Pitannya dodatkovogo semestrovogo kontrolyu 2016


Питання додаткового семестрового контролю (ДСК)
з дисципліни «Твердотільна електроніка»
Основні напрями розвитку електроніки. Вакуумна, твердотільна і квантова електроніка. Визначення та завдання.
Основні етапи розвитку мікроелектроніки. Класифікація виробів електроніки по виду енергії, потужності, частоті. Активні і пасивні елементи.
Основні матеріали напівпровідникової техніки. Елементарні напівпровідники IV підгрупи періодичної системи. Сполуки А3В5 та А2В6. Інші напівпровідникові матеріали. Їх властивості та використання.Напрями розвитку мікроелектроніки.
Будова моно-, полікристалічних та аморфних матеріалів. Ізо- та анізотропія. Ближній та дальній порядок в матеріалах.
Кристалічна гратка. Елементарна комірка, її параметри. Трансляційна гратка або гратка Браве. Види сингоній, їх особливості. Прості та складні гратки.
Позначення вузлів, напрямів та кристалографічних площин у кристалі. Індекси Міллера.Класифікація структурних дефектів в кристалах. Види точковий дефектів. Крайові та гвинтові дислокації. Вектором Бюргерса.
Зонна структура напівпровідників, її утворення. Метали, напівпровідники, діелектрики. Власні та домішкові напівпровідники. Їх зонні діаграми. Основні носії у матеріалах.
Статистика електронів і дірок у напівпровідниках. Власна і домішкова провідність напівпровідників. Вирази для концентрації носіїв та провідності.
Рухливість електронів і дірок. Основні механізми розсіювання носіїв. Вплив температури на рухливість носіїв заряду.
Рівень Фермі. Положення рівня Фермі у власних та домішкових напівпровідниках. Вплив температури на положення рівня Фермі у власних та домішкових напівпровідниках.
Рекомбінація та генерація носіїв заряду. Швидкості рекомбінації та генерації. Тривалість життя носіїв заряду.Види рекомбінації носіїв. Міжзонна рекомбінація та рекомбінація через енергетичні рівні локалізованих центрів.
Дрейфові і дифузійні струми у напівпровідниках.
Фундаментальні рівняння твердотільної електроніки.Рівняння повного струму. Рівняння Пуассона. Рівняння неперервності. Закон електронейтральності.
Спорідненість до електрону. Робота виходу з напівпровідника n- та p-типа. Термоелектронна емісія в напівпровідниках. Формула Річардсона.
Ефект поля в поверхневому шарі напівпровідникового кристалу. Зонні діаграми при ефекті поля. Області збіднення, збагачення, інверсії. Дебаєвська довжина екранування.
Електричні переходи. Їх класифікація: р-р+, n-n+ контакти, контакт метал-напівпровідник, контакт метал – діалектрик - напівпровідник, гетеро-переходи.
Енергетична діаграма контакту метал-напівпровідник. Перехід Шоткі у рівноважному стані. Його основні параметри.ВАХ переходу. Переваги та недоліки діодів Шоткі.
Р-n перехід і фізичні процеси в ньому. Способи виготовлення р-n - переходів. Різкі та плавні переходи. Діаграма енергетичних зон переходу.
Процеси на р-n - переході при відсутності зовнішньої напруги. Утворення запірного шару і електричного поля в ньому. Контактна різниця потенціалів на р-n - переході. Розподіл напруженості поля та потенціалу. Ширина збідненої області.
Процеси на р-n - переході під дією зовнішньої напруги. Діаграми енергетичних зон переходу. ВАХ ідеального p-n переходу.Ємність р-nпереход у та його еквівалентна схема.
Особливості ВАХ реальних випрямних контактів. Явище пробою переходу. Його різновиди.
Гетеропереходи. Вимоги до матеріалів гетеропереходу. Ізотипні та анізотипні гетеропереходи. Різкі та плавні гетеропереходи. Побудова зонних діаграм гетеропереходів.
Основні параметри гетеропереходів: контактна різниця потенціалів, розподіл напруженості поля та потенціалу. Ширина збідненої області.ВАХ гетеропереходу. Зарядоперенесення через границю: теплові та нетеплові струми.
Класифікація та система позначень діодів. Випрямні діоди. Їх особливості та використання. Основні параметри.
Напівпровідникові стабілітрони і стабістори. Принцип роботи. Їх ВАХ. Застосування.
Універсальні діоди. Вимоги до універсальний діодів.
