Навигация
Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника
50268
знаков
3
таблицы
3
изображения
КАЗАХСКО-АМЕРИКАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÛÅ, ÊÂÀÍÒÎÂÛÅ ÏÐÈÁÎÐÛ È ÌÈÊÐÎÝËÅÊÒÐÎÍÈÊÀ
Программа, методическое указание и контрольные задания (для студентов заочной формы обучения специальности 3805 – Радиосвязь, радиовещание и телевидение)
Алма-Ата 2001
Введение
Электронные, квантовые приборы и микроэлектронные изделия являются основой практически всех радиоэлектронных и коммуникационных устройств и систем.
Задачей дисциплины “Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника” является подготовка студентов к решению задач, связанных с рациональным выбором элементной базы при разработке радиоэлектронной и коммуникационной аппаратуры, квалифицированной эксплуатации микроэлектронной аппаратуры, а также приобретение навыков работы и знаний по работе с электронными приборами и микроэлектронными изделиями.
Дисциплина “Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника” базируется на соответствующих разделах курсов математики, физики, теории электрических цепей.
Программа
курса “Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника”
Введение
Классификация электронных, квантовых приборов и изделий микроэлектроники. Краткий исторический очерк развития электронной и микроэлектронной техники. Значение курса, как одного из базовых, для радиоэлектронных и коммуникационных специальностей.
Раздел 1. Полупроводниковые приборы
1 Электропроводность полупроводников.
Основные понятия зонной теории. Уровень Ферми для собственного и примесного полупроводников.
Концентрация подвижных носителей зарядов. Генерация, рекомбинация, время жизни носителей. Диффузионное и дрейфовое движения носителей, диффузионный и дрейфовый токи, уравнения диффузии и непрерывности.
2 Физические процессы в электронно-дырочных переходах и контактах.
Электронно-дырочный (p-n) переход в состоянии равновесия. Способы получения переходов. Энергетическая и потенциальная диаграммы, высота потенциального барьера, движение носителей, распределение зарядов и напряженности электрического поля в обедненном слое, ширина перехода.
Прямое и обратное включение p-n перехода. Инжекция и экстракция неосновных носителей, прямой и обратный токи.
Вольтамперная характеристика идеализированного электронно-дырочного перехода, влияние на нее температуры, концентрации примесей, генерации и рекомбинации носителей в области перехода. Вольтамперная характеристика реального электронно-дырочного перехода. Влияние сопротивлений областей при прямом включении. Пробой перехода. Тепловой, лавинный и туннельный пробои при обратном включении, влияние концентрации примесей.
Контакт металл-полупроводник при различных соотношениях работ выхода, контакт с барьером Шотки. Контакт полупроводников с различной шириной запрещенной зоны (гетеропереходы). Энергетические диаграммы контакта металл-полупроводник в состоянии равновесия. Вольтамперные характеристики переходов с барьером Шотки и гетеропереходов.
Статическое и дифференциальное сопротивления электронно-дырочного перехода. Барьерная и диффузионная емкости.
Принципы построения основных полупроводниковых приборов. Классификация полупроводниковых приборов по типу структуры. Приборы, основанные на различных объемных эффектах. Приборы с электронно-дырочными переходами. Приборы, основанные на контактах металл-полупроводник и металл-диэлектрик-полупроводник.
3 Полупроводниковые диоды
Классификация. Выпрямительные и детекторные диоды: назначение, устройство, основные параметры, влияние температуры. Стабилитроны, вольтамперная характеристика, параметры, назначение. Варикапы, варакторы, параметрические диоды: назначение, основные параметры. Импульсные диоды: назначение, параметры. Диоды с барьером Шотки, параметры, сравнение с обычными диодами, применения. Туннельные диоды, особенности устройства, вольтамперная характеристика, параметры, применения. Диоды со структурой p-i-n типа, принцип работы, параметры, применение.
4 Биполярные транзисторы
Устройство и принцип действия транзистора, назначение и способы изготовления. Схемы включения: с общей базой, общим эмиттером и общим коллектором. Режимы работы: активный, отсечки, насыщения, инверсный.
Работа транзистора в активном режиме. Потенциальная диаграмма. Инжекция неосновных носителей в эмиттерном переходе, движения носителей в базовой области, экстракция неосновных носителей в коллекторном переходе. Коэффициенты инжекции и передачи тока эмиттера. Связь между токами электродов. Распределение концентрации неосновных носителей в базе транзистора при различных включениях переходов.
Статические характеристики биполярных транзисторов в схемах с общей базой и общим эмиттером (входные, выходные, прямой передачи, обратной связи).
Эквивалентные схемы и параметры биполярных транзисторов. Физические параметры: коэффициенты передачи токов эмиттера и базы; дифференциальные сопротивления, барьерная и диффузионная емкости эмиттерного и коллекторного переходов; объемные сопротивления областей транзистора. Модель Эберса-Молла. Малосигнальные эквивалентные схемы: Т-образная и П-образная эквивалентные схемы. Транзистор как линейный четырехполюсник, системы его дифференциальных параметров и соответствующие эквивалентные схемы. Связь h-параметров с физическими параметрами.
Определение h-параметров по статистическим характеристикам.
Частотные свойства биполярных транзисторов. Граничные частоты. Предельные частоты коэффициентов передачи по току и мощности. Методы улучшения частотных свойств. Дрейфовые транзисторы. Особенности устройства высокочастотных и сверхвысокочастотных транзисторов.
Ключевой режим работы биполярных транзисторов. Импульсные транзисторы.
Предельно-допустимые эксплутационные параметры. Тепловые и электрические параметры. Механические и климатические воздействия. Влияние излучении на работу транзистора. Долговечность и экономичность.
Разброс параметров и характеристик, взаимозаменяемость транзистора.
Похожие работы
... полярности источников питания на рисунке 3.4 и направления токов для p-n-p транзистора. В случае n-p-n транзистора полярности напряжения и направления токов изменяются на противоположные. Рисунок 3.4 Физические процессы в БТ. Этот режим работы (НАР) является основным и определяет назначение и название элементов транзистора. Эмиттерный переход осуществляет инжекцию носителей в узкую ...
... принципов и явлений, реализация которых позволяет получить приборы со сложным схемотехническим или системотехническим функциональным назначением. В функциональной микроэлектронике начинают использовать (рис.1): Рис. 1. Основные направления функциональной микроэлектроники. Оптические явления (когерентная и некогорентная оптика, нелинейная оптика, электрооптика, магнитооптика). Их ...
... больше ошибок, чем вносят. Этот вывод очень важен: по существу, он имеет силу теоремы существования полномасштабного квантового компьютера. ГЛАВА 3: Архитектура квантовых компьютеров 3.1 Принципиальная схема квантового компьютера Квантовые методы выполнения вычислительных операций, а также передачи и обработки информации, уже начинают воплощаться в реально функционирующих экспериментальных ...
... КПД остается открытым и требует дальнейших исследований; энергосъем этих лазеров предполагается увеличить до 40 - 50 Дж/л. 1.2.2 Накачка электрическим разрядом При использовании электроразрядного способа накачки эксимерных лазеров необходимо обеспечить предионизацию активной среды. Предионизация используется для предотвращения дугового разряда и обычно достигается излучающими в УФ диапазоне ...
0 комментариев