
- •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
П17. Микросхемы (технология и устройство)
Задача 17.1. Микропроцессорная система в качестве обязательного элемента содержит: А: операционный усилитель; Б: триггер; В: микроЭВМ; Г: арифметико-логическое устройство.
Задача 17.2. На рисунке П17.1 представлен элемент памяти с плавающим затвором и его характеристика. Какой процесс предваряет запись лог. 1? А: пробой стокового перехода и внедрение дырок в затвор; Б: пробой стокового перехода и внедрение электронов в затвор; В: ультрафиолетовое облучение; Г: подача отрицательного импульса на контакт затвора.
Рис. П17.1 Рис. П17.2
Задача 17.3. На рисунке П17.2 представлен элемент памяти с плавающим затвором и его характеристика. Какой процесс предваряет запись лог. 0? .А: пробой стокового перехода и внедрение электронов в подложку; Б: пробой стокового перехода и внедрение электронов в затвор; В: ультрафиолетовое облучение; Г: подача отрицательного импульса на контакт затвора.
Задача 17.4. На рисунке П17.3 представлено ПЗУ на пять пятиразрядных слов в виде матрицы 5х5, состоящей из 5 строк и 5 столбцов, в точках пересечения которых включаются элементы памяти, выполненные в виде прямосмещенных диодов. На шину адреса подается код 0100. Какой код появляется на выходе шины данных? А: 10101; Б: 11001; В:11111; Г: 01001.
Задача 17.5. На шину (см. условие задачи 17.4) адреса подается код 0011. Какой код появляется на выходе шины данных (рис. П17.3)? А: 10101; Б: 11001; В:11111; Г: 01011.
Задача 17.6. Какой код (см. условие задачи 17.4) подан на шину адреса (рис. П17.3), если на выходе число 01001? А: 1000; Б: 0010; В: 0011; Г: 0000.
Задача 17.7. Какой код (см. условие задачи 17.4) подан на шину адреса (рис. П17.3), если на выходе число 01001? А: 1000; Б: 0010; В: 0011; Г: 0000.
Рис. П17.3 Рис. П17.4
Задача 17.8. На шину (см. задачу 17.4) адреса (рис. П17.3) подается код 0100. Код какого числа появляется на выходе шины данных? А: 41; Б: 11001; В: 31; Г: 25.
Задача 17.9. В схеме (рис. П17.4) в ячейку памяти записывается слово с разрядностью: А: 2; Б: 4; В: 32; Г: 8.
Задача 17.10. При подаче на адресные входы (рис. П17.4) кода 01011 активизируется транзистор: А: VT11; Б: VT26; В: VT10; Г: VT9.
Задача 17.11. В транзисторе VT0 (рис. П17.4) пережгли перемычки ПП с номерами 2, 6, 7. Подан код адреса 00000. Считывается слово: А: 00000; Б: 01000110; В: 01100010; Г: 10011101.
Задача 17.12. В транзисторе VT5 (рис. П17.4) пережгли перемычки ПП с номерами 2, 6, 7. В транзисторе VT30 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 5, 7. В транзисторе VT10 пережгли перемычки ПП с номерами 3, 7, 8. В транзисторе VT15 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 4, 8. Какой код адреса следует подать, чтобы на выходе получить слово 11000100? А: 00110; Б: 01011; В: 11110; Г: 111110.
Задача 17.13. В транзисторе VT10 (рис. П17.4) пережгли перемычки ПП с номерами 3, 7, 8. В транзисторе VT5 пережгли перемычки ПП с номерами 2, 6, 7. В транзисторе VT30 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 5, 7. В транзисторе VT15 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 4, 8. Какой код адреса следует подать, чтобы на выходе получить слово 01010001? А: 00110; Б: 01011; В: 11110; Г: 111110.
Рис. П17.5 Рис. П17.6
Задача 17.14. В транзисторе VT15 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 4, 8. В транзисторе VT5 пережгли перемычки ПП с номерами 2, 6, 7. В транзисторе VT30 пережгли перемычки ПП с номерами 1, 5, 7. В транзисторе VT10 пережгли перемычки ПП с номерами 3, 7, 8. Какой код адреса следует подать, чтобы на выходе получить слово 10001001? А: 00110; Б: 01011; В: 11110; Г: 111110.
Задача 17.15. Какие диоды (рис. П17.5) следует пробить (разрушить), чтобы при адресе 0101 на выходе был код 01011? А: 53, 55; Б: 51, 52, 54; В: 25, 23; Г: 21, 22, 24; Д: 31, 51; Е: 15, 25, 45.
Задача 17.16. Какие диоды (рис. П17.5) следует пробить (разрушить), чтобы при адресе 0011 на выходе был код 11001? А: 55, 53; Б: 51, 52, 54; В: 32, 33; Г: 21, 22, 24; Д: 31, 51; Е: 15, 25, 45.
Задача 17.17. Какая информационная емкость микросхемы, указанной на рисунке П17.6? А: 20 кбит; Б: 2 кБ; В: 1 байт; Г: 25 бит.
Рис. П17.7 Рис. П17.8
Задача 17.18. Микросхема (рис. П17.7) имеет одноразрядную организацию ОЗУ. Дешифратор имеет 11 входов; N = 8. Информационная емкость равна: А: 4 кБайт; Б: 3 кБайт; В: 2 кБайт; Г: 1 кБайт.
Задача 17.19. Микросхема (рис. П17.7) имеет одноразрядную организацию ОЗУ. Дешифратор имеет 12 входов; N = 8. Информационная емкость равна: А: 4 кБайт; Б: 3 кБайт; В: 2 кБайт; Г: 1 кБайт.
Задача 17.20. Микросхема (рис. П17.7) имеет одноразрядную организацию ОЗУ. Дешифратор строк - 6 входов; дешифратор 7 входов; N = 8. Информационная емкость равна: А: 4 кБайт; Б: 8 кБайт; В: 2 кБайт; Г: 1 кБайт.
Задача 17.21. Какой буквой (рис. П17.8) отмечено УГО схемы ИМС с открытым коллектором?
Задача 17.22. Какой буквой (рис. П17.8) отмечено УГО схемы ИМС с открытым эмиттером?
Задача 17.23. Какой буквой (рис. П17.8) отмечено УГО ИМС с третьим состоянием?
Задача 17.24. Сколько генераторов и усилителей полупроводниковых колебаний может быть размещено в объеме одного полупроводникового кристалла интегральной микросхемы? А: один; Б: до десяти; В: до 100; Г: любое из указанных чисел.
Задача 17.25. Какие из микросхем изготавливаются с помощью метода фотолитографии? А: только гибридные; Б: только твердотельные; В: гибридные и твердотельные; Г: аналоговые.