое моделирование процессов возбуждения, распространения и приема магнитостатических волн (МСХ); типы МСХ в магнитных средах, элементы связи для возбуждения и приема МСХ; методики расчетов электронных устройств на МСХ (линии задержки, фильтры и др.) Криоэлектроника. Основные устройства криоэлектроники. Автоволновые процессы в электронике. Приборы с зарядовой связью.

  1. Метрология, стандартизация, сертификация и аккредитация

Основные термины и определения метрологии, элементарные операции процесса измерений и их реализация. Классификация методов измерений и погрешностей, методы обработки результатов прямых и косвенных измерений. Методика определения метрологических характеристик средств измерений. Принцип действия и метрологические характеристики электромеханических приборов, а также мостовых и компенсационных схем. Методы измерительного преобразования физических величин в цифровой эквивалент, принципы построения цифровых устройств, и основные факторы влияющие на погрешности цифровых устройств. Основные понятия и определения, принципы и методы стандартизации ее нормативно-правовая регламентация, категории и виды стандартов, порядок разработки и утверждения стандартов. Методы оценки качества продукции, требования к нормативным документам сертифицируемой продукции. Задачи и функции службы технического контроля качества. Аттестация производства и требования к нормативным документам на продукцию которая сертифицируется, метрологическое обеспечение производства. Виды и схемы сертификации, требования к органам сертификации и лабораториям, которые проводят испытания продукции и порядок их аккредитации.

  1. Введение в радиоэлектронику

Электроника как отрасль науки и техники. Этапы развития электронной аппаратуры. Существующее разнообразие направлений электроники и перспективы ее развития. Задачи, решаемые специалистами в области электроники. Общий обзор элементной базы электроники. Пассивные и активные элементы электроники и их эволюция. Принцип действия и характеристики основных компонентов электронных устройств. Цель и задачи современного конструирования электронных устройств. Структурное деление конструкций электронной аппаратуры и его преимущества. Требования к электронным системам и устройствам: эксплуатационные, конструктивно-технологические, экономические. Процесс подготовки специалистов по Болонскому соглашению. Требования к уровню подготовки бакалавра, специалиста, магистра. Планы подготовки бакалавра, специалиста, магистра. Обзор дисциплин, и особенности перехода на другой уровень обучения. Квалификационные характеристики бакалавра, специалиста, магистра. Обзор мест трудоустройства. Результаты адаптации выпускников направления «Электроника и наноэлектроника». Научные направления подготовки специалистов высшей квалификации. Система апробации научных результатов.

  1. Микропроцессорная техника

Общая характеристика микропроцессоров и микропроцессорных систем. Обобщенно структура микропроцессоров и микропроцессорных систем. Микропроцессорный комплект. Архитектуры микропроцессоров и микропроцессорных систем. Программная модель микропроцессора. Язык программирования Assembler. Этапы выполнения команд. Машинные такты и машинные циклы. Длина команд. Состав команд. Мнемоники. Операнды. Метки. Структурная организация микропроцессорных систем. Интерфейсы ввода-вывода. Принципы передачи данных в микропроцессорных системах. Циклы чтения и циклы записи. Организация подсистемы памяти. Подсистема прерываний. Работа с дискретными сигналами в микропроцессорных системах. Способы организации обслуживания клавиатуры. Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования в микропроцессорных системах. Применения микропроцессоров и микроконтроллеров в промышленном оборудовании.

  1. Энергетическая электроника

Электрическая энергия, ее получение и применение. Структура системы электропитания. Источники и потребители электрической энергии. Необходимость преобразования параметров электрической энергии. Принципы построения преобразователей электрической энергии. Элементная база вентильных преобразователей. Назначение силовых электронных ключей и их основные типы. Общая структура силового электронного устройства. Бесконтактные коммутаторы и преобразователи параметров электрической энергии. Преобразователи переменного тока в постоянный. Преобразователи переменного тока в переменный. Регуляторы переменного напряжения. Непосредственные преобразователи частоты переменного тока. Преобразователи переменного напряжения. Фильтрующие и стабилизирующие устройства. Пассивные и активные сглаживая фильтры. Параметрические и компенсационные стабилизаторы напряжения и тока. Автономные преобразователи. Преобразователи постоянного напряжения. Импульсные регуляторы. Однотактные преобразователи. Импульсные стабилизаторы. Преобразователи постоянного напряжения в переменное. Автономные инверторы. Инверторы напряжения, тока, резонансные инверторы.

