souele_2

SOUČÁSTKY ELEKTROTECHNIKY

SOUELE

Rozsah1. semestr 24P, 2. semestr 36P 0NC 12LC

Semestr:

GarantProf. Ing. Čestmír VlčekCSc.

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, vlastnostipoužití.

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 typyuveďte 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 režimporovnejte 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, charakteristikyparametry.

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 napěťovýchvýkonových, 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, demultiplexerůdekodérů.

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).