对集成电路的认识十篇

时间:2023-11-10 18:15:22

对集成电路的认识

对集成电路的认识篇1

法院针对双方的争议焦点进行了详细论述,这些论述从专业的角度看,完整、细致地诠释了集成电路布图设计专有权保护的“中国标准”,将成为今后指导业界人士的重要原则。

随着电子信息产业高速发展,集成电路作为微电子技术的核心日益成为各国经济发展和国际贸易关注的热点,相关法律保护制度也在世界各国建立起来。我国于2001年10月1日开始以专门法的形式建立了集成电路布图设计知识产权保护制度。经过十余年的发展,集成电路布图设计权渐渐为业内人士所认知,在我国境内也发生过多起由此权利引发的争议。近期知名的一例便是2014年9月23日,由上海市高级人民法院作出终审判决的“钜锐案”。

该案系上海市首例集成电路布图设计纠纷案,经由该案所确立的集成电路布图设计专有权侵权案件认定标准,将对今后人民法院审理类似案件给予指引和参考。同时,也将对我国集成电路产业的健康发展产生深远影响。

法律意义解读

1.该案合理划分了集成电路布图设计独创性的举证责任。

根据我国2001年颁布实施的《集成电路布图设计保护条例》第4条,受保护的布图设计应当具有独创性,这也是各国立法和TRIPS协定等有关国际条约对集成电路布图设计专有权客体的要求。据此,判定集成电路布图设计专有权侵权是否成立,关键就在于对涉案布图设计独创性的判断,这是判定侵权是否成立的前提。

法院认定权利人应对其拥有的布图设计具备独创性主张承担举证责任,其获得的《集成电路布图设计登记证书》可视为所创作的布图设计具备独创性的初步证据,由其穷尽相关常规布图设计来证明本公司的布图设计属于非常规设计,不合理也不可能。被指控侵权的案件当事人应对其辩解主张举证,即对权利人的布图设计不具备独创性特征或属于常规设计承担证明责任,否则应承担举证不能的后果。

这一举证责任分配具有充分的法理基础,也更有利于鼓励权利人积极运用法律手段维护其合法权益。

2.该案树立了集成电路布图设计专有权侵权判定的严格标准。

我国《集成电路布图设计保护条例》第30条对复制集成电路布图设计专有权的侵权行为及其法律责任作出了规定,即未经布图设计权利人许可复制受保护的布图设计的全部或者其中任何具有独创性的部分的,行为人必须立即停止侵权行为,并承担赔偿责任。但在案件审理实践中,究竟如何认定集成电路布图设计侵权行为一直是个难点,而认定标准不统一,易于产生同案不同判的结果,导致法律适用上的不统一。

该案中,在对比分析两个集成电路布图设计是否相同或实质性相似时,法院明确采取了严格标准。将在集成电路布图设计中的具有独创性的部分,与该部分在整个布图设计中所占比例以及所发挥的作用大小进行了细致区分,认为即便被非法复制的部分在整个布图设计中所占比例很小,或者属于非核心部分,只要该部分具有独创性,即应认定侵权成立。

这种认识充分考虑到了布图设计不同于著作权意义上的文字艺术作品的实质,即集成电路布图设计由多个电子元件及连线组成,实现某种电子功能,不表现思想。布图设计的表现形式受诸多因素的影响和限制,创新空间有限,故而具有独创性的部分虽然不属于核心部分或占比很小,但对于实现整体功能也是不可或缺的。集成电路布图设计专有权侵权判定标准的树立,以及本案被最高人民法院确认为集成电路布图设计典型案例或指导性案例,将为法院处理类似案件提供借鉴和参考,有助于审判人员准确适用法律,维护法律适用的统一性。

对产业发展的影响与启示

1.促进行业自律,有利于优化我国集成电路产业发展的知识产权环境。

发达的集成电路产业离不开有力的知识产权制度保障。与美国集成电路产业雄踞全球相应的是,它在全世界最早(1983年)建立起严格的成熟的知识产权保护制度。日本同样如此。这一案例经由最高人民法院认可为指导性案例,它所确立的严格标准,将对集成电路企业产生警示作用。要求相关企业加强自律,进一步规范布图设计创作活动,尊重知识产权,提高保护知识产权的意识和能力,从而从整体上改善和优化产业发展的知识产权环境。

2.形成倒逼机制,有利于推动我国集成电路产业增强自主创新能力。

《中国制造2025》在着力推动突破发展的十大重点领域中将集成电路及专用装备放在第一位,凸显了在新一轮产业和科技变革竞争日趋激烈的今天,集成电路产业所具有的前所未有的战略地位,也反映了我国加快发展集成电路产业的迫切性。就国际产业竞争力而言,与发达国家相比我国集成电路产业明显处于劣势,目前约80%的芯片仍不得不依赖进口,2014年芯片进口使用外汇超过2100亿美元,成为单一产品进口最大的用汇领域,而高端芯片即使高价也买不到,如近期美国商务部即以涉及国家安全为由决定禁止向我国出售超算芯片。

按照本案确立的标准来认定侵权,对于初步发展阶段的我国集成电路产业而言几近“苛刻”,但这恰恰反映了我国加快实施创新驱动发展战略所提出的“实行严格的知识产权保护制度”的要求 。而且,也只有采取这种严格的标准,才能倒逼我国集成电路产业将发展的基点建立在增强自主创新能力、掌握关键核心技术知识产权之上。

3.指导合理利用行为,有利于促进企业依法有效运用知识产权。

对集成电路的认识篇2

关键词: 模拟电子技术;实践项目;功能认知型;技术应用型;综合应用型

中图分类号:G647文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)05-0203-02

0引言

随着职业教育在我国的不断深化,各高等职业学校越来越关注人才培养的模式和专业课程的设置。模拟电子技术是电子信息类专业的一门专业基础课,旨在培养学生模拟电子技术的基本知识和基本技能,并运用所学理论来分析和解决实际问题,提高分析、解决实际问题的能力和工程实践能力。而模拟电子技术实训是加深对模拟电子技术课程的理解,培养学生具有工程技术人员应有的科学态度与优良的工作作风,是架设从课堂教学通向工程实际的桥梁。而要达到以上的目的,需开发出更多的应用型和综合型实训项目。

1模拟电子技术实训项目开发的依据和思路

模拟电子技术实践项目的开发依据教高[2006]16号文件的精神,把培养学生动手能力、实践能力和可持续发展能力放在突出位置。同时综合我校电类专业人才培养方案和模拟电子技术实训大纲,开发出了25个实践项目,可供应用电子技术、通信、计算机、电气工程等专业模拟电子实验教学选用。

各实践项目的实验板不再采用固定电路板,而是开发出由足够的分立元器件组成的实验板,实验电路由学生自己连接,以此加深学生对电路结构的认识,并能了解电路中每个元器件的作用,使学生运用所学的理论知识,动脑又动手,能独立的开展模拟电子电路的设计与实验,培养学生分析问题、解决问题的能力,强化工程实践训练。

2实践项目的研究与开发

本着由浅入深、由小到大、由易到难、循序渐进的认知规律,模拟电子技术实践项目从3个层次开发出25个实践项目。第一层次功能认知型共9个项目,第二层次技术应用型9个,第三层次综合应用型7个。如表1所示。

2.1 功能认知型实践项目的开发功能认知型实践项目,是为了熟悉和掌握模拟电子技术基本单元电路的功能和特点、并培养模拟电子技术的基本技能而开发的。实践的目的是熟悉实践的场所、实践的注意事项;理解常用电子元器件的外特性及模拟电子技术基本单元电路的功能、结构和特点;学会常用仪器、设备的使用方法,并能正确的测试基本单元电路的性能指标。模拟电子技术的基本单元电路即为各种类型的放大电路,它是构成各种复杂放大电路的基础,所以实践要求能理解放大电路静态与动态、直流通路与交流通路等区别;理解放大电路放大倍数、输入电阻、输出电阻等性能指标的意义;特别是针对三极管、场效应管组成的不同组态的放大电路,能搭接不同电路、并测试和判别Q点是否合适,进行适当调整,能掌握各种不同组态放大电路性能的优缺点,能正确的测试电路的各项性能指标。功能认知型实践项目,通过各类型放大电路的连接和功能测试,使理论知识得到认知,实际的操作技能得到提高,并具有一定的分析问题和解决问题的能力,为技术应用型和综合型实践奠定了基础。

