Detail předmětu

Elektronické součástky pro SEE

FEKT-BPC-ESOSAk. rok: 2018/2019

Základní vlastnosti pasivních současek. Přechod PN. Polovodičová dioda. Bipolární tranzistor. Unipolární tranzistory. Zesilovače ve třídě A a AB. Tranzistorové spínače. Vícevrstvé spínací prvky, tyristor, triak. Tranzistorové spínače IGBT, JFET, HEMT. Digitální obvody. Senzory. Datové přenosy. Radiové komunikační systémy.

Výsledky učení předmětu

Na základě ověření znalosti studenta ve cvičeních odborného základu, v laboratorní výuce a při písemné zkoušce je student po absolvování předmětu schopen :

Definovat parazitní vlastnosti rezistorů a vysvětlit vliv použitých materiálů a konstukce rezistorů na vznik nebo potlačení jejich parazitních vlastností.
Definovat parazitní vlastnosti kapacitorů a vysvětlit vliv použitých materiálů a konstrukčního uspořádání kapacitorů na vznik nebo potlačení jejich parazitních vlastností.
Definovat parazitní vlastnosti induktorů a vysvětlit vliv použitých materiálů a konstrukčního uspořádání induktorů na vznik nebo potlačení jejich parazitních vlastností.
Popsat mechanismy, které působí na přechodu PN v rovnovážném stavu a při polarizaci přechodu PN v propustném směru a v závěrném směru.
Definovat bariérovou a difúzní kapacitu přechodu PN.
Vysvětlit činnost přechodu PN v zapojení usměrňovače, stabilizátoru napětí, kapacitní diody, fotodiody a luminiscenční diody.
Popsat strukturu bipolárního traznistoru a vysvětlit její činnost.
Navrhnout a analyzovat zesilovač ve třídě A a spínač s bipolárním tranzistorem.
Vysvětlit princip a použití lineárních a nelineárních modelů bipolárního tranzistoru.
Popsat struktury unipolárních tranzistorů JFET a IGFET a vysvětlit jejich činnost.
Navrhnout a analyzovat zesilovač ve třídě A a spínač s unipolárními tranzistory JFET a IGFET.
Vysvětlit princip zpětnovazební regulace.
Popsat výkonový zesilovač ve třídě AB.
Popsat zapojení operačního zesilovače a vysvětlit jeho činnost.
Popsat strukturu tyristoru a na náhradním schematu vysvětlit její činnost.
Popsat strukturu triaku.
Definovat princip fázového řízení spínacích prvků.
Nakreslit a vysvětlit příklady typického zapojení obvodů s tyristorem a s triakem.
Popsat tranzistorové spínací struktury IGBT, JFET, HEMT.
Vysvětlit princip tranzistorového měniče.
Definovat zásady pro návrh a analýzu digitálních obvodů.
Vysvětlit princip činnosti obvodů CMOS.
Vysvětlit funkci klopných obvodů.
Popsat způsoby řízení pamětí.
Nakreslit a popsat zapojení usměrňovačů pro různé oblasti použití.
Nakreslit a popsat příklady zapojení stabilizátorů.
Popsat a vysvětlit mechanismy fotoluminiscence a elektroluminiscence.
Vysvětli princip řízení LED ve světelné technice.
Popsat příklady použití senzorů pro měření teploty, tlaku, vlhkosti a průtoku.
Vysvětlit způsob datového přenosu po silnoproudých rozvodech.
Popsat příklady použití radiových komunikačních systémů.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia. Práce v laboratoři je podmíněna platnou kvalifikací „pracovníka poučeného“ dle Vyhl. 50/1978 Sb., kterou musí studenti získat před zahájením výuky. Informace k této kvalifikaci jsou uvedeny ve Směrnici děkana Seznámení studentů s bezpečnostními předpisy.

Doporučená nebo povinná literatura

Singh J. : Semiconductor Devices ,McGraw-Hill
Boylestad R., Nashelsky L. :Electronic devices and Circuit Theory ,Prentice Hall
MUSIL V., BRZOBOHATÝ J., BOUŠEK J, PRCHALOVÁ I.: " Elektronické součástky", PC dir, BRNO, 1999
Boušek J., Kosina P., Mojrova B.: Elektronické součástky, FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum
Boušek J., Kosina P., Mojrova B.: Elektronické součástky sbírka příkladů, FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum
Boušek J., Kosina P.: Elektronické součástky BESO, laboratorní cvičení, FEKT VUT V BRNĚ, elektronické skriptum

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování zahrnují vzájemně provázané přednášky, numerická cvičení a laboratoře. Předmět využívá e-learning (Moodle).

Způsob a kritéria hodnocení

Numerická cvčení, TEST 1 - 15 bodů; minimum 8 bodů.
Numerická cvčení, TEST 2 - 15 bodů; bodový limit není stanoven
Laboratorní cvičení - 20 bodů; minimum 12 bodů.
Závěrečná zkouška - 50 bodů; minimum 25 bodů.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Pasivní součástky R L C, druhy, základní vlastnosti, konstrukce, parazitní parametry.
2. Základní typy a vlastnosti polovodičů, přechod PN, přechod, kov-polovodič, dioda.
3. Historický přehled vývoje mikroelektroniky a integrovaných obvodů, Moorovy zákony, metody návrhu, trendy.
4. Bipolární tranzistor, struktura, princip, činnosti, náhradní modely.
5. Unipolární tranzistor (MOSFET, JFET), struktura, princip, činnosti, náhradní modely.
6. Tranzistorové zesilovače, třídy zesilovačů, nastavení pracovních bodů, charakteristiky.
7. Polovodičové spínací součástky. Vícevrstvé spínací struktury. Tyristor. Triak. Fázové řízení.
8. Polovodičové spínací součástky. Tranzistorové spínací struktury IGBT, JFET, HEMT. Řídící obvody.
9. Digitální obvody. Obvody CMOS, klopné obvody, řízení pamětí.
10. U směrňovače. Stabilizované napájecí zdroje. Řízení LED.
11. Senzory, měření fyzikálních veličin (teplota, tlak, vlhkost, rychlost proudění).
12. Základní typy modulací, modulátory, demodulátory, základní pojmy z komunikací, základní typy datových přenosů (bezdrátové, vedení, optické), přenosy dat po silnoproudých rozvodech.
13. Rádiové komunikační systémy, vysílání rozhlasu a televize, mobilní komunikace, datové rádiové sítě.

Cíl

Seznámit studenty s vlastnostmi elektrických a elektronických součástek a jejich použitím.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Laboratorní cvičení. Numerická cvičení.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SEE bakalářský, 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1. ročník, letní semestr, 5 kreditů, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

14 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení odb. zák.

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Laboratorní cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

eLearning