  1. Электронные системы

Электронные системы: определение, классификация, блок-схемы, структуры, системы параметров моделирования, проектирования, условия работоспособности, критерии эффективности, испытания. Примеры электронных систем. Информационные оценки ЕС (мера Хартли, Шеннона, энтропия и ее разновидности). Получение информации. Датчики. Информационно-измерительные электронные системы. Системы технической диагностики. Передача информации: дискретные и непрерывные системы связи, каналы связи. Количество информации и скорость передачи по каналу связи различными сигналами: непрерывными и дискретными, кодовыми, без помех и с помехами. Теорема Шеннона. Эффективное кодирование, помехоустойчивое кодирование. Разновидности помехоустойчивых кодов и средства их получения. Декодирование. Прием информации. Критерии оптимального приема информации. Регистрация и отображения информации. Контроль и диагностика в электронных системах.

  1. Моделирование в электронике

Цель и задачи моделирования в электронике. Классификация и иерархия математических моделей. Математические модели компонентов электронной техники разной степени сложности. Математические модели вспомогательного оборудования и объектов управления, используемых в электронных системах. Математические модели электромеханических и тепловых процессов. Виды анализа. Методы математического моделирования. Моделирование статических режимов. Моделирование во временной области. Моделирование в частотной области. Моделирование электронных схем с переменной структурой. Моделирование цифровых электронных устройств. Параметрический синтез в математическом моделировании.

  1. Материалы электронной техники

Общие сведения об устройстве веществ. Виды связей, полярные и неполярные молекулы. Построение и дефекты твердых тел. Классификация веществ по электрическим свойствам. Классификация веществ по магнитным свойствам. Электромагнитные, механические, тепловые и физико-химические характеристики материалов. Поляризация диэлектриков. Электропроводность диэлектриков. Потери энергии в диэлектриках. Пробой диэлектриков. Газообразные диэлектрики. Жидкие диэлектрики. Твердые диэлектрики. Общие сведения о полупроводниках. Влияние внешних факторов на электропроводность полупроводников. Классификация и основные свойства проводниковых материалов. Материалы высокой проводимости. Сплавы высокого сопротивления. Общие сведения о магнитных свойствах материалов. Магнитомягкие материалы. Магнитные материалы специализированного назначения. Ферриты. Магнитодиэлектрики. Магнитотвердые материалы.

  1. Квантовая и вакуумная электроника

Физические основы квантовой электроники. Принцип действия, устройство и характеристики квантовых приборов. Применение квантовых приборов. Законы молекулярно-кинетической теории газов и их действие в разреженных газах, явления переноса, режимы течения и откачки газов, сорбционных явления в вакууме. Устройства откачки и условия их использования, проблемы "чистых" методов получения вакуума, устройства измерения уровня вакуума и нахождения порциального давления газов, методы нахождения течений в вакуумных системах и контроль их герметичности, принципы построения вакуумных систем, их классификация.

  1. Анализ электронных схем

Задачи анализа электронных схем. Разновидности анализа электронных схем. Схемы замещения компонентов электронных схем. Матрично-топологические методы анализа и расчета электрических и электронных цепей с двухполюсными и многополюсными компонентами. Анализ электронных схем по постоянному и переменному току. Динамический анализ электронных схем. Одновариантный и многовариантный анализ электронных схем. Анализ чувствительности электронных схем. Гармонический анализ электронных схем.

  1. Автоматизация схемотехнического проектирования

Основные задачи и технологии автоматизации схемотехнического проектирования, математическое моделирование схем. Классификация. Математические модели схем. Топологические и компоненте уравнения, описывающие электронные схемы. Дифференциальные и разностные уравнения, описывающие динамику электронных схем. Автоматизированный анализ переходных процессов. Анализ статического состояния схем. Автоматизированный анализ частотных характеристик и чувствительности. Автоматизированный спектральный анализ сигналов. Автоматизация проектирования цифровых электронных устройств. Автоматизация проектирования цифро-аналоговых электронных устройств. Параметрическая оптимизация схем.

  1. Микропроцессорные устройства управления и обработка информации

Информационные системы с процессорами. Интерфейсы измерительных систем. Схемы информационно-измерительных систем, систем управления технологическими процессами. Силовые схемы с микропроцессорами. Функции МП в силовых устройствах. Системы управления вентильными преобразователями, электроприводами, технологическим оборудованием. Структура и средства проектирования программного обеспечения. Резидентные и кроссовые средства автоматизации проектирования. Аппаратура для отладки и проверки микро процессорных систем.

  1. Современные направления электроники

Проблемы современной электроники. Перспективные направления ее развития. Конкретные приборы, устройства и системы их характеристики, предельные параметры и диапазоны функционирования. Нетрадиционные источники питания. Энергосберегающие технологии.

