"Моделирование полупроводниковых приборов и уст�
Воскресенье, 04.12.2016, 00:48 | Приветствую Вас Гость

Мой сайт

Главная » 2014 » Май » 15 » "Моделирование полупроводниковых приборов и уст�
09:47
 

"Моделирование полупроводниковых приборов и уст�

Федеральное агентство по образованию

Саратовский государственный университет

Имени Н.Г.Чернышевского

Кафедра общей физики

Рабочая программа

по дисциплине

«Моделирование полупроводниковых приборов и устройств на их основе»

(наименование дисциплины)

для специальности

010400 «Физика»

(код и наименование специальности, направления

специализация

010440 «Физические методы

и средства защиты информации»

010431 «Компьютерные методы физики»

реализуемой на факультете

физическом

Саратов, 2006

1. Организационно-методическое сопровождение

Рабочая программа специального курса "Моделирование полупроводниковых приборов и устройств на их основе" составлена в соответствии с учебным планом подготовки студентов по специализации 010440 "Физические методы и средства защиты информации", утвержденной УМО "Физика", в рамках специальности 010400 "Физика".

Целью учебной дисциплины является знакомство студентов с современными системами автоматического проектирования полупроводниковых радиотехнических схем СВЧ диапазона. Рассматриваются математические методы расчета линейных и нелинейных схем, используемые в САПР Microwave Office 2002. Изучаются правила выполнения основных процедур: формирование и настройка схем, организация измерений, построение графиков и вывод информации. Выполняется моделирование типовых СВЧ элементов и схем: пассивных двухполюсников, полевых транзисторов, генераторов, микрополосковых линий, электродинамических структур.

Использование современной вычислительной техники при теоретическом моделировании физических явлений и процессов дает возможность получения числовых результатов в реальном масштабе времени, их графическом оформлении, представлении результатов в динамике.

Программа составлена на основе материалов периодической печати, монографий, описаний компьютерных программ и методических разработок, выполненных на кафедре общей физики. Программа обсуждена на методическом семинаре кафедры.

В процессе изучения курса студенты должны приобрести навыки практической работы с САПР, умение ориентироваться при выборе тех или иных моделей приборов и устройств в конкретных условиях применения. Развитие практикума ведется при активном участии студентов, которые имеют возможность выполнять курсовые и дипломные работы по тематике развития учебной лаборатории.

Важное значение имеет самостоятельная работа студентов с рекомендованной литературой, изучением материалов по первоисточникам, разработкой проблем, поиском источников по системе Internet.

Контроль знаний, полученных студентами во время изучения данной дисциплины, осуществляется во время итоговых семинарских занятий по разделам спецкурса, собеседований при подготовке к практическим занятиям и проведении отчетов по лабораторным работам.

Для освоения курса необходимо знание общих дисциплин физического и математического циклов по специальности "Физика" и специальных дисциплин: «Математическое моделирование», "Физические основы микроэлектроники", "Основы передачи и приема радиосигналов", "Основы цифровой схемотехники".

2. Тематический план учебной дисциплины

№ п/п Наименование раздела, подраздела, темы лекции Бюджет учебного времени Форма текущего и итогового контроля Всего В том числе: лекции лабораторные и практические семинарские занятия самостоятельная работа Очная полная программа 1 Введение. 2 2 0 0 0 2 Математические методы расчета радиотехнических схем. 12 5 6 0 1 2.1 Методы расчета линейных схем. 2 1 1 2.2 Метод гормонического баланса. 3 1 2 2.3 Метод рядов Вольтерра. 2 1 1 2.4 Электродинамические расчеты. 5 2 2 1 3 Математическое моделирование элементов СВЧ-техники. 43 11 30 0 2 3.1 Автоматизированная система разработки СВЧ-устройств Microwave Office 2002. 2,5 0,5 2 3.2 Измерительные элементы Microwave Office. 2,5 0,5 2 3.3 Источники питания и их модели. 0,25 0,25 3.4 Порты и их модели. 0,25 0,25 Моделирование резисторов в СВЧ-диапазоне. 2,5 0,5 2 3.6 Моделирование конденсаторов в СВЧ-диапазоне. 2,5 0,5 2 3.7 Моделирование индуктивностей в СВЧ-диапазоне. 2 2 3.8 Моделирование биполярных транзисторов 4 1 2 1 3.9 Моделирование полевых транзисторов. 4 1 2 1 3.10 Разработка и моделирование генераторов СВЧ-диапазона. 6 2 4 3.11 Моделирование полосно- пропускающих фильтров СВЧ- диапазона на основе микрополосковых линий передачи. 6 2 4 3.12 Моделирование направленных ответвителей СВЧ- диапазона на основе микрополосковых линий передачи. 5 1 4 3.13 Исследование резонансных электродинамических структур со слоистым заполнением диэлектриком.







