Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Wprowadzenie do elektroniki
Tok studiów:
2019/2020
Kod:
JMNB-1-403-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Mikro- i nanotechnologie w biofizyce
Semestr:
4
Profil:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Prowadzący moduł:
prof. dr hab. inż. Dąbrowski Władysław (w.dabrowski@ftj.agh.edu.pl)
Treści programowe zapewniające uzyskanie efektów uczenia się dla modułu zajęć

Moduł obejmuje zagadnienie związane z podstawowymi metodami analizy obwodów elektronicznych, elektronicznymi przyrządami półprzewodnikowymi oraz ich zastosowaniami w obwodach elektronicznych.

Opis efektów uczenia się dla modułu zajęć
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Powiązania z KEU Sposób weryfikacji i oceny efektów uczenia się osiągniętych przez studenta w ramach poszczególnych form zajęć i dla całego modułu zajęć
Wiedza: zna i rozumie
M_W001 Student posiada wiedzę o sposobach opisu sygnałów elektrycznych stosowanych w elektronice. Student zna podstawowe metody analizy obwodów elektrycznych prądu stałego i prądu zmiennego. MNB1A_W06, MNB1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Student posiada wiedzę na temat struktury pasmowej i mechanizmów transportu nośników w półprzewodnikach. Student zna budowę i zasadę działania diod i tranzystorów i rozumie charakterystyki prądowo-napięciowe. Student zna koncepcję małosygnałowego schematu zastępczego. MNB1A_W06, MNB1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W003 Student posiada wiedzę na temat jednostopniowych wzmacniaczy tranzystorowych. Student posiada wiedzę na temat struktury i parametrów wzmacniaczy różnicowych zbudowanych na tranzystorach bipolarnych i tranzystorach MOSFET. Student rozumie koncepcję i parametry wzmacniacza operacyjnego oraz formalizm stosowany do analizy obwodów ze wzmacniaczami operacyjnymi. MNB1A_W06, MNB1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_W004 Student rozumie zasadę działania logicznych układów kombinacyjnych i logicznych układów sekwencyjnych. Student zna budowę i zasadę działanie podstawowych bramek logicznych w technologii CMOS MNB1A_W06, MNB1A_W01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności: potrafi
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę prostych obwodów prądy stałego i prądu zmiennego. Student potrafi wyliczyć charakterystykę amplitudową i fazową dla prostych czwórników: C-R, R-C, L-C C-L. Student potrafi wyliczyć odpowiedzi obwodów filtrujących na proste wymuszenia w dziedzinie czasu. MNB1A_U02, MNB1A_U01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę stałoprądową i małosygnałową prostych stopni wzmacniających zbudowanych na tranzystorach bipolarnych i MOSFET. MNB1A_U02, MNB1A_U01 Kolokwium,
Egzamin,
Aktywność na zajęciach
M_U003 Student potrafi przeanalizować proste układy wzmacniające zbudowane na wzmacniaczach operacyjnych oraz potrafi zaprojektować wzmacniacz o zadanych parametrach. MNB1A_U02, MNB1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
M_U004 Student potrafi zaprojektować proste kombinacyjne i sekwencyjne obwody logiczne. Student potrafi zweryfikować poprawność działania prostych obwodów logicznych. MNB1A_U02, MNB1A_U01 Wykonanie ćwiczeń laboratoryjnych,
Sprawozdanie
Liczba godzin zajęć w ramach poszczególnych form zajęć:
SUMA (godz.)
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
60 30 30 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Matryca kierunkowych efektów uczenia się w odniesieniu do form zajęć i sposobu zaliczenia, które pozwalają na ich uzyskanie
Kod MEU Student, który zaliczył moduł zajęć zna i rozumie/potrafi/jest gotów do Forma zajęć dydaktycznych
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Prace kontr. przejść.
Lektorat
Wiedza
M_W001 Student posiada wiedzę o sposobach opisu sygnałów elektrycznych stosowanych w elektronice. Student zna podstawowe metody analizy obwodów elektrycznych prądu stałego i prądu zmiennego. + + - - - - - - - - -
M_W002 Student posiada wiedzę na temat struktury pasmowej i mechanizmów transportu nośników w półprzewodnikach. Student zna budowę i zasadę działania diod i tranzystorów i rozumie charakterystyki prądowo-napięciowe. Student zna koncepcję małosygnałowego schematu zastępczego. + + - - - - - - - - -
M_W003 Student posiada wiedzę na temat jednostopniowych wzmacniaczy tranzystorowych. Student posiada wiedzę na temat struktury i parametrów wzmacniaczy różnicowych zbudowanych na tranzystorach bipolarnych i tranzystorach MOSFET. Student rozumie koncepcję i parametry wzmacniacza operacyjnego oraz formalizm stosowany do analizy obwodów ze wzmacniaczami operacyjnymi. + + - - - - - - - - -
M_W004 Student rozumie zasadę działania logicznych układów kombinacyjnych i logicznych układów sekwencyjnych. Student zna budowę i zasadę działanie podstawowych bramek logicznych w technologii CMOS + + - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Student potrafi przeprowadzić analizę prostych obwodów prądy stałego i prądu zmiennego. Student potrafi wyliczyć charakterystykę amplitudową i fazową dla prostych czwórników: C-R, R-C, L-C C-L. Student potrafi wyliczyć odpowiedzi obwodów filtrujących na proste wymuszenia w dziedzinie czasu. - + - - - - - - - - -
M_U002 Student potrafi przeprowadzić analizę stałoprądową i małosygnałową prostych stopni wzmacniających zbudowanych na tranzystorach bipolarnych i MOSFET. - + - - - - - - - - -
M_U003 Student potrafi przeanalizować proste układy wzmacniające zbudowane na wzmacniaczach operacyjnych oraz potrafi zaprojektować wzmacniacz o zadanych parametrach. - + - - - - - - - - -
M_U004 Student potrafi zaprojektować proste kombinacyjne i sekwencyjne obwody logiczne. Student potrafi zweryfikować poprawność działania prostych obwodów logicznych. - + - - - - - - - - -
Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 107 godz
Punkty ECTS za moduł 4 ECTS
Udział w zajęciach dydaktycznych/praktyka 60 godz
Przygotowanie do zajęć 30 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 15 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 2 godz
Szczegółowe treści kształcenia w ramach poszczególnych form zajęć (szczegółowy program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład (30h):

Wykład obejmuje następujące zagadnienia
- opis sygnałów w elektronice
- analiza obwodów prądu stałego i zmiennego
- charakterystyka amplitudowa i fazowa czwórników
- idealne i rzeczywiste wzmacniacz operacyjny*
- zastosowania wzmacniaczy operacyjnych
- komparatory napięcia
- układy logiki kombinacyjnej
- układy logiki sekwencyjnej
- podstawy fizyki półprzewodników
- złącze półprzewodnikowe p-n
- tranzystor bipolarny i podstawowe konfiguracje wzmacniaczy*
- tranzystor polowy MOSFET i podstawowe konfiguracje wzmacniaczy*
- wzmacniacze różnicowe*
- podstawy technologii CMOS
- budowa i zasada działania podstawowych bramek logicznych w technologii CMOS

Ćwiczenia audytoryjne (30h):

Ćwiczenia audytoryjne obejmują następujące zagadnienia
- analiza prostych obwodów prądu stałego z zastosowanie praw Kirchhoffa, zasady superpozycji, twierdzenia Thevenina/Nortona
- analiza amplitudowa i fazowa prostych filtrów dolno-przepustowych, górno-przepustowych, pasmowo-przepustowych
- analiza prostych obwodów wykorzystujących wzmacniacze operacyjne
konstrukcja tablicy prawdy i minimalizacji funkcji logicznych dla obwodów kombinacyjnych
- transport nośników w półprzewodnikach i złącze p-n*
- zastosowanie diod półprzewodnikowych
- punkt pracy i mało-sygnałowy schemat zastępczy tranzystora bipolarnego, podstawowe układy wzmacniające*
- punkt pracy i mało-sygnałowy schemat zastępczy tranzystora polowego MOSFET, podstawowe układy wzmacniające*

Pozostałe informacje
Metody i techniki kształcenia:
  • Wykład: Treści prezentowane na wykładzie są przekazywane w formie prezentacji multimedialnej w połączeniu z klasycznym wykładem tablicowym wzbogaconymi o pokazy odnoszące się do prezentowanych zagadnień.
  • Ćwiczenia audytoryjne: Podczas zajęć audytoryjnych studenci na tablicy rozwiązują zadane wcześniej problemy. Prowadzący na bieżąco dokonuje stosowanych wyjaśnień i moderuje dyskusję z grupą nad danym problemem.
Warunki i sposób zaliczenia poszczególnych form zajęć, w tym zasady zaliczeń poprawkowych, a także warunki dopuszczenia do egzaminu:

Warunkiem przystąpienia do egzaminu jest uzyskanie pozytywnej oceny z ćwiczeń audytoryjnych.

Zaliczenie ćwiczeń audytoryjnych student uzyskuje na podstawie ocen cząstkowych ze sprawdzianów pisemnych przeprowadzanych regularnie w czasie trwania semestru. Student, który bez usprawiedliwienia opuścił więcej niż 2 ćwiczenia audytoryjne w danym semestrze, nie uzyskuje zaliczenia i zostaje pozbawiony możliwości poprawkowego zaliczania zajęć.

Zasady udziału w zajęciach:
  • Wykład:
    – Obecność obowiązkowa: Nie
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci uczestniczą w zajęciach poznając kolejne treści nauczania zgodnie z syllabusem przedmiotu. Studenci winni na bieżąco zadawać pytania i wyjaśniać wątpliwości. Rejestracja audiowizualna wykładu wymaga zgody prowadzącego.
  • Ćwiczenia audytoryjne:
    – Obecność obowiązkowa: Tak
    – Zasady udziału w zajęciach: Studenci przystępując do ćwiczeń są zobowiązani do przygotowania się w zakresie wskazanym każdorazowo przez prowadzącego (np. w formie zestawów zadań). Ocena pracy studenta może bazować na wypowiedziach ustnych lub pisemnych w formie kolokwium, co zgodnie z regulaminem studiów AGH przekłada się na ocenę końcową z tej formy zajęć.
Sposób obliczania oceny końcowej:

Uzyskanie pozytywnej oceny końcowej wymaga uzyskania pozytywnych ocen z egzaminu oraz ćwiczeń audytoryjnych. Ocena końcowa (OK) obliczana jest jako średnia arytmetyczna ocen z egzaminu (E) i ćwiczeń audytoryjnych ©: OK = (E+C)/2

Sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach:

W razie nieobecności na ćwiczeniach audytoryjnych student jest zobowiązany do samodzielnego opanowania przerabianego na tych zajęciach materiału. W przypadkach nieobecności na sprawdzianie studentowi przysługuje możliwość napisania opuszczonego sprawdzianu w wyznaczonym przez prowadzącego terminie, lecz nie później niż w ciągu dwóch tygodni od daty nieobecności.

Wymagania wstępne i dodatkowe, z uwzględnieniem sekwencyjności modułów :

Znajomość obwodów prądu elektrycznego na poziomie podstawowego kursu fizyki

Zalecana literatura i pomoce naukowe:

S. Bolkowski; Teoria obwodów elektrycznych. WNT, Warszawa 2008.
J. Osiowski J. Szabatin; Podstawy teorii obwodów. WNT, Warszawa 2003.
M. Nadachowski, Z. Kulka; Analogowe układy scalone. Warszawa, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, 1985.
P. Horowitz, W. Hill; Sztuka elektroniki Cz. 1 i Cz. i, Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, 2003.
U.Tietze, Ch.Schenk; Układy półprzewodnikowe, WNT, Warszawa 1998.
J. Kalisz; Podstawy elektroniki cyfrowej, Wydawnictwo Komunikacji i Łączności, Warszawa, 2002.
J. D. Irvine, R.M. Nelms; Basic Engineering Crcuit Analysis, International Student Version, Ninth Edition, John Willey & Sons Inc. 2008.
B. Razavi; Fundamentals of Microelectronics, John Willey & Sons Inc. 2008.

Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

W. Dąbrowski, T. Fiutowski, P. Rydygier, P. Wiącek, A dual band-pass amplifier-filter circuit for simultaneous of spikes and local field potential from live nauronal tissue using multielectrode arrays, Microelectronics Journal, vol. 42 (2011), 1305-1312.

P. Hottowy, W. Dąbrowski, A. Skoczeń, P. Wiącek, An integrated multichannel waveform generator for large-scale spatio-temporal stimulation of neural tissue, Analog Integrated Circuits and Signal Processing, vol. 55 (2008), 239–248.

W. Dąbrowski, P. Gryboś, A.M. Litke, A low noise multichannel integrated circuit for recording neuronal signals using microelectrode arrays, Biosensors and Bioelectronics, vol. 19 (2004), 749–761.

W. Dąbrowski, P. Gryboś, T. Fiutowski, Design for good matching in multichannel low-noise amplifier for recording neuronal signals in modern neuroscience experiments, Microelectronics Reliability, vol. 44 (2004), 351–361.

J. Kapłon, W. Dabrowski, Fast CMOS binary front end for silicon strip detectors at LHC experiments, IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 52 (2005) no. 6, 2713–2720.

Informacje dodatkowe:
  • Zakres tematów oznaczonych “*” będzie uzależniony od poziomu zaawansowania studentów.