Nazwa modułu: Podstawy elektroniki Rok akademicki: 2016/2017 Kod: EEL-1-404-s Punkty ECTS: 4 Wydział: Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej Kierunek: Elektrotechnika Specjalność: Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 4 Strona www: https://upel.agh.edu.pl/wiet Osoba odpowiedzialna: dr hab. inż. Golański Ryszard (golanski@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Dziurdzia Barbara (dziurd@agh.edu.pl) dr hab. inż. Golański Ryszard (golanski@agh.edu.pl) dr Sapor Maria (sapor@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W002 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie budowy i działania półprzewodnikowych elementów oraz potrafi analizować działanie elementów i podstawowych układów EL1A_W09 M_W003 Student zna i rozumie metodykę projektowania podstawowych układów analogowych i cyfrowych oraz ma wiedzę praktyczną w zakresie pomiarów podstawowych parametrów tych układów EL1A_W09 M_W004 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie struktury, działania, pomiarów wybranych parametrów oraz zastosowań analogowych i cyfrowych układów EL1A_W09 Umiejętności M_U001 Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie EL1A_U01 1 / 6
M_U002 Student umie czytać oraz tworzyć graficzną dokumentację techniczną (rysunki, schematy, wykresy), również z wykorzystaniem wspomagania komputerowego EL1A_U03 M_U003 Student potrafi tworzyć modele elementów i prostych układów oraz przeprowadzać analizę zarówno stało- jak i zmiennoprądową tych układów EL1A_U15 M_U004 Student umie analizować i projektować układy pomiarowe parametrów prostych układów oraz przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki wraz z analizą wielkości błędów EL1A_U15 Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur EL1A_K01 EL1A_K02 EL1A_K04 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne terenowe warsztatowe Inne E-learning Wiedza M_W002 M_W003 Student ma podstawowa wiedzę w zakresie budowy i działania półprzewodnikowych elementów oraz potrafi analizować działanie elementów i podstawowych układów Student zna i rozumie metodykę projektowania podstawowych układów analogowych i cyfrowych oraz ma wiedzę praktyczną w zakresie pomiarów podstawowych parametrów tych układów + - - - - - - - - - - 2 / 6
M_W004 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 Student dysponuje ogólna wiedzą w zakresie struktury, działania, pomiarów wybranych parametrów oraz zastosowań analogowych i cyfrowych układów Student potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych i innych źródeł; potrafi integrować pozyskane informacje, dokonywać ich interpretacji, a także wyciągać wnioski oraz formułować i uzasadniać opinie Student umie czytać oraz tworzyć graficzną dokumentację techniczną (rysunki, schematy, wykresy), również z wykorzystaniem wspomagania komputerowego Student potrafi tworzyć modele elementów i prostych układów oraz przeprowadzać analizę zarówno stało- jak i zmiennoprądową tych układów Student umie analizować i projektować układy pomiarowe parametrów prostych układów oraz przeprowadzać pomiary i opracowywać wyniki wraz z analizą wielkości błędów Kompetencje społeczne M_K001 M_K002 M_K003 Student rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego dokształcania się oraz podnoszenia swoich kompetencji zawodowych Student ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera elektryka, w tym jej wpływ na środowisko, i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje Student ma świadomość ważności zachowywania się w sposób profesjonalny, przestrzegania zasad etyki zawodowej i poszanowania różnorodności poglądów i kultur 3 / 6
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) Wykład Elementy półprzewodnikowe i ich aplikacje 10 godzin Przewodnictwo elektryczne półprzewodników. Podstawowe pojęcia, modele elektryczne, własności i parametry elementów : diody, tranzystory bipolarne, tranzystory, unipolarne zasada działania i podstawowe parametry. