Құрастырушы: аға оқытушы Жумадилова А. С

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым Министрлігі

С. Торайғыров ат. Павлодар мемлекеттік университеті

Павлодар

Пән бойынша оқыту бағдарламасын (Syllabus) бекіту парағы

Нысан ПМУ ҰС Н 7.18.3/38

5В071900 Радиотехника, электроника және телекоммуникациялар мамандығының сырттай оқитын студенттерге арналған

Кафедра отырысында ұсынылды 20_ж. «___»____________№_____ Хаттама

Энергетикалық факультетінің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданды

20_ж. «_____»____________ №____ Хаттама

ОӘК төрағасы _____________ Кабдуалиева М.М. 20_ж. «_____»___________

РТжТК кафедрасы А корпусында (Ломов көшесі 64), 425-ші аудиторияда орналасқан, байланыс телефоны 673674, ішкі 1325.

«Оптоэлектроника және оптоэлектронды аспаптар» курсы 5В071900 Радиотехника, электроника және телкоммуникация мамандығының оқу жоспарына кәсіптік пәннің циклін таңдау бойынша компоненттік пәндер қаратына енеді.

«Оптоэлектроника және оптоэлектронды аспаптар» пәнінің мақсаты - қатты денелердің аймақтық теориясының негізгі қағидаларын білу, оптикалық сәуленің қатты денелермен арақатынасу механизмдерін, фотоқабылдағыш элементтердің, сәуле шығаратын диодтар мен лазерлердің, сұйықкристалды аспатар мен оптоэлектронды құрылғылардың физикалық жұмыс істеу принциптерін.
Пәнді оқытудың міндеті

Пәннің негізгі міндеттерін оқып білу:

1. 
   қатты денелердің аймақтық теориясының негізгі қағидаларын;
   
2. 
   оптикалық сәуленің қатты денелермен арақатынасу механизмдерін, фотоқабылдағыш элементтердің, сәуле шығаратын диодтар мен лазерлердің, сұйықкристалды аспатар мен оптоэлектронды құрылғылардың физикалық жұмыс істеу принциптерін;
   
3. 
   оптоэлектроникадағы жартылайөткізгіш элементтеріндегі шудың қалыптасу механизмдерін, олардың математикалық бейнесін және де эксперименталды анықтау мүмкіндіктері.
   

1. Мамандыққа кіріспе.

2. Электроника және аналогтік құрылғылардың схемотехникасы 1, 2

3. Радиотехника, электроника және телекоммуникация негіздері 1, 2.

4. Электромагниттік толқындарды тарату теориясы.

Постреквизиттер

1 Ақпарат тарату жүйелері

2. Ақпарат таратудың радиожүйелері
Пәннің материалдары басқа профильдік пәндерді оқығанда, курстық және дипломдық жобалау кезінде қолданылады.

Осыдан басқа, практикалық сабақтардағы жұмыстың нәтижелі болуы үшін студент жақсы деңгейде жеке компьютердеің жұмысын және Microsoft Word, Microsoft Excel, Paint, Electronics Workbench 4.12 және 5.12, SPLAN 4 және басқа да мамандандырылған бағдарламаларда жұмыс істей білуі тиіс.

Электрон квазиимпульсінің түсінігі. Квазиимпульс кеңістігінде электрондардың таратылуы. Энергия аймағы және Бриллюэн аймағы. Қалыптардың тығыздығы, аймақтардағы тасушылардың шоғырлануы. Энергия бойынша Ферми-Дирак бөлшектерінің таралуы. Қозғалатын оң бөлшектер: кемтік туралы түсінік, оның аймақтық диаграммадағы және квазиимпульс кеңістігіндегі энергетикалық қалпы.

Электрлік өрістің әсерінен кристаллдағы электрондар мен кемтіктердің қозғалысы. Кемтік пен электронның Блох бойынша көзқарасы, жартылайөткізгіштіктің энергетикалық диаграммасындағы аймақтардың бүгілуі. Потенциалдық тосқауыл арқылы бөлшектердің туннелденуі. Зиннер тесіп өтуі.

3 Тақырып. Оптикалық сәуленің қатты денелермен арақатынасы. Заттың сәулемен арақатынасының негізгі сипаттамалары мен параметрлері: жұту және шығару коэффициенттері, жұту және шығару спектрлері. Бугер-Ламберт заңы. Жұту коэффициентінің феноменологиялық анықтамасы. Сәуле жұту механизмінің типтері. Сәуле жұтудың әртүрлі типтерінің физикалық құбылыстары: жартылайөткізгіштіктердегі өзіндік және қоспалық жұтулар, тура және тура емес өтулер, еркін тасушылардың жұтуы, торлық жұту. Аймақ ішіндегі ауысулар.

4 Тақырып. Жартылайөткізгіштіктер мен жартылайөткізгіш аспаптардағы фотоэлектрлік құбылыстар. Сәулені жұтқан кезде зат қалпының өзгеруін сипаттайтын негізгі параметрлер: біртекті емес заряд тасушылар шоғырлануының релаксация уақыты, ішкі фотоэффектінің кванттық шығуы. Біртекті емес заряд тасушылар шоғырлануының кинетикасы. Жартылайөткізгіштіктердің өзіндік және қоспалық фотоөткізгіштігі, тура және тура емес өтулер, фотоөткізгіштік релаксациясының уақыты, фотоөткізгіштікті ұлғайту коэффициенті.

Фотоэффектілердің қалыптасуындағы негізгі емес заряд тасушылардың рөлі. Дембер фотоэққ. Көлемдік фотоэққ. Носков-Кикоин фотомагниттік эффектісі. Ферми квазидеңгейлері. Электронды-кемтіктік ауысулар. Тосқауылдық фотоэққ. Фотодиодтық режим. Ауысудағы тасушылардың тасқындың көбейюі: оның физикалық түсінігі, параметрлері және сипаттамалары. Заряд тасушыларына фотондық қысымның эффектісі. Әртүрлі фотоэффектілердің шамаларын сандық бағалау және олардың жартылайөткізгіштіктердегі тез әсер етуі.

Атомның мәжбүр және аяқ астынан болатын сәулесі және олардың арасындағы байланыс. Қатты денелердегі лазер сәулесінің пайда болу сындары. Жартылайөткізгіш лазерлердегі физикалық үрдістер. Жарық диодтардың, p-n ауысудағы инжекциялық лазерлердің жұмыс істеу принципі.

«Оптоэлектроника және оптоэлектронды аспаптар» пәні бойынша тәжірибе сабақтар методикалық нұсқаулар бойынша жүргізіледі. Сабақтарды орындауда электр тізбектерін модельдеу бағдарламасы және Electronics Workbench 4.12 және 5.12 электр құрылғылары т.б. бағдарламалар қолданылады.

Тәжірибелік тапсырмалар көлемі берілгендер мен шарттардың түрлілігіне сай арта түседі. Өздік жұмыс барысында үй тапсырмасы ретінде және тәжірибелік сабақтарда орындауға арналған тапсырмалардың тақырыптары тәжірибелік тапсырмалар студенттердің өздік жұмыстарында оқытушы басшылығымен орындалады.

1. 
   Қатты дененің аймақ теориясының элементтері;
   
2. 
   Оптикалық сәуленің қатты денемен арақатынасы;
   
3. 
   Жартылайөткізгіштіктер мен жартылайөткізгіш аспаптардағы фотоэлектрлік құбылыстар.
   
4. 
   Жартылайөткізгіштіктер мен жартылайөткізгіш аспаптардағы флуктационды үрдістер.
   
5. 
   Қатты денелерден сәуленің эмиссиясы.
   
6. 
   Оптоэлектроникадағы сүйық кристалдар.
   

1. Оптоэлектроника аспаптарындағы p-n ауысу қасиеттерін зерттеу ( компьютерде моделдеу).

2. Фоторезисторлардың жылулық және дробтық шуларын зерттеу (зертханалық қондырғыдағы өлшеулер).

3. Кремний фоторезисторы фотоөткізгіштігінің қасиеттерін зерттеу (зертханалық қондырғыдағы өлшеулер).

6 Тақырып Қатты денелерден сәуленің эмиссиясы

4. Негізгі емес заряд тасушылар инжекциясы әдісімен жартылайөткізгіштіктің тыйым салынған аймағының енін анықтау (зертханалық қондырғыдағы өлшеулер).

6.2 Кесте – ОМБ негізінде сырттай оқитын студенттер үшін СӨЖ мазмұны

Кемтік пен электронның Блох бойынша көзқарасы, жартылайөткізгіштіктің энергетикалық диаграммасындағы аймақтардың бүгілуі. Потенциалдық тосқауыл арқылы бөлшектердің туннелденуі. Зиннер тесіп өтуі.

Көлемдік фотоэққ. Носков-Кикоин фотомагниттік эффектісі.

Жарық диодтардың, p-n ауысудағы инжекциялық лазерлердің жұмыс істеу принципі.

Сырттай оқу түрімен оқитын студентке өздік жұмысы ретінде өздік жұмыс бойынша әдістемелік нұсқауға сәйкес бақылау жұмыстарды орындап, қорғау керек.

1 Қатты денелердің аймақтық теориясының элементтері.

2 Оптикалық сәуленің қатты денелермен арақатынасы.

3 Жартылайөткізгіштіктер мен жартылайөткізгіш аспаптардағы фотоэлектрлік құбылыстар.

1 Жартылайөткізгіштіктер мен жартылайөткізгіш аспаптардағы флуктациялық үрдістер.

2Қатты денелерден сәуленің эмиссиясы.

3 Оптоэлектроникадағы сұйық кристаллдар.

Кемтік пен электронның Блох бойынша көзқарасы, жартылайөткізгіштіктің энергетикалық диаграммасындағы аймақтардың бүгілуі. Потенциалдық тосқауыл арқылы бөлшектердің туннелденуі. Зиннер тесіп өтуі.

Көлемдік фотоэққ. Носков-Кикоин фотомагниттік эффектісі.

Жарық диодтардың, p-n ауысудағы инжекциялық лазерлердің жұмыс істеу принципі.

1 Носов Ю.Р. Оптоэлектроника.  М.: Радио и связь, 2004.

2 Верещагин И.К., Косяченко Л.А., Кокин С.М. Введение в оптоэлектронику.  М.: Высшая школа, 2000

3 Епифанов Ю.И. Физические основы микроэлектроники.  М.: Высшая школа, 2001.

4 Ковтонюк Н.Ф., Сальников Е.Н. Фоточувствительные МДП-приборы для преобразования изображений.  М.: Радио и связь, 2001.

6 Панков Ж. Оптические переходы в полупроводниках.  М.: Мир, 2003.

7 Пикин С.А., Блинов Л.М. Жидкие кристаллы. М.: Наука, 2002.

8. Курстың саясаты
8.1. Бақылау түрлері бойынша үлес салмақтарын бөлу

Пән бойынша қорытынды бақылау (Е) емтихан мен (АБ) ағымдағы бақылаудан тұрады. Үлестері 1 кестеде келтірілген.

АҒ балдары ағымдағы бақылау мен рубеждік бақылау (РБ) арасында бөлінеді және де оқу жоспарына сәйкес сабақтар түрлері бойынша орындалады (кесте 2).

АҮ қорытындылары үшін суммалық баллдар сабақтарға қатысқан үшін, сабақтарға дайындалған үшін жиналған әр межелік бақылау (Р₁,Р₂) балдарынан тұрады.

Сабақтарда тәртіп ережелерін сақтамағандықтан студенттер балдардан айырылады. Бұл университеттің ішкі тәртібін бұзу болып саналады.

Сабақтарды босатқан үшін келесі айыппұл санкциялары белгіленген:

• 
  лекциялық сабақтарға себепсіз болмаған үшін – осы бақылау түріне жоспарланған максималды балдан айыру;
  
• 
  университеттің ұйымдық жұмысына қатысу себебінен сабақта болмауы туралы оқытушыға алдын ала айту керек.
  
• 
  Университетте жүргізілетін шаралар себептерінен оқытушыны сабақта болмауы туралы алдын ала ескертудің мүмкіндігі болмаған жағдайда шараларды жүргізетін жетекші жазба-анықтама студентке жазып беру керек.
  

Межелік бақылау компьютерлік тестілеу әдісімен жүргізіледі. Межелік бақылаудың бағалау рейтингісі 4 кестеде көрсетілген.

Егер белгілі себептермен межелік бақылауға қатыса алмаған жағдайлар болса, Сізге оны белгілі уақытта өту мүмкідігі беріледі.

Білімдеріңіздің бақылаудың барлық түрлері, атап айтқанда МБ және Е, тест түрінде дербес компьютерде жүргізіледі.

8.6. Қорытыныды бақылау

Пән бойынша қорытынды бақылаудың баллдар түріндегі рейтингі келесі формула көмегімен анықталады:

Пән бойынша баллдар түріндегі қорытыныды рейтинг 5-ші кестеге сәйкес сандық эквивалентке, әріптік және дәстүрлі бағаға аударылады және де студенттің сынақ кітапшасына және ведомостьқа енгізіледі, сондай-ақ «Студенттердің оқу жетістіктері журналына» жазылады. Ағымдағы бақылаудың жұма бойынша баллдардың бөлінуі 3-ші кестеде көрсетілген.

Егер студент емтиханда F бағасын алса, онда оның пән бойынша қорытынды рейтинг анықталмайды, және де ведомосьтта «қанағатсыз» бағасы қойылады.

СӨЖ тапсырмаларын орындау және тапсыру жөніндегі «Оптоэлектроника және оптоэлектронды аспаптар» пәні бойынша 5В071900 Радиотехника электроника және телекоммуникациялар мамандығы бойынша сырттай оқу нысанының студенттеріне арналған