Модуль 1. Физические основы полупроводниковой микроэлектроники, физические явления и процессы в полупроводниковых структурах
Учебно – методический комплекс
учебной дисциплины
ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
ГСЭ Цикл общих гуманитарных и социально-экономических дисциплин
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ СТАНДАРТ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ (2005 год)
Специальность 030100 – «Информатика»
ДПП.Ф.12 – ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
Москва – 2008
Программа, методические рекомендации и план освоения дисциплины обсуждены и утверждены на заседании кафедры информатизации образования [протокол заседания кафедры № ____ от ____ июня 2008 г.], утверждены на заседании ученого совета математического факультета [протокола заседания совета № ____ от ____ октября 2008 г.].
УМКД рекомендован к печати Научно-методическим советом ГОУ ВПО МГПУ.
Составитель
Доцент кафедры информатизация образования,
к.п.н. Заславская О.Ю.
Заведующий кафедрой
Зав. кафедрой информатизации образования, д.п.н., профессор Гриншкун В.В.
Рецензент:
____________________________________________________________________
Пояснительная записка
Настоящая программа составлена на основе Государственного образовательного стандарта ДПП.Ф.12
Основы микроэлектроники
Физические основы полупроводниковой микроэлектроники. Понятие об интегральных схемах. ЧИПы. Принципы построения микроэлектронных приборов и устройств. Основы реализации оперативных и долговременных запоминающих устройств. Микропроцессоры как микроэлектронная основа современных ЭВМ, принципы их работы и функционирования.
Рассматриваются основные аспекты микроэлектроники: физические, технические и схемотехнические. Дается представление об уровне современной микроэлектроники, ее методах, средствах, проблемах и перспективах развития.
Изучение данного курса посвящёно теоретическим и экспериментальным основам современной микроэлектроники.
1. На базе теоретических основ микроэлектроники необходимо рассмотреть принципы функционирования основных полупроводниковых приборов – дискретных и в интегральном исполнении (диодов, биполярных и полевых транзисторов).
2. Описание интегральных схем и устройств на базе логических элементов, так как сам принцип интеграции осуществляется через единые технологические методы и приёмы.
3. Задачи микроэлектроники, новейшие направления и тенденции развития современной микроэлектроники
Курс „Основы микроэлектроники“ входит в блок дисциплин предметной подготовки и предназначен для подготовки учителей информатики, владеющих необходимыми знаниями в области основ электроники, микроэлектроники и современных методик обучения.
Цель данного курса - изучить физические основы полупроводниковой микроэлектроники, принципы построения микроэлектронных приборов и устройств, сформировать понятие об интегральных микросхемах. На базе этих знаний рассмотреть и изучить микропроцессоры как микроэлектронную основу современных компьютеров, а так же основы реализации оперативных и долговременных запоминающих устройств.
Курс „Основы микроэлектроники“ изучается после получения глубоких знаний и сформировавшихся понятий по курсу физики в разделе “Электричество”, а также по курсу «Архитектура ПК» в разделе «Микропроцессорная техника».
Обоснование структуры учебной дисциплины.
Учебный курс рассчитан для изучения в течение одного учебного семестра, состоит из лекционных и лабораторных занятий.
Лекционный материал содержит основные сведения о физических основах полупроводниковой электроники, элементной базе микроэлектроники в т. ч. Логических интегральных микросхем. На лекциях рассматриваются принципы построения микроэлектронных приборов и устройств, запоминающие устройства компьютеров, микропроцессоры как основа компьютерной техники и перспективы её развития.
Лабораторные занятия проводятся фронтально и позволяют практически закрепить лекционный материал. На них так же выносится материал, дополняющий и углубляющий лекционный, а так же материал, не вошедший в лекционный курс.
Такая структура построения курса позволяет дать студентам необходимые знания в области микроэлектроники и привить им необходимые навыки в проведении лабораторного эксперимента.
Цели и задачи дисциплины
Основной целью изучения данного курса является:
обучение будущего учителя информатики продуктивному восприятию технических аспектов информатики настолько, чтобы он представлял суть современных электронных систем и творчески применял полученные знания на практике.
