
- •Физические основы электроники Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов
- •Введение в настоящем пособии излагаются основные темы дисциплин, связанных с основами работы полупроводниковых приборов.
- •Требования к подготовке, выполнению и защите работ
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований полупроводниковых приборов
- •1.1. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрации и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Полупродниковые диоды Лабораторная работа №3.1 ″Исследование полупроводниковых диодов″
- •3.1. Характеристики полупроводниковых диодов
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Начальные установки
- •2. Исследование вольтамперной характеристики диода при t0
- •2.1. Исследование прямой ветви вах диода д2
- •2.2. Исследование обратной ветви вах диода д2
- •3*. Исследование вах диодов различных типов
- •4. Исследование зависимости обратного тока диода от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2
- •3.2. Полупроводниковые стабилитроны и стабисторы
- •3.3. Описание стенда
- •Измерения и обработка результатов
- •2. Исследование вольтамперной характеристики стабилитрона при комнатной температуре
- •5. Исследование влияния температуры на напряжение Uст
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа №3.3
- •3.4. Характеристики светодиодов
- •3.4.1. Управляемые источника света. Светодиоды
- •3.4.2. Строение светодиодов
- •3.4.3. Общие сведения об обозначении светодиодов
- •3.4.4. Особенности лабораторной установки
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.4
- •3.5. Общие сведения о фотоприемниках
- •3.5.2. Параметры и характеристики фоторезистора
- •3.5.3. Особенности работы фотодиодов
- •3.5.4. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •3. Исследование параметров электрического сигнала от генератора
- •6. Определение параметров импульса эдс от облучаемого фотодиода
- •10. Определение параметров импульса в цепи фоторезистора
- •11. Оценка параметров сигнала от резистора Rизм
- •16*. Исследование величины светового потока от светодиода
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Биполярные транзисторы Лабораторная работа №4.1
- •4.1. Характеристики биполярных транзисторов
- •4.1.1. Схемы включения биполярных транзисторов
- •4.1.2. Схема с общей базой
- •4.1.3. Схема с общим эмиттером
- •4.1.4. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование схемы с общей базой
- •1.2. Исследование входных характеристик транзистора в схеме об
- •1.6. Исследование выходных характеристик транзистора в схеме об
- •1.12*. Исследование характеристики обратной связи в схеме об
- •1.14. Исследование характеристик передачи тока в схеме об
- •2. Исследование схемы с общим эмиттером
- •2.2. Исследование входных характеристик транзистора в схеме оэ
- •2.6. Исследование выходных характеристик транзистора в схеме оэ
- •2.11*. Исследование характеристики обратной связи в схеме оэ
- •2.13. Исследование характеристики передачи тока в схеме оэ
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Полевые транзисторы Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Характеристики полевого транзистора
- •5.1.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом
- •5.1.2. Полевой транзистор с изолированным затвором
- •5.1.3. Особенности схемы измерения
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •2. Исследование стоковой (выходной) характеристики
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Элементы технологии производства имс Лабораторная работа № 6.1
- •6.1. Элементы технологии изготовления имс
- •6.1.1. Классификация имс
- •6.1.2. Понятие о технологическом цикле производства имс
- •6.1.3. Производство планарного биполярного транзистора
- •6.1.4. Производство планарного полевого транзистора
- •6.1.5. Структура транзисторов статических микросхем памяти
- •6.1.6. Общие сведения о топологии микросхем памяти
- •6.1.7. Описание установки и процедуры испытаний
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование элементов технологии гибридных имс
- •1.4. Исследование сопротивления резисторов на бгис
- •2. Исследование элементов технологии твердотельных имс
- •2.4. Градуировка окуляров с помощью дифракционной решетки
- •3. Исследование твердотельных микросхем на установке "мим"
- •4. Анализ топологии и параметров микросхемы памяти
- •Отчетные материалы
- •Задачи по темам Аналоговая и Цифровая Электроника
- •П2. Диоды и тиристоры
- •П3. Источники вторичного напряжения
- •П4. Транзисторы
- •П5. Аналоговые устройства
- •П6. Операционные усилители и схемы на их основе
- •П7. Преобразовательные устройства и генераторы
- •П8. Стабилизаторы
- •П9. Логические микросхемы
- •П10. Логические схемы
- •П11. Схемы на лэ
- •П12. Триггеры
- •П13. Регистры и счетчики
- •П14. Преобразователи кодов
- •П15. Мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры
- •П16. Цифро-аналоговые преобразователи
- •П17. Микросхемы (технология и устройство)
- •Рекомендуемая литература Основная литература
- •Дополнительная
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО РЫБОЛОВСТВУ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Мурманский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «МГТУ»)
А.Б. Власов
Физические основы электроники Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов
Утверждено Ученым советом университета
в качестве учебного пособия для технических специальностей
МУРМАНСК - 2013
УДК 621.3.049.77
Власов А.Б. Физические основы электроники: Учеб. пособие для курсантов (студентов) всех форм обучения. (Электрофизические методы исследования полупроводников и полупроводниковых приборов), Мурманск, 2013 - 181 с. - (Федеральное агентство по рыболовству. МГТУ).
