- •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
Рекомендуемая литература Основная литература
1. Власов А.Б. Электроника. Часть I Элементы электронных схем. Мурманск : МГТУ, 2007. 157 с.
2. Власов А.Б. Электроника. Часть II Основные аналоговые элементы и узлы электронной аппаратуры. Мурманск : МГТУ, 2008. 202 с.
3. Власов А.Б. Электроника. Часть III Основные цифровые элементы и узлы электронной аппаратуры. Мурманск : МГТУ, 2008. 207 с.
4. Власов А.Б., Физические основы электронной техники: Учеб. пособие. Ч.1. Физика полупроводников. Мурманск : МГАРФ, 1994, 143 с.: ил. ; Ч. 2. Физика полупроводниковых приборов. Мурманск : МГАРФ, 1994, 134 с.: ил.
5. Власов А.Б., Черкесова З.Н. Задачи и методы их решения по курсу Электротехника и электроника. Мурманск : МГТУ, 2009. 129 с.
6. Власов, А.Б. Виртуальный лабораторный практикум ″Электроника″, – Мурманск : Изд-во МГТУ, 2010. 137с.
7. Власов, А.Б., Черкесова З.Н. Лабораторный практикум ″Электроника″, – Мурманск : Изд-во МГТУ, 2010. – 117 с.
Дополнительная
8. В.И. Карлащук. Электронная лаборатория на IBM PC. М. : Солон - Пресс, 2006.
9. Г.А. Кардашев. Виртуальная электроника. М. : Горячая Линия, 2002. 206 с.
10. Бабич Н.П. Основы цифровой схемотехники. М. : Додэка-ХХI, Киев: МК-Пресс, 2007. 480 с.
11. Шило В.Л. Популярные цифровые микросхемы: Справочник. М. : Радио и связь, 1987. 352 с.
12. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Гелиос, АВР, 2004. 336 с.
13. Алексенко А.Г. и др. Применение прецизионных аналоговых микросхем / А.Г. Алексенко, Е. А. Коломбет, Г.И. Стародуб. 2-е изд., перераб. и доп. М. : Радио и связь, 1985. 256 с.
14. Электроника: справ. кн. / под ред. Ю.А. Быстрова. СПб. : Энергоатомиздат. СПб. отд-ние : 1996. 554 с.
15. Штумпф, Э.П. Судовая электроника и силовая преобразовательная техника. СПб. : Судостроение. 1993. 362 с.
16. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник/ Г.С. Найвельт, К.Б. Мазель и др.; под ред. Г.С. Найвельта. М. : Радио и связь, 1985. 576 с.
17. Забродин Ю.С. Промышленная электроника: Учеб. пособие для вузов. - М. : Высш. шк., 1982. - 446 с.
18. Бобровников Л.З. Электроника: Учебник для вузов. – СПб. : Питер, 2004. – 560 с.
19. Гусев В.В., Гусев Ю.М. Электроника. М. : Высш. шк., 1991, 623 с.: ил.
20. Пасынков В.В. Материалы электронной техники. М. : Высш. шк., 1980.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………. |
3 |
тема 1. ПРИБОРЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ полупроводниковых приборов |
5 |
1.1. Автоматические мосты переменного тока……………. |
5 |
1.2. Осциллографы…………………………………………………….. |
7 |
1.3. Генераторы…………………………………………………………. |
11 |
Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов |
12 |
Лабораторная работа № 2.1 ″Исследование параметров терморезисторов″………..…………… |
12 |
2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы……………………… |
12 |
Подготовка к работе………………………. |
14 |
Измерения и обработка результатов……… |
15 |
Лабораторная работа № 2.2 ″Исследование параметров варисторов″ |
17 |
2.2. Общие сведения о варисторах……………………………………. |
17 |
Подготовка к работе………………………. |
21 |
Измерения и обработка результатов……… |
21 |
Лабораторная работа № 2.3 Исследование метода термозонда и эффекта Холла……………………… |
23 |
2.3. Определение типа носителей в полупроводниках……………… |
23 |
2.3.1. Метод термозонда………………………………………….. |
23 |
2.3.2. Метод Холла……………………………………………… |
26 |
2.3.3. Определение концентрации и подвижности носителей… |
28 |
Подготовка к работе………………………. |
29 |
Измерения и обработка результатов……… |
30 |
ТЕМА 3. полупродниковые диоды ……….….. |
34 |
Лабораторная работа № 3.1 ″Исследование полупроводниковых диодов″……………………………………… |
34 |
3.1. Характеристики полупроводниковых диодов…………………… |
34 |
Подготовка к работе………………………. |
40 |
Измерения и обработка результатов……… |
41 |
Лабораторная работа № 3.2 ″Исследование полупроводниковых стабилитронов″…………………………... |
