Электроника. Микроэлектроника. Полупроводниковая электроника. Оптоэлектроника. Фотоэлектроника. Рентгенотехника. Ускорители частиц. Вакуумная электроника

Издание содержит методические указания для выполнения лабораторного практикума, состоящего из трех комплексных лабораторных работ, в которых решаются 11 различных задач, разделенных по трем темам. Приведенные материалы соответствуют программам дисциплин «Эксплуатация, диагностика и ремонт РЭС» и «Электропреобразовательные устройства РЭС». Рассмотрены основные методы расчета выпрямителей, стабилизаторов, трансформаторов, импульсных и вторичных источников питания. Практическая часть посвящена проектированию и исследованию разрабатываемых схем в САПР Multisim (программный продукт подразделения Electronics Workbench Group компании National Instruments).

Рассмотрены основные этапы изготовления печатных плат, материалы, оборудование, физико-химические закономерности процессов. Приведены необходимые справочные данные, примеры расчетов параметров при сборке и монтаже функциональных узлов, показатели для оценки технологичности конструкций электронных блоков.

Рассмотрены вопросы становления и развития электроники как области науки и техники, востребованной во всех сферах хозяйственной деятельности. Представлены описания основных элементов электронных схем, функциональных цифровых и аналоговых устройств электронной техники, источников питания.

В пособии рассматриваются основные принципы построения элементов цифровых устройств информационной электроники. Предназначено для студентов направлений 13.04.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения, а также может быть рекомендовано для студентов других направлений подготовки.

Приведены основные сведения о параметрических, компенсационных и импульсных источниках питания постоянного тока для микроэлектронных устройств. Рассмотрены принципиальные схемы источников питания в целом, а также их структурных составляющих: силовых трансформаторов, выпрямителей, сглаживающих фильтров и стабилизаторов напряжения. Изложена методика выбора всех микроэлектронных элементов источников питания с рассмотрением конкретных числовых примеров. Дано руководство по работе в программном пакете Tina TI (разработчик – Texas Instruments) для моделирования работы источников питания. Представлены результаты исследовательской работы по технико-экономическому обоснованию вариантов схем источников питания. В тексте даны QR-коды и ссылки для мгновенного перехода к дополнительным образовательным ресурсам, содержащим описанные в пособии математические модели, обучающие видеоролики и пр.

Настоящее учебно-методическое пособие является девятым продолжением запланированной серии учебно-методических пособий для практических занятий по курсу «Электромагнитная совместимость устройств силовой электроники», предназначенных для магистрантов и бакалавров специальности «Промышленная электроника». Во-первых, оно является учебным пособием, дополняя учебник «Основы силовой электроники», по одному важному новому подклассу старейшего класса выпрямительных устройств, а именно транзисторным трехфазным выпрямителям, управляемым в полном диапазоне регулирования выпрямленного напряжения, с улучшенной электромагнитной совместимостью за счет формирования практически синусоидального входного тока, фактически синфазного с питающим напряжением. Во-вторых, данное руководство используется и как методическое пособие для практических занятий по курсу ЭМС устройств силовой электроники применительно к анализу указанных новых устройств.

Рассмотрены общие положения, основные принципы работы и параметры некоторых электровакуумных и газоразрядных приборов: фотоэлектронных умножителей, электронных ламп, осциллографической электронно-лучевой трубки, приборов тлеющего разряда (стабилитрона и знакового индикатора). Для знакомства с этими приборами, изучения физических основ и принципов их действия предложены экспериментальные работы, сформулированы задания к работам, порядок их выполнения, контрольные вопросы, выносимые на защиту работ, и содержание отчетов.

Рассмотрены основы работы транзисторных ключей на биполярных и полевых транзисторах. Изложены принципы построения логических элементов семейств транзисторно-транзисторной логики, эмиттерно-связанной логики, комплементарных логических элементов и логики на базе биполярных транзисторов с комплементарными ключами. При рассмотрении транзисторных ключей и логических элементов приведены основные характеристики и свойства, а также способы улучшения статических характеристик и быстродействия. По каждому разделу помимо теоретического материала предложен ряд контрольных вопросов, а также практические задания для закрепления полученных знаний. В конце пособия рассмотрен пример разработки схемы цифровой электроники на базе логического элемента семейства ТТЛ, который служит примером выполнения расчетов по курсовому проекту в рамках курса «Микроэлектроника».

Учебно-методическое пособие предназначено для проведения аудиторных практических занятий и самостоятельной работы по дисциплине «Физические основы электроники» для студентов II курса по направлениям 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств» и 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».

