- •1) Основные вехи становления и развития электроники. Микроэлектроника и наноэлектроника. Изделия элементной базы.
- •2) Электропроводность собственных и примесных п/п.
- •3) Силы связи.
- •1) Собственные и примесные п/п. Энергетические диаграммы, концентрации носителей заряда.
- •2) Параметры, характеризующие движение носителей заряда в полупроводниках. Подвижности носителей заряда, их взаимосвязь с этими параметрами.
- •3) «Идеальный» p-n переход, его вольт-амперная характеристика.
- •1) Полное и приведённое уравнение Шрёдингера.
- •2) Эффект поля. Образование обеднённого, обогащённого и инверсного слоёв. Энергетические диаграммы.
- •3) Размерные эффекты в тонких плёнках.
- •1) Концентрация носителей заряда в собственных и примесных полупроводниках. Уровень Ферми, зависимость его положения от температуры.
- •2) Вах реального диода.
- •3) Тиристоры.
- •1) Распределение носителей заряда по энергиям в полупроводниках. Физический смысл энергетического уровня Ферми. Положение уровня Ферми в полупроводниках.
- •2) Работа выхода в металле и полупроводнике. Контакт металл-металл.
- •3) Шумы: основные механизмы, параметры.
- •1) Диффузионная ёмкость p-n перехода и диода.
- •2) Соотношение Эйнштейна. Взаимосвязь диффузионной длины и времени жизни неравновесных носителей заряда.
- •3) Малосигнальные статистические параметры мдп-транзистора. Статистические вах n-канального транзистора с индуцированным каналом.
- •2) Принцип выпрямления, простейшая схема для выпрямления. Сравнение свойств выпрямительных диодов из кремния и германия.
- •3) Пробой p-n перехода: механизмы.
- •1) Инжекция в p-n переходе. Уровень инжекции. Распределение инжектированных носителей заряда по координате.
- •2) Импульсные свойства диодов.
- •3) Способы изоляции элементов в полупроводниковых микросхемах, их сравнение.
- •1) Дефекты в кристаллических телах. Их разновидности, влияние на свойства тел.
- •2) Биполярный транзистор: схемы включения, принцип работы, статистические параметры.
- •2) Межзонная (непосредственная) рекомбинация. Уравнение рассасывания.
- •3) Зависимость подвижности носителей заряда от температуры.
- •1) Параметры, характеризующие рекомбинацию в полупроводниках.
- •3) Элементы полупроводниковых микросхем: активные и пассивные функциональные, технологические. Их структуры, основные параметры.
- •1) Биполярный транзистор: структура, статистические вах в схеме с общим эмиттером. Режимы работы. Эффект Эрли.
- •2) Стабилитроны и стабисторы.
- •3) Основы зонной теории
- •1) Электронно-дырочный (p-n) переход в состоянии равновесия.
- •2) Структура материалов. Структура кремния и арсенида галлия. Кристаллические и аморфные твёрдые тела. Трансляционная симметрия. Индексы Миллера.
- •3) Электроны в атоме. Волновые свойства микрочастиц. Соотношения Де Бройля. Уравнение Шрёдингера. Движение электрона в ограниченной области пространства.
- •1) Эффективные массы носителей заряда в полупроводнике.
- •2) Контакты металл-полупроводник: разновидности, энергетические диаграммы, свойства.
- •1) Элементы коммутации изделий микроэлектроники.
- •2) Схема и принцип действия усилительного прибора.
- •3) Гетеропереход между полупроводниками разного типа электропроводности.
- •1) Зависимость толщины обеднённого слоя p-n перехода от приложенного напряжения. Барьерная емкость. C-V характеристики.
- •2) Работа биполярного транзистора в импульсном режиме
- •3) Стационарное состояние полупроводника. Неравновесные концентрации носителей заряда.
- •1) Механизмы движения носителей заряда в полупроводниках. Неравновесные носители заряда. Уравнение непрерывности.
- •2) Диффузионные длины и времена жизни неравновесных носителей заряда.
- •3) Тепловой ток p-n перехода и диода.
- •1) Электронно-дырочный (p-n) переход при обратном смещении. Экстракция. Распределение неосновных носителей заряда их по координате в областях перехода.
- •2) Контакты между полупроводниками одного типа электропроводности.
- •3) Туннельный диод.
- •1) Соотношение неопределённости Гейзенберга. Энергетические зоны. Энергетические диаграммы металла и непроводника.
- •2) Работа выхода и контактная разность потенциалов в металле и полупроводнике.