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych i unipolarnych. Rozwiązania układów przełączających: klucze diodowe i tranzystorowe bipolarne i unipolarne (inwertery). Podstawowe układy prostowników i stabilizatorów klasyfikacja, rozwiązania układowe, źródła referencyjne, parametry robocze, współczynniki stabilizacji. Podstawowe układy wzmacniające i ich zastosowania - 10 godzin Struktura wzmacniacza operacyjnego znajomość bloków funkcjonalnych. Wzmacniacz RC układy pracy, modele obwodowe, parametry robocze, charakterystyki częstotliwościowe, zastosowania. Wzmacniacze różnicowe układy pracy, parametry robocze, charakterystyki przejściowe, zastosowania. Wzmacniacze operacyjne podstawowe własności i parametry, liniowe i nieliniowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych (układy pracy, parametry). Podstawowe układy sprzężenia zwrotnego kształtowanie parametrów układów za pomocą SZ, stabilność układów ze SZ, przykłady zastosowań bloków SZ. Wzmacniacze selektywne obwody rezonansowe, podstawowe parametry. Podstawowe układy generacyjne i ich zastosowania 2 godziny Rodzaje generatorów, sposoby wzbudzania drgań, parametry generatorów, warunki generacji, rozwiązania układowe generatorów: LC, kwarcowych, RC, fali prostokątnej, generatory VCO. Podstawy techniki cyfrowej 6 godzin Systemy liczbowe, funkcje logiczne sposoby minimalizacji, podstawowe układy logiczne, układy sekwencyjne (przerzutniki), układy kombinacyjne (liczniki). Podstawy przetwarzania A/C i C/A. Ćwiczenia laboratoryjne Projekt oraz pomiary parametrów wzmacniacza napięciowego 6 godzin Dobór elementów jednostopniowego wzmacniacza napięciowego dla zadanego punktu pracy w celu osiągnięcia założonych parametrów roboczych. Pomiar tych parametrów wzmocnienia napięciowego ku, wzmocnienia skutecznego, pomiar impedancji wejściowej, impedancji wyjściowej, częstotliwości granicznych, pasma przenoszenia wzmacniacza oraz jego zniekształceń nieliniowych. Projekt oraz pomiary parametrów kluczy tranzystorowych - 6 godzin Dobór elementów układów kluczy zrealizowanych w oparciu o tranzystor bipolarny (n-p-n) i unipolarny (N-MOS z kanałem wzbogaconym) dla osiągnięcia założonych parametrów. Pomiar czasów przełączania tranzystorów bipolarnych oraz NMOS oraz poznanie czynników wpływających na czasy przełączania. Projekt oraz pomiary parametrów wybranych aplikacji wzmacniacza operacyjnego 6 godzin Zaprojektowanie struktury układu pętli sprzężenia zwrotnego determinującej funkcję układu scalonego, pomiar wybranych parametrów i charakterystyk zaprojektowanych układów funkcjonalnych ze sprzężeniem zwrotnym. Projekt oraz pomiary parametrów stabilizatorów - 6 godzin 4 / 6
zaprojektowanie struktury układu stabilizatora parametrycznego i kompensacyjnego, pomiar wybranych parametrów zaprojektowanych źródeł referencyjnych oraz stabilizatora o niskim spadku napięcia. Projekt wybranych układów cyfrowych 4 godziny Projekt układu dekodera oraz układów liczników modulo n. Sprawdzenie poprawności działania zaprojektowanych układów. Sposób obliczania oceny końcowej 1.Warunkiem uzyskania pozytywnej oceny końcowej jest uzyskanie pozytywnej oceny z laboratorium oraz kolokwium zaliczeniowego z wykładu. 2.Obliczana jest średnia matematyczna ocen z laboratorium i zaliczenia wykładu. 3. Obliczona jest średnia matematyczna jest zaokrąglana zgodnie z zasadami podanymi w regulaminie studiów. 4.Jeżeli pozytywną ocenę z laboratorium i zaliczenia wykładu uzyskano w pierwszym terminie i dodatkowo student był aktywny na wykładach, to ocena końcowa jest podnoszona o 0.5. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość rachunku różniczkowego i całkowego funkcji jednej i wielu zmiennych Znajomość elementów fizyki ciała stałego Znajomość teorii obwodów w zakresie analizy układów elektrycznych Umiejętność tworzenia modeli obwodowych Zalecana literatura i pomoce naukowe 1.Praca zbiorowa pod red St. Kuty: Przyrządy półprzewodnikowe i układy elektroniczne cz. I i II", Wyd AGH, Kraków 2000. 2. U. Tietze, Ch. Schenk: Układy półprzewodnikowe, WNT, Warszawa 2009 3. J. Kalisz: Podstawy elektroniki cyfrowej. WKŁ, Warszawa 2007 4. B. Wilkinson: Układy cyfrowe. WKŁ, Warszawa 2000 5. P. Horowitz, W. Hill: Sztuka Elektroniki, WKŁ, Warszawa 2009 6.Ciążyński W.E.: Elektronika analogowa w zadaniach. Tom 1-8, Gliwice, WPŚl 2010. Literatura uzupełniająca 4.Gray P.R., Hurst P.J., Lewis J.H., Meyer R.G.; Analysis and design of analog integrated circuits, 4th ed., Wiley, New York 2001. 5.Allen P.E., Holberg D.R.; CMOS Analog Circuit Design, Oxford UP, 2002 6.Baker R.J.: CMOS, Wiley, 3rd ed.,ieee Press, 2010 Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Nie podano dodatkowych publikacji Informacje dodatkowe Brak 5 / 6
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Udział w ćwiczeniach laboratoryjnych Wykonanie projektu Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie do zajęć Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 28 godz 10 godz 10 godz 22 godz 20 godz 118 godz 4 ECTS 6 / 6