В пособии представлены схемы и описание принципа действия основных узлов цифроаналоговой и аналоговой электронной техники, необходимых для соединения объекта управления с электронной управляющей системой. Основное внимание уделено аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователям, поскольку современные управляющие системы преимущественно реализованы на цифровой технике. Рассмотрены вопросы выбора частоты преобразования, разрядности, запоминания аналоговых сигналов на устройствах выборки-хранения, преобразования непрерывных сигналов в дискретные с использованием компараторов и триггеров Шмитта. Анализируется целесообразность коммутации АЦП, соединения нескольких ЦАП для повышения разрядности, рассмотрены задачи обеспечения гальванической развязки.

Пособие является второй частью курса «Силовая электроника». Рассмотрены принципы построения и расчета силовых преобразователей электрической энергии. Предназначено для студентов направлений 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», 15.03.04 «Автоматизация технологических процессов и производств» всех форм обучения, а также может быть рекомендовано для студентов других технических направлений подготовки.

Рассмотрены вопросы методологии и технологии создания тонких пленок (ТП) неорганических материалов осаждением из газовой фазы для использования в технологиях микро- и наноэлектроники. Пособие создано на основе исследовательской и публикационной активности автора в течение 40 лет; развиты и обобщены результаты исследований, начатых в 1970-х годах в Институте физики полупроводников Академии наук СССР и исследовательских отделах предприятий электронной промышленности г. Новосибирска. Рассмотрена совокупность вопросов, связанных с методологией и технологией получения высококачественных ТП для изделий микроэлектроники, показана возрастающая роль ТП технологий в технологических маршрутах изготовления изделий, рассмотрены тенденции развития, типы и характеристики оборудования для процессов производства ИМС, технологические процессы получения различных ТП материалов на основе кремния, свойства ТП материалов. Учебное пособие разработано в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Семинары по специальности», образовательная программа: 11.04.04. «Электроника и наноэлектроника», магистерская программа «Микро- и наноэлектроника».

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов, магистрантов и аспирантов, специализирующихся в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов и наноэлектроники. Оно также может быть рекомендовано студентам, инженерам и научным работникам, желающим самостоятельно изучать физику низкоразмерных систем или расширить и систематизировать свои знания в области физических основ наноэлектроники. Пособие состоит из двенадцати разделов, каждый из которых включает краткое теоретическое введение, примеры решения задач, задачи для решения на практических занятиях и самостоятельной работы.

В учебном пособии рассмотрена совокупность вопросов, связанных с организацией современной микроэлектронной отрасли и производства интегральных микросхем (ИМС). Основной стремительного роста микроэлектронной индустрии является открытый конкурентный заинтересованный рынок, который развивается за счет возникновения и формирования новых потребностей у потребителей, инвестиций в исследования материалов и технологий, развития новых технологий, производств, аппаратуры. Имеют место глобализация микроэлектронной индустрии и объединение усилий в рамках альянсов и ассоциаций для решения общих задач. Дается общее представление об устройстве типичного полупроводникового предприятия по производству чипов ИМС. Рассмотрены тенденции проектирования современного оборудования для производства ИМС. Имеет место постепенный перенос к изготовителям оборудования работ по разработке и интеграции отдельных технологических процессов, а также сервисного обслуживания потребителей. Кратко охарактеризована основная деятельность инженера на предприятии по производству ИМС. Главной задачей инженеров в производстве является повышение качества выпускаемой продукции.

Рассматриваются пассивные электронные элементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, самовосстанавливающиеся предохранители. Особое внимание уделено маркировке выпускаемых элементов и их основным, дополнительным и паразитным параметрам. Практическая часть пособия позволяет опытным путем изучить параметры пассивных элементов.

Настоящее учебно-методическое пособие охватывает полный цикл практических работ, выполняемых студентами IV курса по «Основам силовой электроники». В пособии содержится описание аппаратного комплекса, включающего разного рода типы преобразователей и нагрузок. Студенты выполнят работы по мостовому инвертору тока, однофазному и трехфазному инвертору напряжения. Приводятся порядок выполнения экспериментов и необходимые формулы для обработки результатов. Кроме того студенты ознакомятся теоретически с матричными преобразователями частоты.