- •3) Биполярный транзистор: конструкция, схемы включения, малосигнальные эквивалентные схемы и параметры.
- •1) Гетеропереход между проводниками одного типа электропроводимости.
- •2) Выпрямительный диод. Диод Шотки.
- •3) Биполярный транзистор: конструкция, схемы включения, Модель Эберса-Молла, её применение.
- •1) Тепловой механизм пробоя p-n перехода.
- •2) Вырожденные и невырожденные системы. Фермионы и бозоны.
- •3) Элементарные ячейки кристаллических решёток. Аллотропия. Изотропия и анизотропия свойств. Трансляционная симметрия.
- •1) Обращённый диод.
- •2) Принцип функционирования биполярного транзистора.
- •3) Системы, их разновидности. Микро и макроскопические состояния термодинамической системы.
- •1) Три начала термодинамики. Энтропия.
- •2) Стабилитрон.
2) Импульсные свойства диодов.
Импульсные диоды имеют малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях. Параметры:
● общая емкость диода Сд, (доли пФ – несколько пФ);
● максимальное импульсное прямое напряжение Uпр и мах;
● максимально допустимый импульсный ток Iпр и мах;
● время установки прямого напряжения диода tуст
● время восстановления обратного сопротивления диода tвос
3) Способы изоляции элементов в полупроводниковых микросхемах, их сравнение.
а) обратно - смещенным р-п -переходом; б) диэлектриком; в) комбинированный;
Основным недостатком изоляции p-n-переходом, является наличие значительных паразитных емкостей и токов утечки изолирующих p-n-переходов. Изоляция элементов диэлектриком позволяет создавать ИМС с улучшенными характеристиками по сравнению с микросхемами, в которых использована изоляция p-n-переходами. Однако микросхемы с диэлектрической изоляцией имеют меньшую интегральную плотность. В комбинированном способе изоляции совмещены некоторые преимущества методов изоляции p-n-переходом и полной диэлектрической изоляции
Билет 9.
1) Дефекты в кристаллических телах. Их разновидности, влияние на свойства тел.
Точечные дефекты: Точечные дефекты непрерывно перемешаются в кристаллической решетке в результате диффузии. В твердом теле с идеальной кристаллической решеткой все узлы заняты атомами, перемещение атомов в решетке невозможно. Наличие незанятых мест в узлах кристаллической решетки, т.е. атомных дырок, играет важную роль в протекании диффузионных процессов в металлах. Самодиффузия - перемещение собственных атомов в кристаллической решетке чистого химического элемента. Простейший вид диффузии - диффузия растворенного элемента в кристаллической решетке твердого тела. Диффузия по границам зерен протекает быстрее, чем сквозь толщу кристалла (примерно в100 раз).
Линейные дефекты имеют значительные размеры в одном измерении. Наиболее важным видом линейных дефектов, являются дислокации. Дислокация - это такой дефект, когда в кристаллической решетке появляется лишняя полуплоскость или незаконченная атомная плоскость. Край такой полуплоскости образует линейный дефект решетки, который называется линейной дислокацией. Причины возникновения вакансий и дислокаций: 1. нарушение правильности порядка присоединения атомов при росте кристаллов; 2. сильное искажение решетки при пластическом деформировании. Теория дислокации применима для описания процесса пластической деформации кристаллических тел. Ее использование позволило объяснить природу прочности и пластичности, огромную разницу между теоретической и практической прочностью металлов. Дислокации образуются при кристаллизации металлов, а также в ходе пластической деформации и фазовых превращений.
Поверхностные дефекты имеют малую толщину и значительные размеры в двух других измерениях. Это границы зерен, границы фрагментов внутри зерен, границы блоков. Переходный слой между зернами имеет неупорядоченное строение дислокаций и повышенную концентрацию примесей. В силу того, что границы зерен препятствуют перемещению дислокаций и являются местом повышенной концентрации примесей, они оказывают существенное влияние на механические свойства металла. Чем мельче зерно, тем выше предел текучести и прочность металла. Одновременно при измельчении зерна увеличиваются пластичность и вязкость металла. Повышенная пластичность и вязкость обусловлены более однородным составом и строением мелкозернистого металла, отсутствием в нем крупных скоплений, структурных несовершенств, способствующих образованию трещин. Помимо перечисленных дефектов в металле имеются макродефекты объемного характера: поры, газовые пузыри, неметаллические включения, микротрещины и т.д. Эти дефекты снижают прочность металла.