This teaching aid provides the student with all necessary information concerning semiconductors materials, methods investigation of properties electro technical devices.
В пособии рассматриваются вопросы, связанные с проблемами полупроводниковых материалов, приборов на их основе, методов их испытаний и практического использования в технике. В пособии приведены методы исследования топологии различных микросхем, в том числе микросхем памяти. Пособие предназначено для использования при изучении курсов ″Электротехническое материаловедение″, ″Электротехника и электроника″, ″Судовая электротехника и судовая преобразовательная техника″, ″Практическая схемотехника″ и других, выполнении лабораторных работ и практических заданий. Материалы пособия будут интересны школьникам, которые интересуются научной работой.
Илл.- 223; список литературы - 20 наим.
Рецензенты: А.Ф. Шиян, заведующий кафедрой информатики и естественных дисциплин МГПИ, канд.пед.наук., доцент; С.В. Власова, профессор кафедры естественнонаучного и математического образования Мурманского областного института повышения квалификации работников образования, канд.техн. наук.
С Мурманский государственный технический университет, 2013.
Анатолий Борисович Власов
Физические основы электроники
Редактор
Корректор
Подписано к печати ....2013 Зак. ..... Тираж....
Печ. л...... Цена руб.
Введение в настоящем пособии излагаются основные темы дисциплин, связанных с основами работы полупроводниковых приборов.
Особое внимание уделено вопросам, которые недостаточно разработаны или отсутствуют в литературе, доступной курсантам и студентам МГТУ технических специальностей, а также современным достижениям в области исследования полупроводниковых материалов и приборов.
Определенную помощь данное учебное пособие окажет курсантам, студентам, начинающим самостоятельные научные изыскания в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов.
Данное учебное пособие может использоваться в ходе выполнения лабораторных работ, а также для решения задач, связанных с изучением полупроводниковых материалов и приборов.
Настоящие материалы предназначены для курсантов и студентов, изучающих дисциплины Электротехника и электроника, ″Теоретические основы электротехники и ряд других.
Теоретический материал раскрывается в лекциях и литературе.
Требования к подготовке, выполнению и защите работ
1. В процессе обучения курсанты и студенты выполняют необходимое число лабораторных работ (графики выполнения работ и представления отчетов имеются в лаборатории).
2. Лабораторные работы оформляются в отдельной тетради. Электронные представления заготовок и ксероксы схем не допускаются.
3. Перед лабораторной работой выполняется ее заготовка в соответствии с требованиями, предъявляемыми в описании лабораторной работой.
В заготовке описываются: цель работы, приборы и принадлежности, схемы, формулы (желательно с выводами), описания последовательности выполнения, таблицы, заранее рисуются качественные графики тех зависимостей, которые будут исследоваться в работе.
Оси на рисунках, схемы, векторные диаграммы рисуются под линейку (можно карандашом). Схемы, нарисованные от руки без соответствия с ГОСТ, не допускаются.
4. Если заготовка соответствует требованиям, преподаватель ставит первую роспись и студент начинает выполнять лабораторную работу.
5. Работа выполняется в соответствии с перечнем пунктов работы.
6. Экспериментальные данные опытов заносят в таблицы (или черновик) карандашом, что позволяет вносить исправления в исходные данные.
7. В лабораторную тетрадь выписываются сведения об используемых приборах.
8. После завершения работы, студент должен занести данные опытов ручкой в таблицы заготовок, после чего преподаватель ставит вторую подпись. Только после этого работа считается выполненной полностью.
9. Обработка результатов производится вне лаборатории. Рисунки, схемы, графики следует выполнять с помощью чертежных инструментов, аккуратно, в масштабе измеряемых величин. На осях координат должны быть указаны параметры и единицы измерения. Графики должны иметь подписи.
10. С учетом класса точности используемых приборов необходимо уметь определять погрешность результата.
11. Лабораторная работа может иметь задания повышенного уровня сложности (обозначены знаком ″*″), которые выполняются по указанию ведущего преподавателя в зависимости от оценки учащегося.
12. Защита лабораторных работ связана с защитой соответствующей темы лекций и расчетно-графического задания.