43 |
3.2. Полупроводниковые стабилитроны и стабисторы……………… |
43 |
3.3. Описание стенда…………………………………………………… |
47 |
Подготовка к работе………………………. |
48 |
Измерения и обработка результатов……… |
49 |
Лабораторная работа №3.3 ″Исследование светодиодов″………………. |
51 |
3.4. Характеристики светодиодов........................................................... |
51 |
3.4.1. Управляемые источника света. Светодиоды…………… |
51 |
3.4.2. Строение светодиодов…………………………………….. |
55 |
3.4.3. Общие сведения об обозначении светодиодов…………… |
56 |
3.4.4. Особенности лабораторной установки…………………… |
58 |
Подготовка к работе………………………. |
58 |
Измерения и обработка результатов……… |
58 |
Лабораторная работа №3.4 ″Исследование фоторезисторов и фотодиодов″………………………….. |
60 |
3.5. Общие сведения о фотоприемниках……………………………… |
60 |
3.5.1. Фоторезисторы…………………………………………… |
61 |
3.5.2. Параметры и характеристики фоторезистора……………. |
63 |
3.5.3. Особенности работы фотодиодов…………………………. |
66 |
3.5.4. Описание установки……………………………………….. |
71 |
Подготовка к работе………………………. |
74 |
Измерения и обработка результатов……… |
75 |
тема 4. биполярные транзисторы |
80 |
Лабораторная работа №4.1 ″Статические характеристики биполярного транзистора″……………………………….. |
80 |
4.1. Характеристики биполярных транзисторов……………………... |
80 |
4.1.1. Схемы включения биполярных транзисторов ………….. |
80 |
4.1.2. Схема с общей базой………………………………………. |
81 |
4.1.3. Схема с общим эмиттером………………………………… |
82 |
4.1.4. Описание установки……………………………………….. |
85 |
Подготовка к работе………………………. |
85 |
Измерения и обработка результатов……… |
86 |
тема 5. Полевые транзисторы |
91 |
Лабораторная работа № 5.1 ″Статические характеристики полевого транзистора″ |
91 |
5.1. Характеристики полевого транзистора………………………….. |
91 |
5.1.1. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом……. |
91 |
5.1.2. Полевой транзистор с изолированным затвором………… |
95 |
5.1.3. Особенности схемы измерения…………………………… |
100 |
Подготовка к работе………………………. |
101 |
Измерения и обработка результатов……… |
102 |
Тема 6. Элементы технологии производства ИМС |
104 |
Лабораторная работа № 6.1 ″Исследование элементов технологии изготовления микросхем″……………. |
104 |
6.1. Элементы технологии изготовления ИМС……………………… |
104 |
6.1.1. Классификация ИМС………………………………………. |
104 |
6.1.2. Понятие о технологическом цикле производства ИМС…. |
105 |
6.1.3. Производство планарного биполярного транзистора……. |
108 |
6.1.4. Производство планарного полевого транзистора……….. |
113 |
6.1.5. Структура транзисторов статических микросхем памяти.. |
113 |
6.1.6. Общие сведения о топологии микросхем памяти………... |
116 |
6.1.7. Описание установки и процедуры испытаний…………… |
117 |
Подготовка к работе………………………. |
120 |
Измерения и обработка результатов……… |
121 |
Приложение |
125 |
Задачи по темам Аналоговая и цифровая электроника |
125 |
П1. Элементы электронных схем……………………….. |
125 |
П2. Диоды и тиристоры…………………………………. |
127 |
П3. Источники вторичного напряжения……………….. |
129 |
П4. транзисторы………………………………………….. |
132 |
П5. Аналоговые устройства……………………………… |
136 |
П6. Операционные усилители и схемы на их основе….. |
140 |
П7. Преобразовательные устройства и генераторы…….. |
143 |
П8. Стабилизаторы………………………………………. |
145 |
П9. Логические микросхемы…………………………….. |
146 |
П10. Логические схемы………………………………….. |
150 |
П11. Схемы на ЛЭ……………………………………….. |
153 |
П12. Триггеры……………………………………………... |
158 |
П13. Регистры и счетчики……………………………….. |
161 |
П14. Преобразователи кодов……………………………. |
165 |
П15. Мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры.. |
167 |
П16. Цифро-аналоговые преобразователи………………. |
171 |
П17. микросхемы (технология и устройство)………... |
174 |
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА………………… |
177 |
ОГЛАВЛЕНИЕ………………………………… |
179 |