2.2 技术应用型实践项目的开发技术应用型实践项目是在功能认知型的基础之上,把基本的放大电路转化为集成的放大电路,并开发出了各种类型的应用电路。实践的目的是了解典型的模拟集成电路的基本知识,理解常用集成电路的基本功能及应用,学会典型的应用电路的连接、调试及性能指标的测试方法。模拟电子技术最基本、最常用的集成电路即为集成运放、集成功放和集成稳压器,由他们组成的基本典型应用电路是构成复杂电路的基础,无论是产品设计、产品开发,还是产品维修,都离不开这些基本的典型应用电路。所以技术应用型实践要求掌握集成运放的典型应用,如对比例运算、加法和减法运算,熟悉其电路结构,并能设置不同的比例系数;对电压比较器电路,能设置不同的参考电压;能用集成运放组成不同频率的正弦波振荡电路等。技术应用型实践项目把具有典型意义的模拟电子技术实际应用引入实践教学,强调了理论与实际的紧密结合,提高了分析问题和解决问题的能力,为综合应用型实践奠定了基础。

2.3 综合应用型实践项目的开发综合型实践项目是由最基本的典型应用电路根据实际需要重新组合,并进行电路扩展后得到,比较复杂,有一定的综合性,是为提升模拟电子技术的综合应用而开发的。实践的目的培养学生的创新能力,提高学生的动手能力和综合应用理论知识的能力。实践要求能根据综合电路的性能要求,选择合适的单元电路进行组合,并能正确的测试和调试。如稳压电源,它是一切电子设备必不可少的组成部分,一般由整流电路、滤波电路、稳压电路组成而成,针对不同的电压要求,要能适当调整整流滤波和稳压电路的元件参数。综合应用型实践项目致力于培养分析问题和解决问题的能力。

3实践项目研发中问题的产生和解决

模拟电子技术虽然是一门较成熟的专业基础课,但成熟的实践项目基本都是功能验证型的基础实验,要开发出更多有价值的实践项目,必须结合高职教育的特点、以及市场对职业教育的要求,及时转变观念,更深的理解和掌握模拟电子技术的内容,提炼出更有层次的实践项目。另外,新开发的实践项目需花大量的时间和精力对实验电路、内容和步骤进行反复试验、改进,制定出切实可行的实验内容和步骤。针对以上两个问题,我们选择多位具有多年模拟电子技术课程教学经验和实践经验的老师和实验员组成研发队伍,对每个实践项目的提出、每个实验电路组成、参数、内容、步骤等反复进行讨论、试验、修改,最终研发出三个层次共25个实践项目。

4结束语

模拟电子技术实践项目是通过各种典型电路的测试和应用,使学生手脑并用、掌握技能、积累经验、提高能力。在教学实施的过程中,能理论联系实践,采用教、学、做、一体化的教学模式,使每一个基本单元电路和典型应用电路的结构和特点能印入脑海,给综合应用打下基础。实际应用表明,三种层次的实践项目对掌握模拟电子技术的基本知识、识读电路图、搭接实验电路、提高基本操作技能起到了有效的辅助和强化作用,提高了分析问题和解决问题的能力,为学生的可持续发展奠定了基础。

参考文献:

[1]廖先芸.电子技术实践与训练[M]北京:高等教育出版社,2005.

[2]黄永定,朱伟华.电子线路实验与课程设计[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]周雪.模拟电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2005.

[4]江晓安.模拟电子技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2002.

对集成电路的认识篇3

一、教材分析

(一)教材的特点

《电子信息专业英语》是一本专业英语教材,与基础英语相比,它的专业针对性更强。课文中专业术语使用的比较多,其中所使用的句子也多具有科技英语文章中旬子的特点――句子长而且结构复杂。因此,与基础英语的听说读写四项技能并重相比,本专业英语更侧重于学生将英语与自己所学的专业相结合的阅读能力的培养。本课的内容是对集成电路的概述,而集成电路学生在专业课上已经进行了专业的学习,对课文所要讲的内容已经不再陌生,这就为本课能够在本专业的学生中顺利展开奠定了基础。

(二)教学目标

根据教材的特点并结合前几课所学的内容,我把本课的教学目标确立如下,

知识目标:

①能准确识记以下单词、词组及缩写:integrated circuit(集成电路),diode(二极管),cutaway view(刮面图),circuit chip(电路芯片),IC(集成电路),SSI(小规模集成电路),MSI(中规模集成电路),LSI(大规模集成电路),VLSI(超大规模集成电路)

②能认读文中出现的其它专业用语的英文形式。

技能目标:

①能根据文中的描述结合本专业知识,准确理解并译出图7-1中标注的几个部件的名称。

②结合课后所列生词,能理解并译出课文大意。

③用已学的英标结合学过的单词,能准确拼读新单词。

(三)情感目标

①让学生通过学习体会到专业英语并非想象中的那么难学。

②让学生感受到英语作为一种语言工具,它可以将人们的视野和思维带入另一片天地,从而激发学习英语的积极性。

(四)教学重难点

重点:准确拼读并识记课文后所列的单词和课文中出现的缩写词。

难点:理解并翻译课文内容。

二、教学策略

古语说“难者不会,会者不难”。作为英语教师我所做的工作就是将学生教会,让原本学生感觉很难的课本知识通过学生自己的学习体会到其实没有那么难,从而激发学生的学习成就感和喜悦感。本课将以课文为载体,以学生为学习活动的主体,以旧带新,不断滚动知识点,用听、说、读、译的方法来不断重复,但因为每次重复时任务不同,学生在重复的过程中,对知识点会越来越熟悉,而且每次重复都会有不同的收获。

三、教学程序

我将从热身、导入、呈现、操练、巩固、总结、作业设计7个部分来阐述我的教学设计。

Stepl Warmingup:Words

写出5个前几课中学习过而本课又出现了,但是学生很可能会忘记的单词和词组:circuit component(电路元件), single cell(单个电池),diode(二极管), resistor(电阻),capacitor(电容)。要求学生一起认读,并根据回忆或前面课文的帮助口头说出其汉语意思,教师把中文标注在黑板上。然后学生再次认读。这个过程既帮助学生复习了已学词汇,又扫除了即将学习的课文中部分单词障碍。

step2 Leading in:Words string

以刚出现的单词circuit(电路)展开,引导学生回忆专业课上所学过的电路,结合前几课中学过的相关词汇,总结如下:closed circuit(闭合电路),electric circuit(电子电路), real-life circuit(真实电路),all branches of the circuit(各支路),parallel circuit(并联电路),series circuit(串联电路)。从而引出今天的课题Integrated Circuit(课成电路)。

Step3 Presentation and practice

(一)学习生词

学生用已学的英标知识尝试自己拼读。

(1)教师逐个检查并示范。对学生读错或不会读的重点多次示范,并要求学生跟读。

(2)教师示范,学生跟读。这是要求学生对单词的正确读音进行巩固。

(3)学生再次自读单词,要求只看单词不看英标。学生自测。

(4)学生初读课文用红笔把刚刚读过的单词在课文中找到并做下划线。

(5)教师再次逐个示范单个单词的读音,并对重点单词做相关的拓展和延伸。如:

integrated a――integral a,完整的

――integration n,集成,整合

IC

mondithic a.单片的,单块的其中的mono作为前缀意思为“一的,单一的”

bipolar a.双极性的其中的bi作为前缀意思为“二,双,两”

由此引导学生思考有没有表示“三”的前缀,(triangle中的tri意思即为三,angle意为角,角度)。

(6)让学生不看英标和汉语释义再次读出单词,并自测其汉语意思的识记。

(二)学习课文

(1)学生利用前面复习过的和刚学习的单词再读课文,找出其不懂的单词和句子。

(2)教师带领全体学生一起找出学生不认识的其它生词,让学生在书上标示出汉语,并逐句引导学生把每句话的意思窜起来。课文第一段的第一和第二句话及文中出现的单词、词组及缩写:integratedcircuit(集成电路),diode(二极管),cutaway view(剖面图),circuit chip(电路芯片),IC(集成电路),SSI(小规模集成电路),MSI(中规模集成电路),LSI(大规模集成电路),VLSI(超大规模集成电路)作重点讲解:

第一句:A monolithic integrated circuit(IC)is an electronic circuitthat is constructed entirely 0n a single small chip ofsilicon,

这句话中的定语从句that is constructed entirely on a single small chipofsilicon起修饰限定作用,用来修饰that前面的electric circuit,

第二句:All the components that make up the circuit--transistors,diodes,resistors,and capacitors-are an integral part ofthat single chip,

句中thatmakeupthe circuit是定语从句,修饰components;破折号起解释说明作用。

(3)教师领读,学生跟读课文。这个环节的作用一是巩固所学的单词的读音,同时学生可自测单词的意思有没有记住;二是教会 学生朗读时正确进行断句。这个过程重复两遍。

(4)学生自读课文,巩固单词的读音并正确进行断句。

(5)教师引导学生看图7-1,并要求学生用所学的专业用语翻译出图中所示的各部件的名称和图下的说明。这一步骤的作用是让学生更加形象地将英语与专业结合,并逐渐熟悉用英语来对部件进行说明。

Step4 Consolidation

(1)学生四人一小组每人读一个句子,读完以后互相翻译对方所读的内容,然后教师从每个小组中随机抽查一人来朗读并翻译课文的句子。这一步骤的作用是让学生经过充分的准备和练习后,展示自己对本课的总体掌握程度。因为学生是从每个单词开始熟悉句子,最后能够顺利畅读课文并明白每句话的意思,所以当学生在展示自己时会油然而生出学习的成就感和喜悦感。这也是我每节课都希望学生能够收获的一种心情。

(2)学生口头翻译以下单词、词组及缩写:integrated circuit,diode,cutawayview,circuit chip,IC,SSI,M S I,LSI,V L S I。再次强化本课要求学生要掌握的重点。

Step5 Summarization

引导学生总结课文大意,让学生在细读课文的基础上学会粗读。

Step6 Homework

为了进一步巩固并强化本节课的重点,我将作业设计如下:写出并朗读下列汉语的英文形式

集成电路晶体管二极管单芯片剖面图电路芯片小规模集成电路中规模集成电路大规模集成电路超大规模集成电路

四、板书设计

根据教学过程的需要,我将板书设计如下:

circuit component(电路元件) integrated circuit(IC)

single cell(单个电池) cutaway view

diode(二极管) circuit chip

resistor(电阻) SSI

capacitor(电容) MSI

LSI

VLSI

对集成电路的认识篇4

【关键词】集成电路版图;教学方法;改革

集成电路版图设计是集成电路设计的最终结果,版图质量的优劣直接关系到整个芯片的性能和经济性,因此,如何培养学生学好集成电路版图设计技术,具备成为合格的版图设计工程师的基本潜质,是摆在微电子专业老师面前的一个普遍难题。如何破解这个难题,我们做了以下探索。

一、突出实践,理论配合

传统的《集成电路版图设计》课程采取理论教育优先,学生对于版图的基本理论和设计规则非常熟悉,但动手实践能力缺乏培养,往往在学生毕业后进入集成电路设计企业还需二次培训版图设计能力,造成了严重的人力资源浪费。这是由于没有清晰的认识《集成电路版图设计》课程的性质,造成对它的讲授还是采取传统教学方式:老师讲,学生听,偏重理论,缺乏实践,影响到学生在工作中面临实际设计电路能力的发挥。《集成电路版图设计》是一门承接系统、电路、工艺、EDA技术的综合性课程,如果按照传统方式授课,课程的综合性和实践性无法得到体现,违背了课程应有的自身规律,教学效果和实用意义不能满足工业界的要求。我们在重新思考课程的本质特点后,采取了实践先行,理论配合的教学方法,具体如下:集成电路版图是根据逻辑与电路功能和性能要求,以及工艺水平要求来设计光刻用的掩膜图形,实现芯片设计的最终输出。版图是一组相互套合的图形,各层版图相应于不同的工艺步骤,每一层版图使用不同的图案来表示。我们首先讲授版图设计工具EDA软件的使用,让学生掌握EDA软件的每一个主要功能,从图形的选择、材料的配置,让学生从感性角度认识实际的版图设计是如何开展的,每一个步骤是如何使用软件完成的,整体芯片版图设计的流程有哪些规定,学生此时设计的版图可能不是很精确和完美,但学生对于什么是版图和如何设计版图有了初步的感性认识,建立起版图设计的基本概念,对于后续的学习奠定了牢实的实践基础,此时再去讲授版图设计理论知识,学生更能理解深层的工艺知识和半导体理论,真正做到了知行合一,实践先行的教育理念,对学生能力的培养大有裨益。

二、注重细节,加强引导

传统方式讲授《集成电路版图设计》理论占大部分时间,学生知道二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等基本元器件的工作原理和构成要素,但是在版图设计中,这些元器件为什么要这样设计,其实内心中充满着疑惑和不解。针对学生的疑惑,我们从工艺细节入手来解决这个问题。作为集成电路版图设计者,首先要熟悉工艺条件和期间物理,才能确定晶体管的具体尺寸、连线的宽度、间距、各次掩膜套刻精度等。版图设计的规则也是由工艺来确定的,掌握了工艺也就掌握了版图设计的钥匙。我们将通用工艺文件的每一条规则向学生讲解,通用元器件的规则整理出它们的共性,最小宽度、长度、间距的尺寸提醒学生要记忆,不同芯片生产厂的工艺对比学习和研究,学生在这一系列规则的学习过程中,慢慢理解熟悉了工艺规则文件的组织构成及学习要点,能够举一反三的在不同工艺规则下,设计同一种元器件的版图,即使电路元器件的数量巨大,电路拓扑关系复杂,在老师耐心的讲解下,学生也能够依据工艺规则设计出符合要求的版图,这都是在理解了工艺规则细节的基础上完成的。所以,关注细节,加强引导,是提高学生学习效果的一个重要方法。

三、完善考核机制,争取比赛练兵

学生成绩的提高,合理完善的考核机制不可或缺。以往《集成电路版图设计》课程的考核主要是理论知识作业和课程报告,学生的学习效果和实际动手能力没有得到考核,造成不能全面评价学生的学习成绩。我们采取项目形式,全方位考核学生的学习效果。根据知识点,将通用模拟电路分成五大类,每个大类提取出经典的电路10种,使用主流芯片加工厂的生产工艺,由经验丰富的老师把它们的版图全部设计出来,作为库单元放在服务器中供学生参考。在学生充分理解库单元实例的基础上,将以往设计的一些实用电路布置给学生,要求在规定的时间内,设计出合格的版图,以此作为最终的考核结果。学生在学习课程期间,可以接触到不同工艺、不同结构的多种类电路,而且必须在规定的时间内设计出版图,这极大的促进了他们学习的积极性和时间观念。学生在设计版图的过程中,会遇到多种问题,他们会采取问老师答疑,和同学讨论的多种方式解决,不仅能督促他们平时上课认真听讲,而且对遇到的问题也能多角度思考,最重要的是他们亲自动手设计版图,将工艺、电路、器件综合考虑,在约定的时间内能力得到极大提高。老师根据学生上传至服务器中设计的不同项目版图打分,而且将每个项目的得分出具详细的报告,对学生的成绩进行点评。学生通过查阅报告,能够知道课程学习的缺点和得分项,为下一次提高设计成绩是一个很好的参考。除了日常学习设计版图项目,学生可以争取参加微电子专业的一些比赛,通过比赛体会一些具有挑战性的版图设计项目,来提高学生在实际场景下如何发挥设计能力和项目组织能力,为他们未来进入职场从事版图设计工作奠定坚实的专业能力和实际解决问题能力。

四、总结

《集成电路版图设计》课程是一门兼具理论基础和实践锻炼想结合的课程,对它的讲授不仅需要扎实的理论基础,还需合理的实践环节配合,才能取得良好的教学效果。

参考文献

[1]Christopher Saint/Judy Saint.集成电路版图基础-实用指南[M].北京:清华大学出版社,2006(10).

[2]蔡懿慈.超大规模集成电路设计导论[M].北京:清华大学出版社,2005(10.

[3]编委会.最新高等院校实验室建设与管理及教学指导手册[M].北京:中国教育出版社,2006(11).

基金项目:北方工业大学教育教学改革和课程建设基金。

对集成电路的认识篇5

关键词:集成电路专业;实践技能;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码: A 文章编号:1002-0845(2012)09-0102-02

集成电路产业是关系到国家经济建设、社会发展和国家安全的新战略性产业,是国家核心竞争力的重要体现。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》明确将集成电路作为新一代信息技术产业的重点发展方向之一。

信息技术产业的特点决定了集成电路专业的毕业生应该具有很高的工程素质和实践能力。然而,目前很多应届毕业生实践技能较弱,走出校园后普遍还不具备直接参与集成电路设计的能力。其主要原因是一些高校对集成电路专业实践教学的重视程度不够,技能培养目标和内容不明确,导致培养学生实践技能的效果欠佳。因此,研究探索如何加强集成电路专业对学生实践技能的培养具有非常重要的现实意义。

一、集成电路专业实践技能培养的目标

集成电路专业是一门多学科交叉、高技术密集的学科,工程性和实践性非常强。其人才培养的目标是培养熟悉模拟电路、数字电路、信号处理和计算机等相关基础知识,以及集成电路制造的整个工艺流程,掌握集成电路设计基本理论和基本设计方法,掌握常用集成电路设计软件工具,具有集成电路设计、验证、测试及电子系统开发能力,能够从事相关领域前沿技术工作的应用型高级技术人才。

根据集成电路专业人才的培养目标,我们明确了集成电路专业的核心专业能力为:模拟集成电路设计、数字集成电路设计、射频集成电路设计以及嵌入式系统开发四个方面。围绕这四个方面的核心能力,集成电路专业人才实践技能培养的主要目标应确定为:掌握常用集成电路设计软件工具,具备模拟集成电路设计能力、数字集成电路设计能力、射频集成电路设计能力、集成电路版图设计能力以及嵌入式系统开发能力。

二、集成电路专业实践技能培养的内容

1.电子线路应用模块。主要培养学生具有模拟电路、数字电路和信号处理等方面的应用能力。其课程主要包含模拟电路、数字电路、电路分析、模拟电路实验、数字电路实验以及电路分析实验等。

2.嵌入式系统设计模块。主要培养学生掌握嵌入式软件、嵌入式硬件、SOPC和嵌入式应用领域的前沿知识,具备能够从事面向应用的嵌入式系统设计能力。其课程主要有C语言程序设计、单片机原理、单片机实训、传感器原理、传感器接口电路设计、FPGA原理与应用及SOPC系统设计等。

3.集成电路制造工艺模块。主要培养学生熟悉半导体集成电路制造工艺流程,掌握集成电路制造各工序工艺原理和操作方法,具备一定的集成电路版图设计能力。其课程主要包含半导体物理、半导体材料、集成电路专业实验、集成电路工艺实验和集成电路版图设计等。

4.模拟集成电路设计模块。主要培养学生掌握CMOS模拟集成电路设计原理与设计方法,熟悉模拟集成电路设计流程,熟练使用Cadence、Synopsis、Mentor等EDA工具,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事模拟集成电路设计的能力。其课程主要包含模拟电路、半导体物理、CMOS模拟集成电路设计、集成电路CAD设计、集成电路工艺原理、VLSI集成电路设计方法和混合集成电路设计等。此外,还包括Synopsis认证培训相关课程。

5.数字集成电路设计模块。主要培养学生掌握数字集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事数字集成电路设计的能力。其课程主要包含数字电路、数字集成电路设计、硬件描述语言、VLSI测试技术、ASIC设计综合和时序分析等。

6.射频集成电路设计模块。主要培养学生掌握射频集成电路设计原理与设计方法,具备运用常用的集成电路EDA软件工具从事射频集成电路设计的能力。其课程主要包含CMOS射频集成电路设计、电磁场技术、电磁场与

天线和通讯原理等。

在实践教学内容的设置、安排上要符合认识规律,由易到难,由浅入深,充分考虑学生的理论知识基础与基本技能的训练,既要有利于启发学生的创新思维与意识,有利于培养学生创新进取的科学精神,有利于激发学生的学习兴趣,又要保证基础,注重发挥学生主观能动性,强化综合和创新。因此,在集成电路专业的实验教学安排上,应减少紧随理论课开设的验证性实验内容比例,增加综合设计型和研究创新型实验的内容,使学有余力的学生能发挥潜能,有利于因材施教。

三、集成电路专业实践技能培养的策略

1.改善实验教学条件,提高实验教学效果。学校应抓住教育部本科教学水平评估的机会,加大对实验室建设的经费投入,加大实验室软、硬件建设力度。同时加强实验室制度建设,制订修改实验教学文件,修订完善实验教学大纲,加强对实验教学的管理和指导。

2.改进实验教学方法,丰富实验教学手段。应以学生为主体,以教师为主导,积极改进实验教学方法,科学安排课程实验,合理设计实验内容,给学生充分的自由空间,引导学生独立思考应该怎样做,使实验成为可以激发学生理论联系实际的结合点,为学生创新提供条件。应注重利用多媒体技术来丰富和优化实验教学手段,如借助实验辅助教学平台,利用仿真技术,加强新技术在实验中的应用,使学生增加对实验的兴趣。

3.加强师资队伍建设,确保实验教学质量。高水平的实验师资队伍,是确保实验教学质量、培养创新人才的关键。应制定完善的有利于实验师资队伍建设的制度,对实验师资队伍的人员数量编制、年龄结构、学历结构和职称结构进行规划,从职称、待遇等方面对实验师资队伍予以倾斜,保证实验师资队伍的稳定和发展。

4.保障实习基地建设,增加就业竞争能力。开展校内外实习是提高学生实践技能的重要手段。

实习基地是学生获取科学知识、提高实践技能的重要场所,对集成电路专业人才培养起着重要作用。学校应积极联系那些具有一定实力并且在行业中有一定知名度的企业,给能够提供实习场所并愿意支持学校完成实习任务的单位挂实习基地牌匾。另外,可以把企业请进来,联合构建集成电路专业校内实践基地,把企业和高校的资源最大限度地整合起来,实现在校教育与产业需求的无缝联接。

5.重视毕业设计,全面提升学生的综合应用能力。毕业设计是集成电路专业教学中最重要的一个综合性实践教学环节。由于毕业设计工作一般都被安排在最后一个学期,此时学生面临找工作和准备考研复试的问题,毕业设计的时间和质量有时很难保证。为了进一步加强实践环节的教学,应让学生从大学四年级上半学期就开始毕业设计,因为那时学生已经完成基础课程和专业基础课程的学习,部分完成专业课程的学习,而专业课教师往往就是学生毕业设计的指导教师,在此时进行毕业设计,一方面可以和专业课学习紧密结合起来,另一方面便于指导教师加强对学生的教育和督促。

选题是毕业设计中非常关键的环节,通过选题来确定毕业设计的方向和主要内容,是做好毕业设计的基础,决定着毕业设计的效果。因此教师对毕业设计的指导应从帮助学生选好设计题目开始。集成电路专业毕业设计的选题要符合本学科研究和发展的方向,在选题过程中要注重培养学生综合分析和解决问题的能力。在毕业设计的过程中,可以让学生们适当地参与教师的科研活动,以激发其专业课学习的热情,在科研实践中发挥和巩固专业知识,提高实践能力。

6.全面考核评价,科学检验技能培养的效果。实践技能考核是检验实践培训效果的重要手段。相比理论教学的考核,实践教学的考核标准不易把握,操作困难,因此各高校普遍缺乏对实践教学的考核,影响了实践技能培养的效果。集成电路专业学生的实践技能培养贯穿于大学四年,每个培养环节都应进行科学的考核,既要加强实验教学的考核,也要加强毕业设计等环节的考核。