Данное учебно-методическое пособие по расчетно-графическому заданию является новой версией пособия, взамен ранее изданных нами, по дисциплине «Основы силовой электроники» и охватывает все основные этапы электротехнического проектирования электронного конвертора электрической энергии на примере проектирования тиристорного выпрямителя, включая формализованную методику выбора силовой схемы (этап структурного синтеза), расчет параметров элементов схемы (этап параметрического синтеза), расчет основных характеристик выпрямителя, определение структуры системы управления, оценку удельных технико-экономических показателей выпрямителя. Приведены краткие справочные данные по элементам силовой схемы для их выбора по результатам расчета.

В монографии излагаются основы получения оптических голограмм, методы регистрации голограмм и цифровые алгоритмы восстановления волновых полей из голограмм; рассматриваются вопросы дискретизации голограмм с помощью обобщенных функций; показаны реализация процесса восстановления изображений при расшифровке полученных классическим способом голограмм и методы получения и расшифровки цифровых голограмм с помощью методов пошагового фазового сдвига. Компьютер при этом используется не только для обработки, но и для управления процессом получения голографических картин.

Настоящее учебно-методическое пособие является продолжением учебно-методического пособия «Информационные технологии. Базовые информационные технологии». Его целью является знакомство студентов с графическими компьютерными пакетами, мультимедийными технологиями, а также средой моделирования электрических схем. Рассматривается методическое обеспечение для выполнения второго цикла лабораторного практикума, а также применение специальных технологий для подготовки научного доклада по заданной теме. В учебно-методическом пособии даются пошаговые инструкции к выполнению всех работ с опорой на специализированные учебные пособия.

Настоящее учебно-методическое пособие является продолжением учебно-методических пособий «Информационные технологии. Базовые информационные технологии» и «Информационные технологии. Специальные информационные технологии». Его целью является знакомство студентов с основами программирования на языке C++. В пособии даны сведения, необходимые для изучения языка программирования C++ путем выполнения третьего цикла лабораторного практикума, а также содержатся материалы, позволяющие закрепить полученные знания путем выполнения курсовой работы по программированию. В учебно-методическом пособии предлагаются пошаговые инструкции к выполнению всех работ с опорой на специализированные учебные пособия.

Пособие посвящено изучению базовых информационных технологий, включающих в себя офисные приложения, разработку и создание веб-приложений, а также проведение математических вычислений в специализированной среде MathCAD. Рассматривается роль информации в современном информационном обществе и роль человека по отношению к информации. Даны необходимые сведения для выполнения практикума первого цикла, а также для создания веб-сайтов в рамках выполнения расчетно- графической работы. Кроме того, рекомендованы пошаговые инструкции к выполнению всех работ с опорой на специализированные учебные пособия.

В пособии содержатся наиболее важные вопросы динамики заряженных частиц и интенсивных пучков в стационарных электрическом и магнитном полях. Представлен необходимый математический аппарат, приведены основные уравнения электромагнитного поля, рассмотрены некоторые аналитические и численные методы расчёта потенциалов и полей. Рассмотрено движение заряженных частиц в однородных и слабо неоднородных электрическом и магнитном полях, в полях с аксиальной симметрией. В параксиальном приближении получены линеаризованные уравнения движения заряженных частиц, рассмотрена линейная динамика частиц в аксиально-симметричных электростатических и магнитных линзах, в квадрупольных линзах, в поворотных магнитах. Даны определения фазового объёма и эмиттанса пучка, акцептанса канала, сказано о проблемах построения огибающих потока и согласования потока с периодическим каналом. Описаны основные эффекты, возникающие из-за влияния пространственного заряда, в том числе образование виртуальных катодов. Рассмотрено начальное формирование электронных потоков, описаны источники пучков заряженных частиц с плазменным эмиттером.

Настоящее учебное пособие является продолжением издания «Английский язык. Аннотирование и реферирование. Часть 1: методические указания для магистрантов технических специальностей». Цель пособия – развитие навыков аннотирования и реферирования на английском языке. Учебное пособие включает раздел «Теоретические основы аннотирования и реферирования», разделы, содержащие тексты по направлениям: «Информатика и вычислительная техника», «Управление в технических системах», «Авиастроение», «Техническая физика» и «Оптотехника», упражнения, направленные на овладение вторичными жанрами реферата и критического обзора, приложения, словарь-минимум. В зависимости от целей, поставленных преподавателем, данное пособие может быть использовано для аудиторной и самостоятельной работы обучающихся.

