Материал: 4490

11

При представлении решения аналитических задач обязательными элементами являются:

–текст задачи и числовые исходные данные;

–расчѐтные формулы;

–проверка размерностей.

При представлении результатов формализованного моделирования обязательными элементами являются:

–цель формализованного моделирования;

–описание модели, постановка задачи;

–Print Screen программы Excel;

–выводы о результатах проделанной работы.

Впроцессе защиты индивидуального задания студентам могут быть предложены контрольные вопросы и задачи из соответствующего раздела курса.

Небрежно оформленные и выполненные не по своему варианту индивидуальное задания к защите не принимаются.

Выполнение индивидуальных заданий максимально приближает обучение к практическим интересам с учетом имеющейся информации и является результативным методом закрепления знаний.

Пример оформления расчетного индивидуального задания

Условие: Определите высоту потенциального барьера на p-n+ переходе на базе арсенида галлия при комнатной температуре, если донорная примесь превышает акцепторную в 1,2 раза, а концентрация донорной примеси 108 см-3. Концентрация собственных носителей в арсениде галлия 1,8∙106 см-3.

донорной и акцепторной примеси, ni – концентрация собственных носителей в полупроводнике, T – температура, e=1,6∙10-19Кл – заряд электрона, -

12

k 1,38 1023 Дж/К – постоянная Больцмана. Подставим данные из условия:

Проверяем размерности:

T к Дж Дж В

к Кл Кл

Ответ: При таких условиях на p-n+ переходе возникнет потенциальный барьер, высота которого равна 207,8мВ.

Пример оформления результатов формализованного моделирования

Условие: Определите износостойкость ПЗУ с объемом памяти 8 Гб если известно, что в схеме недавно произошли серьезные конструкторские изменения, она предназначена для коммерческого использования в наземных условиях при температуре около 23оС.

Цель работы: ознакомиться с методами оценки износостойкости ПЗУ, составить с помощью электронных таблиц Excel программу для формализованного моделирования зависимости износостойкости ПЗУ от величины объема памяти. Определить с помощью составленной программы износостойкость ПЗУ с объемом памяти 8 Гб при условии, что в схеме недавно произошли серьезные конструкторские изменения, она предназначена для коммерческого использования в наземных условиях при температуре около 23оС.

Описание модели, постановка задачи

Интенсивность отказов для ПЗУ вычисляется по формуле:

ПL ПQ ( С1 ПT1 С2 ПE )ПP ,

где ПL – коэффициент настроенности технологического процесса, для условий задания ПL 10 ; ПQ – коэффициент уровня качества зависит от сферы эксплуатации ПЗУ ПQ 300 ; С1, С2 – коэффициенты сложности схемы, зависящие от объема памяти ПЗУ (числа бит); ПТ1 0,15 – коэффициент ускорения, определяемый температурой перехода; ПЕ 1 – коэффициент жесткости условий эксплуатации для наземных условий, П p 1,1 – коэффициент,

зависящий от количества выводов для ПЗУ. Все выше перечисленные параметры определяются из таблиц. При этом значения коэффициентов сложности определены лишь до 16384 бит. Поэтому требуется моделирование зависимости λ(Tj,Z) (Z – объем памяти). Температура перехода определяется для ПЗУ выражением:

13

Tj = Tокр.ср. + 25 °С,

где Tокр.ср – температура окружающей среды.

Print Screen программы Excell

Зависимость износостойкости от объема памяти моделировалась, как

λ=A0(1-exp(-Z/Z1)),

где A0 и Z1 – параметры, с помощью которых происходит интерпретация модели к данным из таблиц для коэффициентов сложности ПЗУ.

Выводы:

1.В рамках общего подхода вычислительный эксперимент показал, что интенсивность отказов с увеличением сложности стремится к постоянному значению A0.

2.В заданных условиях результаты вычислительного эксперимента хорошо согласуются с данными статистики при условии, что A0 = 75 1/час.