Імпульсні діоди та перехідні процеси в них. Шляхи отримання необхідних параметрів.
Тунельні діоди. ВАХ діодів та її пояснення. Вимоги до конструкції.Обернені діоди. Особливості ВАХ. Використання.
Варикапи та варактори. Вимоги до приладів. Основні параметри. Конструкція.
Діоди Шотткі. Конструкція. Переваги та недоліки.
Загальні відомості про біполярні транзистори (БТ). Класифікація транзисторів. Система позначень БТ.
Будова і технологія виготовлення сплавного транзисторів. Способи вмикання і режими роботи БТ. Схеми зі спільною базою, емітером і колектором.
Принцип дії БТ в активному режимі у схемі зі спільною базою. Коефіцієнти перенесення, помноження колекторного струму, статичний коефіцієнт передачі струму.
Вплив конструкції та режиму роботи транзистора на статичний коефіцієнт передачі струму.
Схема включення транзистора зі спільним емітером та спільним колектором. Основні співвідношення між струмами, напругами і статичними коефіцієнтами вхідного струму для цих схем.
Статичні характеристики БТ. БТ як чотириполюсник. Y, Z, та H системи опису характеристик транзисторів.
Статичні характеристики БТ зі спільною базою. Вхідні і вихідні характеристики. Характеристики прямої передачі та зворотного зв’язку.
Статичні характеристики БТ зі спільним емітером та спільним колектором. Вхідні і вихідні характеристики. Характеристики прямої передачі та зворотного зв’язку.
Вплив температури на статичні характеристики транзисторів. Схема підключення зі спільною базою, спільним емітером. Граничні режими роботи транзистора.
Пробій транзистора. Тепловий та електричний пробої. Вплив на них опору у колі бази. Вторинний пробій та пробій замикання. Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором.
Диференціальні параметри БТ. Відповідність між малими амплітудами струмів і напруги чотириполюсника. Визначення h параметрів за вхідними та вихідними характеристиками БТ.
Фізичні параметри та еквівалентні схеми БТ при різних підключеннях (зі спільною базою, спільним емітером). Залежність фізичних параметрів від емітерного струму, колекторної напруги, температури.
Робота БТ у динамічному режимі. Принцип дії підсилювального каскаду на БТ. Схеми зі спільною базою та спільним емітером.
Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду. Схеми з фіксованим струмом бази та фіксованим потенціалом бази.
Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду. Схеми з температурною стабілізацією в емітерному колі, спільною базою та автоматичним зміщенням робочої точки.
Оцінка транзисторних каскадів з точки зору температурної нестабільності.
Динамічні характеристики БТ та їх використання. Вхідна навантажувальна характеристика. Вхідна навантажувальна характеристика.
Параметри режиму підсилення та їх розрахунок за динамічними характеристиками транзисторного каскаду.
Частотні властивості БТ. Схеми зі спільною базою та спільним емітером. Вплив ємностей переходів і розподіленого опору бази на частотні властивості транзистора.
Робота БТ у ключовому режимі. Переміщення робочої точки в ключовому (імпульсному) режимі транзистора.
Загальні відомості про польові транзистори (ПТ). Класифікація транзисторів. ПТ з керуючим переходом. Позначення, структурна схема, принцип дії та характеристики ПТ клерувальним переходом. Контактна різниця потенціалів, ширина та опір каналу.
Схема для експериментального зняття характеристик ПТ з клерувальним p-n переходом. Їх статичні вхідні та прохідні (стокозатворні) характеристики. Статичні вихідні (стокові) характеристики ПТ з керуючим переходом. Змикання каналу під дією струму стоку.
Диференціальні параметри ПТ. Крутизна прохідної характеристики. Внутрішній (диференціальний) опір. Статичний коефіцієнт підсилення напруги та диференціальний вхідний опір.
ПТ з ізольованим затвором (МДН). Ефект поля. МДН-транзистори з індукованим каналом. МДН-транзистори з вбудованим каналом. Структурна схема, принцип дії та характеристики МДН.
Вплив температури на характеристики ПТ. Температурний дрейф стокозатворних характеристик ПТ з клерувальним p-n переходом. Вплив температури на стокові характеристики.
Динамічний режим роботи ПТ. Схеми забезпечення режиму спокою ПТ.
Каскад на ПТ: розрахунок у статиці та динаміці. Параметри підсилювача на ПТ з клерувальним p-n-переходом.
Частотні властивості ПТ. Гранична частота ПТ з клерувальним p-n переходом та МДН-транзисторів.