Цель пособия – развитие навыков работы с текстом по специальности на английском языке. Учебное пособие включает разделы, содержащие тексты по направлениям: «Электроника», «Информационные технологии», обширный лексико-грамматический материал, упражнения, направленные на развитие навыков и умений работы с профессионально ориентированными текстами. В зависимости от целей, поставленных преподавателем, данное пособие может быть использовано для контактной и самостоятельной работы обучающихся.

Целью пособия является формирование у студентов коммуникативной компетенции в области своей специальности, которая реализуется в различных видах речевой деятельности, как устной, так и письменной. Учебное пособие включает 4 раздела. Три из них направлены на развитие навыков устной и письменной речи, чтения: «Electronics» («Электроника»), «Microelectronics and Nanoelectronics» («Микроэлектроника и наноэлектроника»), «Multichannel Communication» («Многоканальные средства связи»). Четвёртый раздел содержит теоретические и практические материалы по теме «Non-Finite Forms of the Verb» («Неличные формы глагола»).

Хрестоматия представляет собой набор фрагментов текстов, которые, как уверены составители пособия, помогут начинающим специалистам в полной мере понять и осознать предмет изучаемой области. Выбранные фрагменты наглядно демонстрируют мировые тенденции и требования промышленности к техническим специалистам широкого профиля.

Учебное пособие содержит теоретический материал о работе цифровых устройств: триггеров, счетчиков, регистров, сумматоров. Описаны принципы их работы, возможности одиночной работы и при каскадном соединении.

Рассмотрены классификации медицинской техники, основные узлы сопряжения медицинской техники с биообъектом, рабочие узлы, функциональные устройства на операционных усилителях для медицинских изделий.

Книга, представляющая собой заметки о инженерной и педагогической работе Льва Николаевича Патрикеева — профессора кафедры микро- и наноэлектроники Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», талантливого инженера, чуткого гуманитария и гибкого педагога, повествует о дружбе, сотрудничестве и взаимной помощи в научном мире.

Методические указания содержат теоретические сведения о методах атомно-силовой микроскопии, принципах формирования изображений поверхности в результате АСМ-диагностики, описание хода выполнения лабораторных работ, варианты индивидуальных заданий и формы представления отчетов по лабораторным работам.

Пособие посвящено проектированию системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера. Система содержит оптический однофотонный передатчик на станции Алиса и оптический однофотонный приёмник на станции Боб. Оптические передатчик и приёмник соединены волоконно-оптической линией связи на основе одномодового оптического волокна Corning®SMF-28e®ULL. В проектируемой системе для формирования и приёма квантового импульса используется ослабленный лазерный импульс. Учебное пособие готовит студента к разработке нормативной, технической и отчётной документации, представлять результаты профессиональной деятельности с использованием стандартов, норм и правил. Проектирование системы квантового распределения ключа по протоколу B92 с интерферометрами Маха - Цендера требует от студента анализа и учёта текущего состояния и тенденций развития технических средств защиты информации, сетей и систем передачи информации при решении задач профессиональной деятельности.

Учебное пособие содержит теоретические основы и рекомендации по выполнению лабораторных работ по изучению принципа действия, параметров и характеристик элементов полупроводниковой электроники, а также их практического применения.

Пособие содержит теоретические сведения о принципах работы однофотонных приёмников на основе лавинных фотодиодов, а также материалы лабораторно-практических занятий по разделу «Квантовые коммутации» дисциплины «Квантовая связь и криптография». Рассмотрены принципы работы, конструкции и основные параметры однофотонного детектора ID 201 фирмы idQuantique (Швейцария). Приведено описание принципа работы системы квантового распределения ключа на основе фазового кодирования состояний фотонов.

В учебном пособии приведены концептуальные модели упорядоченного движения электронов коллинеарного вектору напряженности электрического поля в двух-, трех- и многоэлектродных вакуумных приборах, имеющих микро- и наноразмерные пространства пролета. Актуальность формализации электронных явлений и электрических эффектов в них вызвана необходимостью наглядного и корректного проектирования климатически устойчивой и радиационно стойкой РЭА и ЭВА. Отмечаются причины возникновения и отсутствия объемного заряда при взаимодействии электронных и электромагнитных потоков, поясняется возможность мгновенного электростатического управления сигналом. На основе графических и аналитических операторов моделей аналоговых и цифровых систем ЭП методами теории нелинейных электрических цепей составлены целевые функции, используемые в технической электронике и наноэлектронике. Они позволяют прогнозировать условия уменьшения энергопотребления и повышения диапазона рабочих частот электронной компонентной базы, предназначенной для функционирования в экстремальных условиях космоса.