Для реализации программы предлагается использовать все многообразие форм и методов учебной работы: лекции, семинары, практические, в том числе индивидуальные, занятия, ознакомление с современным педагогическим опытом, обсуждение и анализ ситуаций, работу в малых группах, консультации.
Основные задачи изучения курса:
формирование знаний в области теоретических принципов микроэлектроники, составляющих основу системотехнических и схемотехнических решений при построении средств вычислительной техники;
овладение умениями и навыками оценки функциональных, количественных и качественных характеристик микроэлектронных компонентов компьютеров и периферийных устройств.
Требования к уровню освоения содержания дисциплины
После изучения дисциплины студент должен:
Знать
принцип действия, конструкцию и технологические особенности ИС на основе полупроводниковых транзисторов,
принципы конструирования элементной базы цифровой вычислительной техники и средств коммуникации
принцип действия, конструкцию и технологические особенности цифровых устройств и пути их практического использования и совершенствования.
Иметь представление
разделы микроэлектроники и её базовые термины;
основные полупроводниковые материалы и их свойства;
методы формирования и классификацию р- n переходов;
разновидности и классификацию полупроводниковых диодов;
назначение и условные обозначения полевых транзисторов;
назначение и состав пассивных элементов ИМС;
классификацию ИМС по технологии их изготовления;
классификацию ИМС по способу преобразования и обработки сигналов;
технологию изготовления ЧИПов;
основы проектирования микроэлектронных приборов и устройств;
основные технологические процессы фотолитографии;
классификацию запоминающих устройств;
основные сведения о микропроцессоре и его характеристиках;
о принципах построения электронных приборов и устройств средствами микроэлектроники;
о технологических и технических аспектах средств информатики
о путях повышения степени интеграции и об использовании новых физических принципов в микроэлектронике.
Уметь:
сформулировать причины возникновения микроэлектроники;
объяснить процессы формирования электронно-дырочного перехода;
изобразить и пояснить вольтамперную характеристику полупроводникового диода;
объяснить работу биполярного транзистора как четырёхполюсника;
дать характеристику основным направлениям функциональной микроэлектроники;
сформулировать основные этапы планарной технологии;
дать характеристику запоминающим устройствам персонального компьютера;
дать характеристику специализированного и однокристального микропроцессора.
Программа ориентирована на дальнейшую научную и педагогическую деятельность студентов. УМКД включает в себя также тематику лекций, практических занятий, списки возможных тем курсовых и дипломных работ, перечень вопросов к экзамену, список обязательной и дополнительной литературы.
Материал курса, рассчитанного на 1 семестр, распределяются следующим образом:
бакалавры (ОД) (8 семестр) лекционных часов 48
практических занятий 16
специалисты (Инф-ОД) (6 семестр) лекционных часов 28
практические занятия 24
специалисты (Инф-КВ) (6 семестр) лекционных часов 27
практические занятия 12
специалисты (Мат-ОД) (8 семестр) лекционных часов 16
практические занятия 9
Формы итогового контроля
Студенты дневного отделений, специальность «Информатика», «Математика, с дополнительной специальностью «Информатика», в конце семестра сдают экзамен. Для студентов, обучающиеся по системе «бакалавриат», в конце семестра проводится итоговый зачет для контроля уровня освоения курса. Зачет проходит в форме устного ответа на 2 вопроса билета (один – общетеоретический, второй – практический). Ответы на каждый из вопросов оценивается максимум в 10 баллов, максимальное количество баллов за ответ на экзамене – 20.
ЧАСТЬ I. ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Содержание курса
Модуль 1. Физические основы полупроводниковой микроэлектроники, физические явления и процессы в полупроводниковых структурах
Предмет микроэлектроники: Роль микроэлектроники. Информационные технологии и электроника.История микроэлектроники. Диоды: физические принципы, пробои, виды. Транзисторы: физические принципы работы транзистора: принцип действия, статические характеристики
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|