
- •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
П6. Операционные усилители и схемы на их основе
Задача 6.1. Какой из приведенных приборов обеспечивает выполнение условий: KU Uвх = + = 0; Rвх Iвх = 0.
Задача 6.2. На выходе 3 В (рис. П6.2), КОУ = 105; Rос = 10 Ом: R1 = 5 Ом. Напряжение входа : А: 3·10–5 В; Б: –1,5 В; В: 1,5 В; Г: 1 В.
Рис. П6.1 Рис. П6.2 Рис. П6.3
Задача 6.3. На входе 3 В (рис. П6.2), КОУ = 105; Rос = 10 Ом: Rос = R1 = 10 Ом. Напряжение на выходе…А: +3·105 В; Б: -3 В; В: +3 В; Г: 6 В.
Задача 6.4. На входе 3 В (рис. П6.2), КОУ = 105; Rос = R1 = 5 Ом. Потенциал точки a равен: А: +3·105 В; Б: -3 В; В: +3 В; Г: 6 В.
Задача 6.5. На входе 3 В (рис. П6.3), КОУ = 105; Rос = R1 = 5 Ом. Напряжение выхода: А: +3·105 В; Б: -3 В; В: +3 В; Г: 6 В.
Задача 6.6. На выходе 3 В (рис. П6.3), КОУ = 105; Rос = 10 Ом: R1 = 5 Ом. Напряжение входа: А: 3·10–5 В; Б: –1,5 В; В: 1,5 В; Г: 1 В.
Задача 6.7. На входе 3 В (рис. П6.3), КОУ = 105; Rос = R1 = 5 Ом. Потенциал точки a равен: А: 1,5 В; Б: -3 В; В: +3 В; Г: +3·105 В.
Задача 6.8. На входе 3 В (рис. П6.3). КОУ = 105; Rос = R1 = 5 Ом. Потенциал точки a равен: А: 1,5 В; Б: -3 В; В: +3 В; Г: +6 В.
Задача 6.9. U1 = –1 B; U2 = 2 В (рис. П6.4), U3 = 3 В; КОУ = 105; Rос = 10 Ом: R = 5 Ом. Напряжение входа: А: 6·10–5 В; Б: –8 В; В: +12 В; Г: -12 В.
Задача 6.10. При напряжении между входами более 10 мВ операционный усилитель (К = 105) работает в режиме: А: в классе усиления А; Б: в классе усиления В; В: в линейном режиме усиления; Г: в режиме компаратора.
Задача 6.11. При напряжении между входами менее 0,1 мВ операционный усилитель (К = 105) работает в режиме: А: класс усиления АВ; Б: класс усиления В; В: в линейном режиме усиления; Г: в режиме компаратора.
Рис. П6.4 Рис. П6.5
Задача 6.12. U1 = 3 B (рис. П6.5), q = 0; КОУ = 105, R1 = 10 Ом, R2 = 5 Ом, n = 3. Напряжение выхода: А: 3·10–5; Б: –6 B; В: – 9 B; Г: +9 B.
Задача 6.13. Чему равен коэффициент усиления схемы (рис. П6.5), если движок потенциометра находится справа. А: n; Б: q; В: -q; Г: n.
Задача 6.14. Чему равен коэффициент усиления схемы (рис. П6.5), если движок потенциометра посередине (q = 0,5). А: n; Б: q; В: 0; Г: n.
Задача 6.15. Учитывая переходную амплитудную характеристику операционного усилителя при напряжении питания Еп = 12 В, оцените напряжение Uвых при Uвх = 0,1 В. А: ; Б: 0,1 В; В: 12 В; Г: 10 В.
Задача 6.16. Выделите неправильное выражение для схемы (рис. П6.6): А: преобразователь ток - ток; Б: источник напряжения; В: преобразователь ток-напряжение; Г: для регистрации слабых сигналов.
Рис. П6.6 Рис. П6.7 Рис. П6.8 Рис. П6.9
Задача 6.17. R2 = 20 Ом (рис. П6.7), Rн = 1 Ом, R1 = 10 Ом, Iвх = 100 мА. Напряжение на нагрузке: А: 2 В; Б: 0,2 В; В: 0,1 В; Г: 1 В.
Задача 6.18. Укажите точки (рис. П6.8), между которым подводится питание ОУ: А: 1 и 2; Б: 3 и 4; В: 3 и 0; Г: 3 и 0; 4 и 0.
Задача 6.19. Укажите точки, между которым подводится синфазный сигнал (рис. П6.8): А: 1 и 2; Б: 3 и 4; В: 3 и 0; Г: 3 и 0; 4 и 0.
Задача 6.20. Укажите точки, между которым снимается выходное напряжение (рис. П6.8): А: 1 и 2; Б: 3 и 4; В: 2 и 0; Г: 5 и 3.
Задача 6.21. Коэффициент усиления ОУ К = 105, напряжение питания 10 В, Uвх = 1 мВ. Uвых? А: 100 В; Б: 8 В; В: 0,1 В; Г: 1 мВ.
Задача 6.22. Коэффициент усиления ОУ К = 105, напряжение питания 10 В, Uвх = 1 мкВ. Uвых ? А: 1 В; Б: 8 В; В: 0,1 В; Г: 1 мВ.
Задача 6.23. Усилитель на ОУ (рис. П6.9) работает в режиме линейного усиления. Uвых = 10 В. Потенциал точки 1 равен: А: 0; Б: 10; В: зависит от Uвх; Г: зависит от R.