  1. Интерфейсы электронных устройств и систем

Рассматриваются вопросы принципов построения и функционирования интерфейсов передачи данных, используемых в современных электронных устройствах и системах Методы управления операциями ввода-вывода данных. Параллельный интерфейс (LPT- порт). Последовательный интерфейс (RS-232С). Синхронная и асинхронная передача данных в последовательных интерфейсах. Методы кодирования цифровой информации. Основные понятия о командно-информационные сети (КИМ). Архитектура и принципы функционирования КИМ. Разновидности шин I2C, RS-485, CAN. Конверторы и диспетчеры назначения, их разновидности. Конвертер RS-232C - "токовая петля". Конвертер RS-232C - RS- 485. Диспетчеры РС и периферийных станций. Промышленный интерфейс AS-Interface, PROFIBUS.

  1. Оформление технической документации

Общие положения по оформлению курсовых и дипломных проектов. Оформление пояснительной записки. Правила выполнения схем. Правила выполнения электрических схем и схем цифровой вычислительной техники. Правила выполнения чертежей.

  1. Интеллектуальные модули электронных устройств и систем

Рассматриваются основные разновидности интеллектуальных модулей, и требования касающиеся их назначения. Применение в системах автоматизации, схемах силовой электроники. Примеры реализации и особенности модулей передовых компаний мира: интеллектуальные модули ввода-вывода контроллеров семейства SIMATIC S5 (Siemens), силовых модулей PM (Mitsubishi Electric), интеллектуальных силовых модулей IPM (Internetional Rectifair) и SKIIP и MiniSKIIP (SEMIKRON).

  1. Электронные преобразовательные устройства и системы

Классификация электроприводов, их функциональные схемы. Регулирование скорости системы электропривода. Динамические и статические характеристики замкнутых систем электропривода. Моделирование систем электропривода. Выбор мощности электродвигателей в соответствии с диаграммой нагрузок механизма. Требования к силовым полупроводниковым преобразователям. Порядок проектирования, характеристика стадий разработки. Элементная база современных электронных преобразовательных систем. Силовая часть преобразователей. Блоки управления, защиты и сигнализации. Улучшение электромагнитной совместимости полупроводниковых преобразователей в электронных системах. Автоматическая регулировка в электронных преобразовательных системах. Настройка и оптимизация систем автоматического регулирования в электронных преобразовательных системах. Теплообмен в преобразователях. Компоновка комплексных преобразовательных агрегатов.

  1. Основы конструирования и надежность электронных устройств

Основные задачи современного конструирования электронных систем. Структурные уровни электронных систем. Требования, предъявляемые к электронным устройствам и системам. Характеристика и влияние на работу электронных устройств внутренней и внешней среды. Комплексная оценка качества электронного устройства. Зависимость стоимости электронных устройств от заданных функциональных показателей его качества. Основные компоненты электронных устройств, основные параметры и характеристики. Печатные платы, материалы, методы изготовления печатных рисунков, паразитные связи, рекомендации по конструированию. Способы охлаждения электронных устройств и систем и их особенности. Предварительный выбор системы охлаждения. Защита электронных устройств от влаги, механических воздействий и электромагнитных полей. Надежность и характеристика показателей. Оценка надежности по внезапным эксплуатационных отказам, отказах износа и отказам, возникающим в период приработка. Резервирования. Понятие о производственных погрешностях электронных систем. Законы распределения производственных погрешностей. Методы анализа производственных погрешностей. Точность и устойчивость технологических процессов.

  1. Современные информационные технологии

Информационные системы и технологии - основные определения, классификация, этапы и принципы создания. Информационная модель в качестве основы для построения информационных систем. Автоматизированные и автоматические системы управления, основные аспекты использования и построения. Эвристика в информационных системах. Системы поддержки принятия решений. Экспертные системы. Нейронные сети. Временная сложность функционирования информационных систем и основные методы ее снижения.

  1. Микропроцессоры и микропроцессорные системы

Дисциплина направлена на изучение современных микропроцессоров и микропроцессорных систем сбора, обработки информации и управления различной топологии и назначения. Особое внимание уделяется наиболее распространенным промышленным микропроцессорным системам, которые используются для управления технологическими процессами. На базе микропроцессорных систем общего и специального назначения рассматриваются вопросы создания автоматизированных систем управления сложными многокомпонентными объектами с различным уровнем топологического разветвления, как централизованных и децентрализованных.

Индекс цитирования {* *}