В учебном пособии излагаются основы метода конечных элементов, являющегося одним из эффективных методов численного решения инженерных задач при моделировании устройств и систем в объеме, предусмотренном стандартом для подготовки магистров по направлению 11.04.03 «Конструирование и технология электронных средств». Пособие рекомендовано для студентов, обучающихся по данному направлению, а также для специалистов в области конструирования электронных средств.

Учебное пособие посвящено описанию основ традиционных и современных методов рентгеноструктурного анализа в материаловедении. Приведены задачи по рентгеноструктурному анализу и даны типичные примеры их решения.

Книга «Простая электроника для детей» — идеальный трамплин для прыжка в мир электроники и схемотехники. Первое, чему вы научитесь, — это читать принципиальные электрические схемы и применять беспаечную макетную плату для сборки схем без паяльника. Затем вы получите огромный практический опыт, собрав девять простых проектов из самых доступных электронных компонентов и микросхем. В процессе сборки вы узнаете, как работает каждый компонент, для чего применяется и какие новые интересные эффекты можно получить, комбинируя разные виды компонентов в схемах.

Содержит теоретические материалы, касающиеся принципа работы основных элементов и базовых схем электронной техники, и описание лабораторных работ, выполняемых на персональном компьютере с помощью программы «Micro-Cap».

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах процессов ослабления, поглощения и рассеяния рентгеновского излучения при взаимодействии с исследуемым веществом, примеры решения задач по расчету показателей ослабления и подбору селективно-поглощающих фильтров, задачи для самостоятельной работы.

В учебном пособии предложены задания для проведения экспериментальных исследований по электротехнике и электронике на лабораторных занятиях. Предназначено для студентов и преподавателей вузов, учителей физики.

В учебно-методическом пособии представлены лекции по электронике, рассмотрены основы цифровой электроники.

В книге в доступной форме излагаются основные принципы работы современных информационных систем и сущность информационно-коммуникационных технологий. Рассматриваются основы аналоговой и цифровой электроники, принципы радио- и телевизионной связи, элементы теории информации и ее кодирования, теория алгоритмов. Описываются различные физические эксперименты с персональным компьютером, методы программирования на языке QBasic и некоторые другие вопросы, касающиеся сбора, хранения, обработки и передачи информации. Анализируются программы, написанные в средах Borland Pascal 7.0 и MS--DOS QBasic 1.0.

В учебном пособии излагаются вопросы по элементной базе современных полупроводниковых приборов, наиболее часто используемых при построении электронных устройств. Рассматриваются вопросы технической реализации преобразователей электрической энергии в электрическую и методы регулирования нагрузкой переменного и постоянного тока. Рассматриваются так же усилительные и импульсные устройства, излагается материал по основам цифровой и микропроцессорной технике.

Учебник составлен в соответствии с учебной программой по дисциплине «Электроника» по направлениям подготовки 11.03.02 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника». В учебнике рассматривается элементная база аналоговых и цифровых устройств электросвязи, осуществляющих усиление, фильтрацию, генерацию и обработку сигналов, особенности микроминиатюризации таких устройств на базе применения интегральных микросхем. Приведены основные технические показатели и характеристики электронных приборов.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре физики полупроводников и микроэлектроники Воронежского государственного университета.

В настоящем пособии рассматривается разработка и реализация простейших цифровых устройства на базе ПЛИС Altera в среде Quartus c использованием языка Verilog.

В издании освещаются состояние, тенденции и перспективы развития микросистемной техники — новой области науки и техники, связанной с разработкой и созданием в микрообъёмах твёрдого тела или на его поверхности миниатюрных чувствительных, исполнительных и энергообеспечивающих систем. Рассматриваются вопросы разработки микро-, электро-, микрооптомеханических и микробиологических систем на основе микро- и нанотехнологий.

Рассмотрены в хронологическом порядке основные этапы развития инфокоммуникаций. Приведена необходимая справочная информация об открытиях, изобретениях и разработках, ставших вехами в развитии отрасли инфокоммуникаций.

В данной работе изложен теоретический материал, соответствующий курсу «Схемотехника аналоговых электронных устройств». Соответствует программе курса «Схемотехника аналоговых электронных устройств» для студентов всех форм обучения по направлению «Радиотехника».

В данном учебном пособии излагаются основы схемотехники электронных средств, основные законы алгебры логики, основы построения комбинационных цифровых устройств в объеме, предусмотренном Госстандартом для подготовки бакалавров по направлению 11.03.03 «Конструирование и технология электронных средств».