3.В результате проведения вычислительного эксперимента можно с высокой вероятностью утверждать, что интенсивность отказов для ПЗУ 8Гб равна 75 1/час.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПРИ СОСТАВЛЕНИИ ОТЧЕТА ПО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМ

Выполнение экспериментальных исследований формирует у студентов навыки проведения тестовых испытаний цифровых схем, оформления отчета, анализа полученных результатов и формулировке вывода по проделанной работе, что является фундаментом для научно-исследовательской деятельности.

В процессе подготовки к проведению экспериментальных исследований студент прежде всего овладевает способами постановки цели и выбора путей ее достижения. Для этого надо переписать из методических указаний в

14

отчет название наименование и цель экспериментальных исследований и составить иерархическую структуру цели.

Далее надо переписать в отчет описание модели и провести постановку задачи.

Оформление описания модели, постановка задачи

Для оформления теоретических основ проводимых исследований в методических указаниях предусмотрен раздел «Описание модели, постановка задачи», в котором в доступной для восприятия форме представлена необходимая для выполнения работы информация. В процессе изучения раздела необходимо:

1)найти и выписать определение искомой технической характеристики или технологического параметра, значение которого станет численным результатом выполнения работы;

2)найти и записать условия проведения стендового испытания,

3)привести в отчете формулировку фундаментальной закономерности, которую предстоит использовать в работе;

4)сделать рисунки, поясняющие формулировки, правила и закономерности;

5)разбить цель работы на иерархическую структуру выполнимых за-

дач.

Проверкой качества восприятия информации послужат ответы на контрольные вопросы, приведенные в конце методических указаний по данной работе.

Оформление методики эксперимента

Для подготовки к экспериментальной части исследований предусмотрен раздел «Методика эксперимента», который поможет студенту применить методы математического анализа и моделирования для достижения цели работы. В процессе изучения раздела необходимо:

1)понять и записать в отчет вывод формульного выражения для получения значения параметра, являющейгося численным результатом работы (итоговое или расчетное выражение), особо отметив элементы моделирования (пренебрежение некоторыми внешними факторами) и сделав необходимые рисунки;

2)привести в отчете принципиальную схему испытаний с пояснениями, как и с какой точностью будут измерены параметры, входящие в итоговое формульное выражение;

15

3)записать в отчет таблицу для испытаний и численные значения параметров установки и заданных констант, необходимых для начала эксперимента;

4)разобраться, из каких блоков состоит установка и какова роль каждого из них.

В некоторых лабораторных работах используются модульные учебные комплексы, оснащенные современной цифровой измерительной аппаратурой. Это является инновационным подходом в образовательных технологиях. Такой подход позволяет студенту научиться самостоятельно вырабатывать индивидуальные методы организации и проведения эксперимента.

Оформление результатов измерения

Результаты измерения являются важной частью любого научного исследования, поскольку несут основную информацию о проведенных исследованиях и могут быть использованы при решении огромного круга задач, обретение навыков их грамотного анализа является основой всех компетенций будущего профессионала. Поэтому студент внимательно изучает порядок проведения лабораторной работы и в отчете формирует таблицу результатов эксперимента, рекомендованную пособием по лабораторному практикуму, делает обработку результатов измерения и определяет погрешности измерений.

На основании результатов эксперимента необходимо сделать и записать в отчет вывод по проделанной работе, в котором в соответствии с целью работы указывается:

1) что наблюдалось при проведении эксперимента и при каких услови-

ях;

2)какой параметр и каким методом был измерен;

3)приводится доверительный интервал для искомого параметра или делается вывод об обоснованности аналитического выражения для его оценки;

4)полученный экспериментальный результат сопоставляется с теоретической оценкой или с табличным значением;

5)указывается ошибки величин, измерения которых внесли основной вклад в погрешность измеренного параметра.

Рекомендуем внимательно ознакомиться с образцом оформления отчета о проведении экспериментального исследования.