5 1 4 Итого 57 18 36 0 3 Контр. раб. Зачет

3. Содержание учебной дисциплины

"Моделирование полупроводниковых приборов и устройств на их основе"

1

Введение. Современные системы автоматического проектирования полупроводниковых СВЧ элементов и схем.

2

Математические методы расчета радиотехнических схем

2.1.

Методы расчета линейных схем. Детерминированные стационарные линейные системы. Методы Эйлера и Лапласа. Нестационарные линейные системы. Численные методы. Случайные процессы в линейных системах.

2.2.

Метод гармонического баланса. Метод Ван дер Поля. Метод Боголюбова-Крылова.

2.3.

Метод рядов Вольтерра. Ряды Вольтерра в теории интегральных уравнений. Решение нелинейных дифференциальных уравнений с помощью рядов Вольтерра.

2.4.

Электродинамические расчеты. Метод Галеркина.

3.

Математическое моделирование элементов СВЧ техники

3.1.

Автоматизированная система разработки СВЧ-устройств Microwave Office 2002. Обзор основных возможностей и методов MWO2002.

3.2.

Измерительные элементы Microwave Office.

3.3.

Источники питания и их модели.

3.4.

Порты и их модели.

3.5.

Моделирование резисторов в СВЧ-диапазоне.

3.6.

Моделирование конденсаторов в СВЧ-диапазоне.

3.7.

Моделирование индуктивностей в СВЧ-диапазоне.

3.8.

Моделирование биполярных транзисторов.

3.9.

Моделирование полевых транзисторов.

3.10.

Разработка и моделирование генераторов СВЧ диапазона.

3.11.

Моделирование полосно-пропускающих фильтров СВЧ-диапазона на основе микрополосковых линий передачи.

3.12.

Моделирование направленных ответвителей СВЧ-диапазона на основе микрополосковых линий передачи.

3.13.

Исследование резонансных электродинамических структур со слоистым заполнением диэлектриком.

Перечень тем контрольных работ

Расчет усилителя на биполярном транзисторе

Перечень практических работ

ЛР1 Исследование последовательного резонансного контура (Тема 2.1).

ЛР2 Проведение измерений в системе Microwave Office (Тема 2.2).

ЛР3 Аттенюатор на П-образном резистивном мосте (Тема 2.5).

ЛР4 Частотные свойства конденсаторов в СВЧ-диапазоне (Тема 2.6).

ЛР5 Частотные свойства индуктивностей в СВЧ-диапазоне (Тема 2.7).

ЛР6 Статические характеристики биполярных транзисторов (Тема 2.8).

ЛР7 Усилитель на биполярном транзисторе (Тема 2.8).

ЛР8 Статические характеристики полевых транзисторов (Тема 2.9).

ЛР9 Генератор Ван-дер-Поля на полевом транзисторе (Тема 2.10).

ЛР10 Полосно-пропускающий фильтр СВЧ-диапазона на основе микрополосковых линий передачи (Тема 2.11).

ЛР11 Направленный ответвитель СВЧ-диапазона на основе микрополосковых линий передачи (Тема 2.12).