Польові прилади з зарядовим зв’язком (ПЗЗ). Їх принцип дії. Основні параметри польових ПЗЗ.
Будова та принцип дії тиристорів. Їх маркування та позначення. ВАХ тиристора.
Диністорний татриністорнийрежим роботи тиристору. Залежність напруги переключення триністора від струму керування. Симістори. Структура та ВАХ.
Способи комутації тиристорів. Увімкнення за допомогою струму керування. Перехідні процеси в тиристорі. Увімкнення тиристора за допомогою імпульсу анодної напруги, подачі напруги на клерувальний електрод. Вимкнення тиристорів.
БТ з ізольованим затвором. Cтруктурна схема, умовне позначення. Переваги та недоліки.
Лавинно-прольотні діоди. Типова конструкція. Механізм виникнення від'ємного диференціального опору. Використання лавинно-прольотних діодів для генерації НВЧ-коливань. Основні параметри лавинно-прольотних діодів.
Діоди Ганна. Ефект Ганна. Вимоги до зонної структури напівпровідника. Статична вольт-амперна характеристика діодів Ганна.Зарядова нестійкість у приладах з від’ємним диференціальним опором. Генерація НВЧ-коливань у діодах Ганна. Недоліки та переваги генераторів на діодах Ганна.
Оптоелектроніка. Визначення. Основні риси. Переваги та недоліки оптоелектронних приладів.Основні прилади оптоелектроніки, їх призначення.
Основні поняття оптики. Електромагнітні хвилі. Механізми поглинання світла напівпровідниками. Закон Бугера. Співвідношення Ламберта. Абсолютний і відносний показники заломлення. Коефіцієнти відбиття та пропускання. Зв'язок коефіцієнту відбиття з показником заломлення.
Прямозонні та непрямозонні матеріали, їх коефіцієнти поглинання. Визначення ширини забороненої зони напівпровідникових матеріалів.Екситони. Енергія утворення екситону. Вільні та зв’язані екситону. Екситонне поглинання.
Люмінесценція. ЇЇ види. Спонтанна та вимушена рекомбінація. Люмінесценція. Інжекційна та ударна люмінесценція.
Фоторезистивний ефект. Надлишкова концентрація носіїв заряду під час ефекту. Оптоелектронні напівпровідникові прилади. Їх класифікація.
Світлодіоди. Їх позначення. Будова світлодіода. Яскравістна характеристика світлодіода. Матеріали для створення світлодіодів.Світлодіоди з перестроюваним кольором свічення. Їх будова. Семисегментні та матричні світлодіоди. Підключення приладів. Основні параметри світлодіодів.
Напівпровідникові лазери. Їх принцип роботи та будова. Типи лазерних діодів. Області використання одномодових та багатомодових лазерів.
Напівпровідникові фотоприймачі. Їх види. Фоторезистори. Будова та схема вмикання. Недоліки та переваги.Фотодіоди. Принцип роботи та будова. ВАХ фотодіода.Основні параметри фотоприймачів.
Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням. Фоторезистори та фототиристори. Будова та принцип роботи. Схеми вмикання. Вигляд ВАХ.
Сонячні елементи. Загальні відомості.Сонячні елементи на основі p-n- переходів та гетеропереходів. Характеристики сонячного випромінювання. Режими освітлення. ККД фотоперетворювачів.
Фізичні принципи роботи сонячних елементів. Їх конструкція. Основні процеси у сонячних елементах. Еквівалентна схема сонячних елементів. Їх темнові та світлові ВАХ. Точка максимальної потужності. Вплив на ВАХ послідовного і шунтуючого опорів.Основні характеристики фотоперетворювачів.
Оптрони, позначення, принцип роботи та будова.Переваги та недоліки оптронів. Їх застосування.
Основи мікроелектроніки. Основні поняття та визначення. Елементи конструкції інтегральних схем. Класифікація інтегральних схем.Позначення інтегральних схем.
Дві основні технології виготовлення інтегральних схем. Різновиди гібридних інтегральних схем. Резистори. Конденсатори. Індуктивності. Діоди. Їх виготовлення.
Технології виготовлення інтегральних МДП структур. Планарно-епітаксійна та планарно-дифузійна технології. Недолікипланарно-дифузійної технології. Виготовлення біполярних та багатоемітерних транзисторів. БТ з бар'єром Шотткі.

Приложенные файлы

  • docx 18913548
    Размер файла: 29 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий