Электроника полупроводников

История искусства
Абстрактное искусство
Агитационно-массовое искусство
Чикагская архитектурная школа
Петер Беренс
Поп-культура и поп-дизайн 60-х.
История дизайна
Баухауз
Здание Баухауз в Дессау
Традиции Баухауз в дизайне Восточной Германии
Идеи дизайна в эпоху промышленных революций
Футуристическая  мода 60-х
Радикальный дизайн. Антидизайн
Эргономичный дизайн
Послевоенный дизайн в Европе и России
Промышленные выставки
Графика
Начертательная геометрия
Задачи начертательной геометрии
Туризм
Курс теоретической механики
Электротехника
Теория электрических цепей
Лабораторные работы по электротехнике
Электрические машины
Проводниковые материалы
Основы теории электромагнитного поля
Энергия электромагнитного поля
Физика
Примеры решения задач
Лабораторные работы по оптоэлектронике
Электроника полупроводников
Информатика
Концепция организации сетей
Беспроводные сети
Глобальные сети
Математика
Дифференцирование исчисление
Интегральное исчисление
Элементы комбинаторики
Непрерывность функции
Комплексные числа
Дискретная математика
Кривые второго порядка
Линейная алгебра
Элементы векторной алгебры
Введение в математический анализ
Производная функции
Теоремы о производных
Первообразная и неопределённый интеграл.
Определённый интеграл
Предел и непрерывность функции нескольких переменных.
Знакопеременные ряды
Правила вычисления неопределенных интегралов
Признаки сравнения несобственных интегралов
Задача
Разложение  в ряд Фурье функции
Вычисление криволинейного интеграла
 

Основные понятия и уравнения твердотельной электроники

Основные типы p–n-переход. Контакт двух полупроводников с различным типом проводимости носит название p–n-перехода. Создать p–n-переходы можно различными способами. Эти способы позволяют создать самые разнообразные по своей структуре p–n-переходы.

Расчет контактной разности потенциалов. Напомним, что электронно-дырочный переход – это контакт двух полупроводников с различным типом проводимости. Электропроводность полупроводников, обусловленная основными носителями зарядов, определяется следующими выражениями:

Определение напряжения пробоя Uпр. При большом обратном смещении на p–n-переходе, которое создает в нем большое электрическое поле, переход «пробивается» и через него протекает большой ток. Существует три основных механизма пробоя: тепловая неустойчивость, туннельный эффект и лавинное умножение.

Структура "металл-полупроводник"  Расчет вольт-амперной характеристики контакта "металл-полупроводник". Контакт "металл-полупроводник" может быть как омическим, так и выпрямляющим. Омические контакты металла с полупроводником являются обязательными элементами любого активного или пассивного полупроводникового прибора или устройства, так как они осуществляют электрическую связь между элементами прибора и внешней цепью, обусловленную линейной вольт-амперной характеристикой.

Порядок построения энергетических диаграмм контакта "металл-полупроводник". Для построения энергетической диаграммы контакта "металл-полупроводник" при заданном напряжении смещения U необходимо определить следующие электрофизические характеристики

Порядок построения энергетической диаграм-мы МДП-структуры. Для построения энергетической диаграммы МДП-структуры в режиме сильной инверсии необходимо определить следующие электрофизические характеристики: концентрацию примесей в полупроводнике

 Электрофизические свойства различных полупроводниковых структур определяют принципы действия подавляющего большинства интегральных микросхем (ИМС). На границе раздела между двумя различными по типу электропроводности полупроводниками или между полупроводником и металлом возникают потенциальные барьеры, что является следствием перераспределения концентрации подвижных носителей заряда между контактирующими материалами.

Электронно-дырочный переход

Определить во сколько раз увеличивается обратный ток насыщения p-n-перехода

Структура металл-диэлектрик-полупроводник В МДП-транзисторе с поликремниевым затвором рассчитать и построить зависимость порогового напряжения как функции концентрации примесных атомов (ND или NA) в подложке из кремния соответствующего типа проводимости. Диэлектрик – SiO2. Влиянием поверхностных состояний на границе раздела "диэлектрик-полупроводник" пренебречь.

Пример. Германиевый полупроводниковый диод, имеющий обратный ток насыщения I0=25 мкА, работает при прямом напряжении, равном 0,1 В, и T = 300 К. Определить: а) сопротивление диода постоянному току R0; б) дифференциальное сопротивление r.