ЛР12 Резонансные электродинамические структуры со слоистым заполнением диэлектриком (Тема 2.13).

Виды самостоятельной работы студентов

1. Работа с конспектами лекций, рекомендованной литературой, поиск новейших достижений по системе Internet.

2. Изучение технических решений устройств СВЧ-диапазона.

3. Оформление отчетов по вычислительному практикуму.

4. Подготовка к практическим занятиям.

4. Перечень литературы

Основная литература

1. Большаков И.А., Гуткин Л.С., Левин Б.Р., Стратонович Р.Л. Математические основы современной электроники. – М.: "Сов. радио", 1968.

2. Пупков К.А., Капалин В.И., Ющенко А.С.. Функциональные ряды в теории нелинейных систем. - М.: "Наука", 1976.

3. Носов Ю.Р., Петросьянц К.О., Шилин В.А.. Математические модели элементов интегральной электроники. – М.: "Сов. радио", 1976.

4. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. – М.: Наука, 1974.

5. Моисеев Н.Н.. Асимптотические методы нелинейной механики. – М.: Наука, 1981.

6. Фельдштейн А.Л., Явич Л.Р., Смирнов А.Я. Справочник по элементам волноводной техники.

7. Microwave Office 2001 User Guide. V4.00, February 2001.

8. Microwave Office 2001 Element Catalog. Volume 1. V4.00, February 2001.

9. Microwave Office 2001 Element Catalog. Volume 2. V4.00, February 2001.

10. Microwave Office 2001 QuickStart Guide. V4.00, February 2001.

11. Microwave Office 2001 Measurement Reference. V4.00, February 2001.

12. Microwave Office 2001 Installation Guide. V4.02, May 2001.

13. MWO/VSS Getting Started Guide V5.5, May 2002.

14. Program Disk Applied Wave Research, Inc. Version 5.0, Version 5.51

Дополнительная литература

1. Демирчян К.С., Бутырин П.А. Моделирование и машинный расчет электрических цепей. – М.: Высшая школа, 1988.

2. Компьютерный класс.

3. Технические описания и инструкции к используемой технике и приборам.

5. Перечень средств обучения

1. Microwave Office 2001 User Guide. V4.00, February 2001

2. MWO/VSS Getting Started Guide V5.5, May 2002

3. Program Disk Applied Wave Research, Inc. Version 5.0, Version 5.51

6. Вопросы к курсу

1. Использование метода гармонического баланса при расчете схем.

2. Решение нелинейных дифференциальных уравнений с помощью рядов Вольтерра.

3. Метод Галеркина.

4. Основные возможности и методы MWO2002.

5. Измерительные элементы Microwave Office.

6. Источники питания и их модели.

7. Порты и их модели.

8. Моделирование резисторов в СВЧ-диапазоне.

9. Моделирование конденсаторов в СВЧ-диапазоне.

10. Моделирование индуктивностей в СВЧ-диапазоне.

11. Моделирование биполярных транзисторов.

12. Моделирование полевых транзисторов.

13. Разработка и моделирование генераторов СВЧ диапазона.

14. Моделирование полосно-пропускающих фильтров СВЧ- диапазона на основе микрополосковых линий передачи.

15. Моделирование направленных ответвителей СВЧ- диапазона на основе микрополосковых линий передачи.

16. Исследование резонансных электродинамических структур со слоистым заполнением диэлектриком.

7. Дополнения и изменения к рабочей программе на _________________учебный год по дисциплине «Моделирование полупроводниковых приборов и устройств на их основе»

В рабочую программу внесены следующие изменения:

Дополнения и изменения к рабочей программе обсуждены на заседании кафедры общей физики СГУ «_____» ____ ____________200 __ г. (протокол № _____)

Заведующий кафедрой ___________________А.А. Игнатьев



Прочитано 2237 раз
Просмотров: 114 | Добавил: hharding | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 3
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа
Поиск
Календарь
«  Май 2014  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031
Архив записей
Друзья сайта
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz