SOUČÁSTKY ELEKTROTECHNIKY SOUELE
Rozsah: 1. semestr 24P, 2. semestr 36P 0NC 12LC	Semestr:
Garant: Prof. Ing. Čestmír Vlček, CSc.	Počet kreditů:
	Povinný předmět
Cílem předmětu je vytvořit základní fyzikální představy o materiálech, využívaných v elektrotechnice pro realizaci součástek, principech a funkci diskrétních pasivních a aktivních elektronických součástek, integrovaných analogových a číslicových obvodů, optoelektronických součástek, optických vláken a prvků vláknové a integrované optiky. V návaznosti seznámit s popisem součástek soustavami charakteristik, parametrů a jejich použitím v elektronických obvodech a obzvláště pak v číslicových obvodech a připravit tak studenty pro další studium ve zvoleném oboru.
Přehled látky - vybrané části: Základní elektrotechnické materiály. Pasivní součástky. Diskrétní polovodičové součástky. Technologie výroby polovodičových součástek Digitální integrované obvody. Analogové integrované obvody. Převodníky A/D a D/A. Fyzikální jevy v součástkách optoelektroniky. Zdroje a detektory optického záření. Optická vlákna. Optoelektronické funkční bloky.
Předmět poskytne posluchači ucelený přehled o elektronických součástkách a jejich základních aplikacích ve vojenské technice a vytvoří vhodné předpoklady pro předměty elektrotechnických specializací.
Přehled látky ke zkoušce z předmětu SOUČÁSTKY ELEKTROTECHNIKY (MSP – 2. ročník) Uvedený přehled látky obsahuje základní problémy předmětu. Je ve formě otázek tak, aby bylo zřejmé na co se v daném dílčím problému zaměřit. Pro písemnou část zkoušky je třeba se zaměřit na následující otázky: · Znát průběhy charakteristik a významných závislostí součástek, např. VA charakteristiky, závislost kapacity kapacitní diody na napětí apod. · Prostudovat studijní práce, zadané v průběhu obou semestrů. Na základě toho dokázat vyřešit některé příklady následujícího typu: Ø Ke zdroji napětí U0 je připojen do série zadaný prvek (např. polovodičová dioda) a rezistor. Polovodičovou diodou má při napětí na ní Ud protékat proud Id. Je třeba vypočítat odpovídající hodnotu odporu rezistoru. Ø Navrhnout parametrický stabilizátor napětí se stabilizační diodou a zatěžovacím rezistorem (schéma, výpočet sériového rezistoru). Ø Řešení pracovního bodu tranzistorového zesilovače když je zadán zatěžovací odpor RL, napájecí napětí U0 a proud báze IB. Určení h-parametrů. Umět využít logických obvodů pro realizaci určitých funkcí např. realizace děliče kmitočtu pomocí čítače binárního i dekadického. 1. Uveďte základní parametry lineárních rezistorù, popište jejich uspořádání a používané druhy. 2. Uveďte základní parametry nelineárních rezistorù, popište jejich uspořádání a uveďte jednotlivé druhy. 3. Definujte základní parametry kondenzátorů a proveďte rozdělení kondenzátorů užívaných v elektronice. Vysvětlete uspořádání konstrukce jednotlivých druhů. 4. Popište uspořádání a vlastnosti kondenzátorů svitkových, keramických a elektrolytických. 5. Uveďte možný způsob klasifikace cívek, jejich základní uspořádání, vlastnosti a použití. 6. Vysvětlete funkci piezoelektrických součástek, uveďte jejich základní parametry, druhy a použití. 7. Vysvětlete princip činnosti napájecích článků primárních (baterií) a sekundárních (akumulátorů), popište nejpoužívanější typy a uveďte jejich základní parametry. 8. Vysvětlete fyzikální podstatu vlastní a nevlastní vodivosti polovodičů a vznik driftového a difúzního proudu. 9. Vysvětlete fyzikální podstatu polovodiče vlastního a nevlastního P a N. 10. Vysvětlete fyzikální princip usměrňovacího jevu v přechodu PN. 11. Vysvětlete vlastnosti reálného přechodu PN a uveďte jejich využití při konstrukci diod. 12. Vysvětlete spínací vlastnosti přechodu PN a jejich vliv na vlastnosti detekčních a spínacích diod. 13. Popište princip činnosti usměrňovacích diod, uveďte základní třídění, parametry a použití. 14. Popište základní vlastnosti stabilizačních diod a uveďte jejich použití. 15. Vysvětlete fyzikální podstatu funkce kapacitní diody a popište její vlastnosti. 16. Vysvětlete vznik tranzistorového jevu v tranzistoru PNP. 17. Naznačte možné způsoby zapojení bipolárního tranzistoru, uveďte jeho napájení pro aktivní režim a porovnejte jednotlivá zapojení z hlediska zesílení napětí a proudu. 18. Popište tranzistor v zapojení se společným emitorem soustavou stejnosměrných charakteristik. 19. Popište vlastnosti tranzistoru při malém signálu soustavou h-parametrů. Nakreslete náhradní zapojení. 20. Popište vlastnosti tranzistoru při malém signálu soustavou y-parametrů. Uveďte náhradní zapojení. 21. Popište frekvenční závislost proudových zesilovacích činitelů bipolárního tranzistoru a definujte mezní kmitočty tranzistoru. 22. Vysvětlete spínací vlastnosti tranzistoru v zapojení SE. 23. Vysvětlete funkci tranzistoru řízeného elektrickým polem. Uveďte jeho hlavní druhy. 24. Vysvětlete princip činnosti unipolárních tranzistorů MOSFET. Uveďte jejich druhy, charakteristiky a parametry. 25. Vysvětlete princip činnosti tyristoru, uveďte jeho základní charakteristiky a parametry. 26. Uveďte základní technologické principy výroby integrovaných obvodů monolitických a hybridních. 27. Uveďte základní principy SMT, uspořádání desek plošných spojů a způsoby pájení. 28. Popište základní vlastnosti integrovaných obvodů nízkofrekvenčních zesilovačů napěťových a výkonových, uveďte jejich nejdůležitější parametry. 29. Vysvětlete základní principy činnosti a uspořádání integrovaných obvodů stabilizátorů a regulátorů. Uveďte jejich použití. 30. Popište základní vlastnosti operačních zesilovačů, uveďte jejich typické parametry a použití. 31. Vysvětlete činnost a uspořádání číslicových integrovaných obvodů kombinačních a sekvenčních. Uveďte příklady jejich použití. 32. Popište základní vlastnosti logického členu NAND, realizovaného technikou TTL a jeho aplikace. 33. Popište základní druhy integrovaných obvodů kombinačních multiplexerů, demultiplexerů a dekodérů. 34. Vysvětlete funkci klopných obvodů RS, RST, JK a D. 35. Vysvětlete činnost a použití číslicových integrovaných obvodů registrů. 36. Vysvětlete funkci integrovaných obvodů čítačů a uveďte jejich použití. 37. Uveďte možné třídění polovodičových pamětí. Vysvětlete funkci, parametry a použití pamětí. 38. Vysvětlete podstatu funkce pamětí s pevným obsahem (ROM), proveďte jejich rozdělení z hlediska využití a obsluhy. 39. Vysvětlete podstatu polovodičových pamětí s proměnným obsahem (RAM), proveďte jejich rozdělení podle způsobu realizace paměťové buňky. 40. Uveďte uspořádání minimálního systému mikropočítače, vysvětlete funkci jednotlivých pomocných obvodů mikroprocesoru. 41. Uveďte základní uspořádání převodníku D/A a A/D. Vysvětlete princip převodu, uveďte základní parametry převodníků. Druhy převodníků, jejich vlastnosti a použití. 42. Uveďte princip činnosti elektroluminiscenčních diod. Naznačte jejich uspořádání, charakteristiky a parametry. 43. Uveďte princip činnosti laserových diod. Naznačte jejich uspořádání, charakteristiky a parametry. 44. Vysvětlete princip činnosti, parametry a použití základních typů fotodiod. 45. Uveďte používané typy zobrazovacích jednotek, naznačte jejich uspořádání, funkci a použití. 46. Vysvětlete princip činnosti CCD struktury a uveďte možnosti využití. 47. Uveďte jaké jsou způsoby modulace optického signálu a vysvětlete funkci modulátoru elektrooptického, magnetooptického a akustooptického. 48. Vysvětlete princip činnosti, uveďte druhy optických vláken a jejich základní parametry. 49. Uveďte nejdůležitější optovláknové komponenty, jejich parametry a použití v optických komunikacích a senzorech. 50. Uveďte princip činnosti optovláknového zesilovače. 51. Vysvětlete pojmy mikrosenzor, mikroaktuátor, MEMS, MOEMS. 52. Vysvětlete funkci komponentů MEMS (akcelerometru, gyroskopu, tlakoměru).