Пример. Идеальный МДП-конденсатор сформирован на основе кремниевой подложки р-типа с концентрацией NA = 1015 см-3. Диэлектрический слой имеет толщину 100 нм. Разность работ выхода электрона из металла и полупроводника составляет qjМП = - 0,9 эВ. Плотность заряда на границе раздела Qss = 8×10-8 Кл/см-2. Вычислите максимальную толщину обедненной области Wmax , емкость диэлектрического слоя, заряд в обедненной области (Qs), пороговое напряжение и минимальную емкость МДП-конденсатора, а также его пороговое напряжение с учетом влияния напряжения плоских зон.

Квантовая физика возникла и в основном сформировалась в первой трети ХХ столетия. Возникновение и развитие квантовой физики связано с именами М. Планка, А. Эйнштейна, Л.де Бройля, Н. Бора, В. Гейзенберга, Э. Шредингера, В. Паули. Значительный вклад внесли советские физики Л.Д. Ландау, В.А. Фок, А.Ф. Иоффе и др.

Описание установки и методика измерений Экспериментальная установка состоит из обычной лампочки накаливания с вольфрамовой нитью, светофильтра и приемника излучения (фоторезистора)

Дистанционное измерение температуры нагретых светящихся тел яркостным пирометром

Методика измерения температуры вольфрама яркостным пирометром Эксперименты с излучением нечерных тел (вольфрам и другие металлы, применяемые в качестве нитей накаливания в осветительных приборах) показывают на то, что излучение нечерных тел может иметь селективный характер.

Изучение законов внешнего фотоэффекта; исследование вольт-амперных характеристик вакуумного фотоэлемента; определение постоянной Планка.

Методика снятия ВАХ фотоэлемента Для снятия вольт-амперных характеристик ФЭ при различных величинах светового потока на ФЭ подают напряжение постоянного тока и измеряют протекающий через него ток. При приложении положительного напряжения («прямого напряжения») на анод ФЭ снимается прямая ветвь ВАХ, а при подаче отрицательного напряжения («обратного напряжения») снимается обратная ветвь.

Наблюдение спектров испускания и измерение длин волн в спектрах ртути и водорода, ознакомление с устройством и работой спектрометра-монохроматора.

Таким образом, решения уравнения Шредингера приводят к условиям квантования Бора. Однако квантовая механика дает схему атомных энергетических уровней с такой общностью и точностью, которые совершенно недосягаемы для теории Бора.

Изучение зависимости сопротивления металлов и полупроводников от температуры; определение длины свободного пробега электронов в металле и ширины запрещенной зоны полупроводника.

Измерить фон вторичного космического излучения, ознакомиться с методами регистрации ионизирующего излучения.

Изучение волновых свойств и особенностей движения микрочастиц

ЦИФРОВЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Анализ и синтез цифровых схем проводят на основе Булевой алгебры

Типы логических микросхем и структура ТТЛ

Мультиплексоры и демультиплексоры Мультиплексор (MX) (другие названия – селектор данных, коммутатор) – это комбинационное логическое устройство, предназначенное для управляемой передачи данных, которые поступают по нескольким входам, на один выход. Выбор того или иного входа осуществляется в соответствии с поступающим кодом адреса.

ЭЛЕМЕНТЫ ОПТОЭЛЕКТРОНИКИ

Оптоэлектроника – это раздел электроники, в котором изучаются вопросы генерации, передачи и хранения информации на основе совместного использования оптических и электрических явлений. Элементная база:

1. Фотоэлектрические полупроводниковые приборы – преобразователи световой энергии в электрическую.

2. Светодиодные оптоизлучатели– преобразователи электрической энергии в световую.

3. Оптоэлектрические пары (оптопары, оптроны) – приборы для электрической изоляции при передаче информации по световому каналу.

Лабораторная работа. Исследование полупроводниковых диодов Цель работы Снятие вольтамперных характеристик германиевого и кремниевого диода, стабилитрона, определение их параметров по характеристикам.

Расчет схемы управления тиристорными ключами Правильный выбор схемы управления и ее точный расчет в большой степени определяют долговечность и надежность тиристорного регулятора.

Принцип действия и конструкция фоторезистора

ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ Эффект Дембера. Механизм образования фото – э.д.с. в полупроводниках с электронно-дырочным переходом.

ИНТЕГРАЛЬНАЯ И ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА Процессы в оптическом волноводе

Фотопроводимость

Принципы работы оптических модуляторов и дефлекторов

Схемы оптронов и их элементы. Параметры, характеризующие работу оптронов. Резисторные, диодные, транзисторные и тиристорные оптопары. Оптоэлектронные микросхемы. Оптронами называются такие оптоэлектронные приборы, в которых имеются излучатели и фотоприемники, оптически и конструктивно связанные друг с другом.

Фотодиоды с барьером Шоттки, лавинные фотодиоды

Начертательная геометрия, физика полупроводников