对实验教学考核可以分为事中考核和事后考核。事中考核是指在实验教学进行过程中进行的质量监控,教师要对学生在实验过程中的操作表现、学术态度以及参与程度等进行评价;事后考核是指实验结束后要对学生提交的实验报告进行评价。这两部分构成实验课考核成绩,并于期末计入课程总成绩。这样做使得学生对实验课的重视程度大大提高,能够有效地提高实验课效果。此外,还可将学生结合教师的科研开展实验的情况计入实验考核。

7.借助学科竞赛,培养团队协作意识和创新能力。集成电路专业的学科竞赛是通过针对基本理论知识以及解决实际问题的能力设计的、以学生为参赛主体的比赛。学科竞赛能够在紧密结合课堂教学或新技术应用的基础上,以竞赛的方式培养学生的综合能力,引导学生通过完成竞赛任务来发现问题、解决问题,并增强学生的学习兴趣及研究的主动性,培养学生的团队协作意识和创新精神。

在参加竞赛的整个过程中,学生不仅需要对学习过的若干门专业课程进行回顾,灵活运用,还要查阅资料、搜集信息,自主提出设计思想和解决问题的办法,既检验了学生的专业知识,又促使学生主动地学习,最终使学生的动手能力、自学能力、科学思维能力和创业创新能力都得到不断的提高。而教师通过考察学生在参赛过程中运用所学知识的能力,认真总结参赛经验,分析由此暴露出的相关教学环节的问题和不足,能够相应地改进教学方法与内容,有利于提高技能教学的有效性。

此外,还应鼓励学生积极申报校内的创新实验室项目和实验室开放基金项目,通过这些项目的研究可以极大地提高学生的实践动手能力和创新能力。

参考文献:

[1]袁颖,等.依托专业特色,培养创新人才[J]. 电子世界,2012(1).

[2]袁颖,等.集成电路设计实践教学课程体系的研究[J]. 实验技术与管理,2009(6).

[3]李山,等.以新理念完善工程应用型人才培养的创新模式[J]. 高教研究与实践,2011(1).

[4]刘胜辉,等.集成电路设计与集成系统专业课程体系研究与实践[J]. 计算机教育,2008(22).

对集成电路的认识篇6

关键词 工程教育专业认证;射频微电子;卓越工程师

中图分类号:G642.3 文献标识码:B

文章编号:1671-489X(2015)11-0007-02

1 引言

工程教育专业认证对保证和提高工程教育质量、推动我国卓越工程师教育培养计划具有重要作用。我国工程教育于2013年6月在韩国首尔召开的国际工程联盟会议上成功加入《华盛顿协议》,成为预备会员,这标志着我国工程教育迈出重大步伐,为工程类学生今后走向世界提供了具有国际互认质量标准的“通行证”。工程教育专业认证作为国家工程师制度改革的基础和前提,也将为广大工科学生未来的工程执业提供便利[1-2]。

随着国内半导体制造现代化工艺线的不断建设和扩展,以及微电子技术的飞速发展,IC产业对微电子人才需求日益增加。目前我国正面临微电子技术人才奇缺的局面,对培养人才的要求也日益提高。射频微电子学课程作为电磁场与微波技术方向的专业核心课程,是数字通信、射频系统以及射频集成电路设计的基础。建立能适应新形势下满足工程教育认证标准要求的射频微电子学课程教学体系,提高射频微电子学课程教学水平,是电类专业顺利通过工程教育专业认证的重要环节之一。

为实施教育部“卓越工程师教育培养计划”,切实增强学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力,本文结合客观实际,从教学方式方法改革、学生工程实践能力培养、侧重学生对所学知识的应用和创新能力的教学评价方法的研究和实践等方面着手,建设面向工程教育专业认证的射频微电子学课程教学体系[3]。

2 改进教学方式方法,提高学生学习的积极性

采用先进现代教学手段是提高学生学习兴趣和积极性的重要方法之一。

1)在保证知识结构的系统性和知识点布局的全面性基础上,采用启发式互动教学法,充分调动学生学习微电子课程的积极主动性,引导学生主动分析工程实际问题,有效提高课程的教学质量。

2)改进多媒体课件,使教学更贴近工程实践。使用视频剪辑、动画、实物照片等教学手段,向学生展现该课程的核心内容以及所学理论的工程实践应用,增加学生对射频和微电子的感性认识。例如:在介绍S参数时,可以通过视频录像介绍工程实践中利用矢量网络分析仪测试射频无源器件及有源器件S参数的方法;在介绍微波传输线时,可以向学生展示由微带构成的射频前端系统中的馈电网络的实物照片和调试过程的视频录像;通过收集并展示各种射频无源(滤波器、功分器等)、有源器件(低噪声放大器、混频器等)的照片和实物,使学生更形象地认识射频器件,提高学生的学习兴趣。

3)推进课程网站的建设,以网络教学作为教学辅助手段。在教学网站上提供国外著名科教网络频道有关射频技术和微电子学的课程课件和相关教学资源,课堂教学课件、射频微电子技术常用的网络资源和网址,建立讨论区供学生相互讨论和教师答疑,建立专门的网页介绍射频微电子技术的前沿和发展方向,鼓励学生跟踪前沿技术自主创新。

4)在教学评价方面,侧重学生对所学知识的应用和创新能力的考查,将小组自主学习、研究性学习的情况纳入对学生成绩的评价,引导学生重视课程的实践环节,改变单一的考试成绩评价方式,重视学生在学习过程中的自我评价和自我改进。

3 注重学生面向工程实际的能力培养,改革射频微电子学实践教学内容

微电子学课程体系主要包括微电子器件和工艺、集成电路设计与应用两大类,应用性极强,学生需经过实际器件工艺的操作和具体集成电路的设计,才能深刻理解器件工作原理、掌握集成电路仿真和版图绘制方法,全面了解集成电路设计的全过程,达到很好的教学效果。

作为该课程体系中重要的一门课程,射频微电子学是一门理论性与工程性都很强的课程。如图1所示,射频微电子学涉及许多学科交叉领域,因此,学生不仅需要学习数字集成电路设计、模拟集成电路设计等理论课程,掌握集成电路原理,还要能利用各代工厂提供的工艺库和器件模型进行各种集成电路原理设计和版图绘制。现代射频集成电路的开发流程,由仿真域(设计、仿真、验证)实体域(电路实现)测试域(测试验证)三个环节构成。工业界需要的合格的射频微电子工程师必须具备在上述三个领域的全面知识和技能。目前培养的学生比较注重基础理论的学习,仅对仿真域中的设计环节比较熟悉,而仿真、电路实现、测试等方面的能力比较欠缺。

因此,在教学过程中,为了培养学生的工程实践能力,除了基础理论知识的教授外,还需教授学生掌握电路CAD软件、电磁场仿真设计工具(HFSS、IE3D或CST)、各种集成电路测试设备(矢量网络分析仪、示波器、信号源、频谱仪和噪声仪),并要求学生利用电磁仿真软件对所学的射频无源及有源器件(如滤波器、功分器,低噪声放大器、混频器、振荡器等)进行分析和设计,使学生不仅能更深刻地理解所学习的射频器件的工作原理及射频集成电路设计方法,也能熟悉和掌握仿真软件。学生在教师或助教的指导下,自主设计、仿真验证射频无源器件(如滤波器、功分器、工分器等)及其有源器件(如低噪声放大器、混频器等),在此基础上进行射频系统前端的集成电路设计,然后通过评估筛选出性能较好的设计,制作实物并进行工程测试。这样就实现了对学生在射频集成电路工程设计重要环节由仿真域(设计、仿真、验证)实体域(电路实现)测试域(测试验证)能力的培养。

在理论教学的基础上,通过小组学习讨论的方式,鼓励学生按课题小组设计多种射频元器件。但由于射频器件及射频系统前端的集成电路的制作和工程测试的成本较高,无法满足所有学生的需求,对器件的制作和测试必须择优进行。在实际的实践教学中,只进行某种器件设计的小组为参照组,评估完成整个设计、仿真、制作、测试流程的小组对该器件掌握的改善情况。

4 进行校企合作的卓越工程人才联合培养

射频微电子学教学可在校企联合培养机制下,建立必要的激励政策,充分发挥企业的行业优势,引导教学从注重学生“考试结果”向注重学生“学习过程”的转变。这反映到本课程的教学内容上,要强调理论性与本课程的有机结合,突出案例分析和实践研究;反映到教学过程中,要重视运用团队学习、案例分析、实践研究和模拟训练等方法的运用。在考核时,对校外课外的实践内容实行严格的考核,比如邀请校外射频微电子工程技术人员与校内专业教师组成考核小组,考核学生在企业实习的具体表现。根据实际条件,增加工厂生产实习环节,使学生能在综合运用所学知识的基础上,加强对企业岗位操作规程及相关管理规程等的详细了解。

5 结束语

本文在工程教育专业认证背景下并结合本校的本科卓越工程师教育培养和专业建设,基于笔者近两年来在微波技术与天线、射频微电子学课程授课过程中的总结,探讨建立新形势下能满足工程教育认证标准要求的射频微电子学课程教学体系,从而适应国际化、社会化、高素质、创新型人才的培养需求。需要指出的是,由于受到教学经验和客观实际的限制,笔者只是简要地讨论了在工程教育背景下本课程教学的转变,在未来的教学过程中会进一步进行思考和总结。

参考文献

[1]修开喜.中美工程教育专业认证体系的比较研究[D].辽宁:大连理工大学,2013.

[2]刘昭亚.本科院校工程教育专业认证制度研究[D].安徽:淮北师范大学,2014.

[3]林健.“卓越工程师教育培养计划”质量要求与工程教育认证[J].高等工程教育研究,2013(6):49-61.

对集成电路的认识篇7

【关键词】电子线路设计与应用课程项目教学 教学设计

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889(2012)09C-0045-02

电子线路设计与应用是自动化类专业必修的行业通用能力模块,是自动化类专业的基础核心课程,参照高、中级维修电工的国家职业技能标准(电子部分),以工作任务为引领、职业技能为导向构建以工程项目模块的课程体系,以项目为中心,培养学生的综合技能。本文以“简单数字抢答器的设计与制作”为例,探讨高职电子线路设计与应用课程项目驱动式教学设计。

一、教学能力目标及学习模式设计

(一)教学能力目标设计

1 专业能力目标。具体如下:(1)能借助常用仪器仪表判断集成芯片的好坏;(2)能对电子线路性能进行测试与分析,熟练使用常见的电子仪器仪表;(3)能根据电路图对电路进行安装、调试、维修;(4)能按照最优化设计理念对电路功能进行改进与改造;(5)会对电子产品加工进行组织安排、管理等。

2 方法能力目标。具体如下:(1)会识别和测试常用TIL、CMOS集成电路产品;(2)能进行相应资料信息的查询、收集与整理;(3)能应用AutoCAD完成简单数字抢答器的原理图、接线图设计,用面包板完成项目实际制作;(4)能分析和排除项目中的简单故障等。

3 社会能力目标。具体如下:(1)能够做到安全生产、规范操作,节约用电;(2)具有良好的职业素养与职业道德;(3)具有质量、效益、成本意识;(4)能够正确表达和展示工作成果,有良好的沟通能力等。

(二)学习模式设计

电子线路设计与应用课程的教学对象是电气自动化类专业一年级学生,学生的主要情况为:具有一定的电工操作技能,获得了维修电工初级上岗证,但是自学能力不足;具有一定的认知能力与学习主动性,但专业知识综合应用能力不足;学生之间的水平参差不齐,软件应用能力不足。根据以上学生情况分析,本项目以2人为一组,实行“先进带后进”的学习模式,让学习先进的学生与学习后进的学生组成一组,相互学习,共同进步,激发学生学习的积极性。

二、教学过程设计与实施

(一)确认项目任务

“简单数字抢答器”项目是电子线路设计与应用课程的第一个项目,应激发学生的学习兴趣,为该门课程的学习打下良好基础。该项目既包含理论知识,又有一定的实践操作可行性,能起到承上启下的作用,使学生转换思维,运用新的知识、技能解决实际问题。可将“简单数字抢答器”项目分为五个子任务:逻辑代数的认知;逻辑门电路正确使用;不同类型集成门电路的接口;常用集成门电路的逻辑功能识别与检测;会使用常用集成门芯片、按钮、指示灯以及合适的连接线制作简单数字抢答器电路,能应用AutoCAD画出电路的原理图、接线图,能安装、调试、维修电路等。

(二)制定项目教学计划

要制定合理的教学计划,需要根据不同专业和学生的实际情况而定。对于电气自动化技术类专业的学生来说,他们已经完成应用数学、电路、模拟电子技术、Au-toCAD绘图及应用等课程的学习,能够正确使用工具、仪表,会进行电路的布线与操作,具备一定的分析问题、解决问题的能力。“简单数字抢答器”项目教学计划大致可分为:各项目小组制订项目计划,所有小组共同论证项目计划的可行性以及需要改进的地方;对设计的“简单数字抢答器”原理图进行分析,明确元器件连接和电路连线;应用AutoCAD画出布线图;制作电路的元器件清单以及调查所需元器件的市场价格,购买所需元器件,并完成元器件的检测工作;根据布线图制作“简单数字抢答器”电路;完成“简单数字抢答器”电路整体功能检测和简单故障排除;完成项目报告及心得体会。

(三)项目教学实施

项目教学实施本着“人人参与、人人实践”的原则,是一个理论与实践紧密结合的过程,它既注重项目设计与制作的过程,又注重项目完成的成果,鼓励学生发挥聪明才智,设计出功能更加完善的项目电路图,注重创新思维的培养,同时锻炼学生的动手能力,充分调动学生的主观能动性,使学生乐于学习、乐于探索。“简单数字抢答器”项目教学的实施方案如下:

测试常用集成门芯片的逻辑功能,如测试芯片74LS08,74LS32,74LS04(CD40106)、4LS00(CD4011)的逻辑功能;通过亲自布线,掌握常用集成门芯片对信号的控制作用;了解常用74系列门电路的管脚排列;正确使用面包板,正确安装元器件与集成芯片,布线合理,符合工艺要求,具有成本意识与安全意识;画出简单数字抢答器的电路原理图以及布线线图;实际安装制作简单数字抢答器电路;检测、调试、维修简单数字抢答器电路;验收简单数字抢答器电路,并完成项目报告。

三、学习评价设计

项目考核均采用“三位一体”评价模式,即学生自我评价、班组评价、教师(师傅)评价。理论与实践一体化的综合评价模式中,学生不仅会自行设计与制作简单数字抢答器电路,而且能提出该电路的设计与制作缺陷,能对该电路进行一定的电路改造,能自由表达自己的观点,重点培养学生的表达能力与自信心。

(一)期末总评设计

期末总评采用“235”考核方式,即平时成绩20%+期末理论综合考核30%+项目能力考核50%。

(二)项目能力考核评价设计

项目能力考核评价设计详见表1。

(三)期末理论综合考核设计

对集成电路的认识篇8

[关键词]模拟电子技术基础 教学方法 探讨

《模拟电子技术基础》是一门重要的专业技术基础课,理论性和实践性都很强,处于各专业教学的中间环节,是学生对电子线路认识和理解的基本素质形成和培养的关键性课程。深入探讨其教学方法并有效实施,对学生掌握一定的线路知识和培养学生分析问题、解决问题的能力有着非常重要的作用。近几年来,我一直担任模拟电子技术基础的教学与研究,在平时的教学中,我注意增强学生的主动参与意识,提高学生的学习兴趣和学习积极性,培养学生的思维能力、分析问题与解决问题的能力,在实验中注重创新能力的培养,不断改进教学方法,取得了良好的教学效果。

(一)整体把握课程内客,并精选教学内容

要明确本课程在整个教学计划中的地位和作用、基本要求、基本内容和本课程与后续课程的联系。在分立元件构成的电子线路和集成电路构成的电子线路上,集成电路的应用范围迅速扩大。集成电路是在分立元件电子线路的基础上发展起来的。而从事电子技术工作必须熟悉分立元件电子线路。所以选择授课内容时,应以分立元件构成的单元电子线路为基础,以“分立元件电路为集成电路服务”的原则来突出集成电路,为进一步学习、研究和应用集成电路打好扎实的基础。如在讲解反馈放大电路时,由结合分立元件电路转为结合集成运算放大器讲解,引入集成比较器、集成功率放大器、集成三端式稳压器等内容。结合典型电路讲基本概念、基本理论、基本分析方法,并下力气讲清楚,应贯彻“管为路用”原则,淡化半导体器件内部物理过程和集成电路的内部电路,重点讲清楚器件的外特性应用。

(二)教学应有侧重点,以应用为目的

高职教育要突出理论知识的应用和实践动手能力的培养。所以,教学内容上要突出高职教育的特点,主动适应社会实际需要,注重应用性、针对性。将知识点与能力点有机结合,注重培养学生的工程应用能力和解决实际问题的能力。基础理论要以应用为目的,以必需、够用为度,以掌握概念、强化应用为重点。模拟电子技术基础有很强的实用性,其技术更新的速度非常快。因此,授课时不能再按以前的方法讲授:先讲元器件的工作原理、外特性参数,然后分析单元电路及中规模、大规模集成电路的内部结构,再讲元器件的具体应用。过去对模拟电子技术基础偏重过细的计算,而对运用讲得偏少。特别是模拟集成电路的运用,学生毕业后工作有很难适应之感。传统的教学模式重在细节,而忽略了整体概念,不利于学生“应用能力”的培养。因此授课时应有侧重点,着重于新的思想、方法和应用,着重于所谓粗线条分析。应与实际电路相结合,让学生对电路的应用有更清楚的认识。

(三)对学生进行适当的读图训练

读图即是阅读一些典型图例,弄清其信号通道、元件作用、电路功用及一些特殊环节的工作原理。《模拟电子技术基础》课程内容抽象,且很多概念有独立性,重复记忆少,学生难学易忘,并且往往是学完以后还不知这些知识用在何处,怎么联系。而一张综合电路图通常包含好几个单元的概念,覆盖面广,综合性强。读懂一张图可以帮助学生把各单元的知识,甚至其他学科的知识纵向、横向地联系起来,使知识系统化。同时,读图还是培养学生自学能力及分析判断能力的重要方法。实践证明,读图训练是提高学生学习兴趣、发展学生综合能力的有效途径,也是《模拟电子技术基础》课程一个必不可少的教学环节,它为教学双方提供了广阔的学习空间。

(四)上课时应充分调动学生的主现能动性,变被动学习为主动学习

学生一般都有强烈的求知欲望和参与意识,上课时应充分调动学生的积极性。教师上课时,应先提出一些问题,让学生带着问题听课,并积极思考,与教师一起去解决问题。这样学生就能提高兴趣,增强学习的主动性。比如在讲一个新电路时,可以从一个熟知的电路人手,设计一系列由浅入深、由易到难的问题,形成一个指向明确、思路清晰、具有内在联系的问题链引导学生不断地解决问题,不断地改进、完善,从而使一个原本简单、熟悉的电路逐渐演变成一个具有新功能和新特点的新电路。授课以提出问题、分析问题、解决问题为线索,会提高学生分析、解决问题的能力,这在以后工作中是非常重要的。

(五)让学生讲究学习方法,提高学习能力

《模拟电子技术基础》要求学生既要掌握一定的理论知识,又需要学会分析电子线路。要使学生尽快适应电子技术基础的学习,在传授知识的同时,关键还要教给他们正确的学习方法,提高他们的自学能力,培养良好的学习习惯。我要求学生课前进行预习,把不懂的内容记录下来。听课时,有重点地听课,这样才能提高学习效率。其次,要求学生会记笔记,教会学生做好课堂笔记,有利于学生接受和掌握新知识。再者,要求学生课后复习,巩固课堂所学知识,加深对所学知识的理解,使之掌握得更牢固。

对集成电路的认识篇9

题目的选取既要符合教学大纲的要求,能充分体现本课程所学的主要内容,使学生在设计过程中能综合应用所学的知识,发挥基本技能,又要尽可能反映科学技术的先进水平,并且具有一定的实用性。就电子技术课程中有关数字逻辑方面的选题示例如下:①简易交通灯控制逻辑电路设计;②波形发生器;③数字温控仪;④抢答器电路设计;⑤音乐彩灯控制器;⑥逻辑电路控制的公共汽车语音报站器。以上选题,除注意使学生的理论知识,技能技巧得以巩固加深,综合和发展外,还考虑了设计的难易程度,工作量大小,元器件造价的高低等等因素。

随着科学技术的发展,大规模集成电路越来越普及,专用集成电路大量涌现,各种新的电子器件不断问世,给课程设计带来了勃勃的生机,不仅大大减少了单元电路设计的工作量,也会把课程设计的质量推上新的水平。各种各样的集成一体化电源的出现,使设计人员减免了电源电路设计计算,器件组装、电路调试诸项工作,只是适当选型即可。数字显示部件中的五合一电路CL413和LCL331等新产品,将计数、锁存、译码、驱动、显示五种功能集于一体,也大大减少计者的工作量,并且这些新产品具有功耗低,高可靠性、寿命长等优点,会大幅度提高设计电路的性能指标。在设计中新产品新技术的应用会大大缩短设计周期。所以,设计内容也要不断更新,难度、工作量、成本核算也要作相应变更,与科学技术发展的步调一致。

简言之,设计选题的原则是,从生产和科研需要出发,选择既能全面考核学生掌握本课程所学知识的程度,能够使学生加深并拓宽综合理论知识,又利于锻炼学生分析问题和解决问题的能力的课题,同时还要考虑学校的课程设计资金情况和教学安排的时间。有些学生在电子技术方面起步较早,对实际电子电路比较熟悉,可鼓励他们自选课题,由指导老师按教学要求进行审定后实施。

2保证课程设计质量的关键是充分发挥学生主体性

首先要明确课程设计的重要性。在指导课程设计的动员会上,笔者就向大家讲明,我院工业电气自动化专业,只设置了“电子技术课程设计”,这是学生在校期间进行的唯一由自己设计、实施、完成实际电路的实战训练;大家应该十分珍视这一理论用于实践、指导实践的极好机会;成功的课程设计,对学生一生工作都具有十分重要的指导意义。

其次,在向学生下达设计任务书的同时,要强调课题在生产实践中的实用性,并结合任务书中列出的技术参数与目前生产现场使用的仪器设备进行比较,指出设计课题的先进性和科学性。最后,要鼓励学生认识自己的价值,肯定自己的能力,树立做好课程设计的信心。例如,揭示学生某些电路在实验课中已经做过,并且做得不错;提示学生某些设计在习题课上或作业中已进行过单元电路参数的计算,逻辑电路的连接:使学生有一种似曾相识的感觉。

3全面地评价学生的课程设计质量

对集成电路的认识篇10

关键词:电子技术;课程设计;内容设计;实施

电子技术课程设计是继《模拟电子技术》和《数字电子技术》课程之后的重要实践性环节,在自动化、机电一体化等专业培养目标的实现中有着无可替代的作用。通过课程设计的实施,可使学生加深对基础理论知识的理解,掌握技术的关键点,培养动手能力、设计思维能力和创新能力。因此提高电子技术课程设计的教学质量势在必行。

电子技术课程设计的内容设计

课题内容设计合理与否,将直接影响到课程设计的综合训练效果。在具体课题内容设计时,应注意以下几点:

选择具有实用性和趣味性的课题从学生的实际水平出发,帮助学生选择适合自己的题目,使题目与理论知识密切相关,又具有较强的趣味性和实用性,与生产实际相结合。例如,要求学生组装一台完整的收音机、家居生活中能用到的声光控开关、门窗防盗报警器等。又如我们选用的《音乐彩灯控制器设计》、《多功能数字钟的电路设计》、《交通灯控制逻辑电路设计》等课题,学生做起来积极性很高。更重要的是通过这一过程,学生运用专业技能解决实际问题的综合能力得到了提高。

选择能综合应用理论知识的课题要求学生综合运用本课程的基本理论和知识,独立完成一项实际课题。通过查阅资料、线路设计、选择元器件、电路安装调试,使学生所学的基本理论和知识充分运用于解决实际问题。例如电子脉搏计这一课题,要应用到传感器、放大电路、有源滤波电路、整形电路以及数字电路中的各种门电路、触发器、计数器及译码、驱动显示电路。又如数字钟电路设计这一课题,数字钟是一个典型的数字电路系统,选此作为设计题目,可使学生将学过的比较零散的数字电路知识有机地、系统地联系起来用于实际,培养综合分析、设计电路的能力。还可选用有源滤波器的设计题目,使学生进一步加深领会运算放大器在信号处理电路中的应用,选用交流宽带放大器的设计,使学生对放大电路的三种不同组态的特点、应用场合以及电路的设计方法得到练习,并通过这个对基本放大电路的放大倍数、输入电阻、输出电阻、频带宽度以及引入负反馈对放大器性能的改善得到进一步的理解,同时提高学生理论联系实际的能力。

课题内容要注重集成电路和新技术、新产品的应用当今时代电子技术飞跃发展,新技术、新产品层出不穷,课程设计可以弥补教材的滞后性。在电路设计中,应尽量采用集成电路, 特别是集成运算放大器和某些专用芯片(如模拟乘法器、锁相环)作为电路的重要构件,体现出现代电子电路的设计是各种集成电路构件的组合的先进设计理念,尤其是将模拟电路、数字电路与微处理器相结合,以数字电路为主,软硬件结合,以硬件电路设计为主,符合现代电子电路结构的发展方向。例如我们原来经常选定分立元件OTL和OCL功放电路设计课题,随着目前大量的集成功放芯片的上市,我们就把这些课题内容并入《集成电路音响放大器》、《音频信号发生器》等课题中。又如在数字脉搏计课题中,介绍了锁相倍频的新概念,同时介绍了集成电路CC4046和C14526构成的锁相倍频电路。通过这些课题设计将一些集成电路的工作原理以及使用方法介绍给学生,并在实践中得到练习,使所学的理论知识更加丰富。

选择适应专业需要,结合专业特点的课题为了拓宽学生的知识领域,使学生对专业有所认识和了解,提高学生对专业的兴趣和学习的积极性,在课程设计中引入了一些结合专业特点的课题。例如数字转速测试系统与频率计设计,由于转速测量在工业控制领域和人们的日常生活中经常遇到,在工厂里测电机每分钟的转速,自行车里程测速计,心率计以及汽车时速的测量等都属于这一范畴。又如PWM(电动机调速系统),由于该系统在工业控制的调速系统中得到广泛地应用,同时,又由于该系统由脉宽调制器和脉冲放大器两大部分组成,而脉宽调制器又包括锯齿波发生器和电压比较器,密切地联系了电子技术课程的基本内容。这些课题对掌握基础知识,开阔学生的视野,增强对专业课的认识,提高学习的积极性都能起到较大的作用。

注意选择和后续专业课有关的课题为对电子技术课程的进一步提高和为后续课程打下一定基础,可考虑选择一些模拟电路和数字电路综合性的课题,以使学生对电子技术有一个全面的、综合的认识,对后续专业课有一定了解,为后面的学习打好基础。例如《调速系统的给定积分器》课题。

课程设计的组织实施

以人为本,因材施教教师只在大思路上作一定的引导,对具体方案不做过多干预,只起组织、引导、检查、把关和解决一些疑难问题的作用,放手让学生大胆实践,以充分发挥学生的主动性和创造性。我们的改进做法是:在注重结论正确的同时,强调整个设计方案实施的全过程,即使得出的结论不尽如人意,甚至是错的,只要学生能找出其中的原因并提出相应的改进措施,仍然可获得较好的成绩;相反,如果结论是抄袭得来的,即便是正确的,设计成绩也按不及格处理。如电子脉搏计的设计课题,只给出设计方案的原理框图,讲明基本原理、总体构思和适当的设计提要,在设计任务书中给出原始数据及主要技术要求,而具体的原理图及元件的参数,集成电路的选择,电路的安装调试等工作则要求学生独立完成,这样做可培养学生的自学和独立解决问题的能力,学生的收获更大。

虚实结合,重在“真品”(1)采用机辅分析。电子设计自动化(EDA)技术是以计算机为工作平台,对电子电路或系统进行自动分析和设计的计算机辅助技术,它的应用使得电路功能、参数的分析和设计都可以脱离具体对象,在构筑于计算机平台上的虚拟环境中通过仿真处理而自动实现。EDA技术已成为现代电子工程开发与应用领域的支撑技术,在电子行业,Miltisim、Protel等电子仿真软件,已成为电子工程设计的必备工具。学习和掌握应用计算机对电子电路的分析是目前和今后发展的必然趋势,将其应用到课程设计领域也是教学改革的方向。一是应用Miltisim设计电路仿真。在学生根据设计课题拟定初步方案后,要求他们先在电路仿真与分析软件Milltisim平台上对于所设计的电路进行仿真,观察电路功能是否满足设计要求,分析主要元器件参数对电路指标的影响,初步了解电路静态和动态的工作情况,在Milltisim平台上调试电路使之达到技术指标,为电路的实调做准备。二是应用Protel For Windows设计印刷电路板。在Milltisim仿真后,给学生介绍印刷电路板的自动化设计软件Protel For Windows和设计印刷电路板的基本工程知识,要求学生应用Protel For Windows设计软件绘制本组设计的电路原理图并设计出印刷电路板图。通过几年课程设计的实践,对有源滤波器、交流宽带放大器、数字温度计、数字钟、交通灯控制器等设计课题采用Milltisim EDA软件与虚拟样机,指导学生进行电子技术课程设计,取得了较好的教学效果。(2)结合传统设计。近年来,全国各高校都开设了EDA技术的教学和实践课程。对机电类专业的学生而言,电子技术课程设计是学生在学完电子技术理论课程后进行的一次综合性训练,其目的是培养学生综合运用所学理论知识的能力、独立设计电子产品的能力和对电子产品实际安装、调试的能力。如果学生没有从原理图设计开始一直做到样机调试成功,经历整个电子产品的设计、开发过程,又如何能提高电子技术课程设计的作用?所以要将传统课程设计与EDA技术的训练相结合,比较电路实测的性能和计算机的仿真结果,以认识计算机仿真在电路设计中所起的作用,使学生对EDA技术的了解不只是停留在软件系统的操作上,而是对该技术在电子设计中所起的作用有一个整体的认识,能对学生综合能力的培养有所帮助。

形成组合,团结协作在组队方面,采取电子设计竞赛的组织方式,2~3人为一组,要求学生不仅要共同讨论设计课题和选择设计方案,还必须落实自己具体的设计任务,如计算机辅助分析、硬件电路的制作、调试、资料的查阅、整理和总结等,有分工有合作,以培养学生的团队精神。

强化考核,提升品质建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键。学生课程设计完成后,教师可根据学生设计方案的正确性和合理性、安装工艺水平、调试中分析解决问题的能力、创新精神、设计报告质量、答辩情况以及设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神等方面综合评定学生的课程设计成绩,要特别强调答辩的重要性。答辩时,每个学生都要先概述自己的设计过程,重点讲述设计过程中遇到的问题以及分析和解决问题的方法,然后教师提问,学生回答,最后教师点评、讲解,同时每个学生都参与分析和讨论。通过答辩、讲评,学生可以体会别人的设计思路,开阔眼界,也能从别人的设计中吸取经验教训。这样,答辩过程就成了再学习、再提高的过程。

电子技术课程设计为学生具体接触和了解实际电子电路的设计方法提供了一个综合性工程训练的机会,在内容上、方法上、手段上进行创造性的改革已取得初步成果,激发了学生的学习热情、创作思路,让他们开阔了眼界,初步掌握了电子电路的设计方法,提高了电子电路的设计能力,为今后的毕业设计和从事电子技术方面的开发工作打下了基础。

参考文献

[1]陈梓城.电子技术实训[M].北京:机械工业出版社,2002.