Вопросы к экзамену по курсу «Физика полупроводниковых приборов»

Контактные явления в полупроводниках. Способы формирования электронно-дырочных переходов и их классификация. Электрические процессы в p-n-переходе в отсутствие внешнего напряжения. Контактная разность потенциалов.

Выпрямляющие свойства p-n-перехода и его вольтамперная характеристика. Вольтамперная характеристика идеального р-n-перехода (формула Шокли). Вольтамперная характеристика реального р-n-перехода.

Барьерная и диффузионная емкости р-n-перехода.

Переходные процессы в p-n-переходе.

Явление пробоя р-п-перехода. Лавинный пробой. Туннельный пробой. Тепловой пробой.

Переход металл-полупроводник. Барьер Шоттки. Выпрямляющие свойства барьера Шоттки. Омический (невыпрямляющий) контакт металл-полупроводник.

Гетеропереход. Зонные энергетические диаграммы гетеропереходов.

Полупроводниковые диоды. Классификация полупроводниковых диодов. Выпрямительные диоды. Импульсные диоды. Диоды Шоттки. Pin-диоды. Диоды с накопление заряда. Стабилитроны и стабисторы. Варикапы. Туннельные и обращенные диоды.

Биполярные транзисторы. Основные сведения о биполярных транзисторах. Структура и основные режимы работы. Схемы включения биполярных транзисторов. Физические процессы в биполярном транзисторе в схемах с общей базой и общим эмиттером. Статические характеристики биполярного транзистора.

Полевые транзисторы. Общие сведения о полевых транзисторах и их классификация. Полевые транзисторы с управляющим переходом. Полевые транзисторы с изолированным затвором (MOSFET транзисторы). Эффект поля в МДП-структурах. МДП-транзисторы с индуцированным каналом. МДП-транзисторы со встроенным каналом. Вольт-амперные характеристики МДП-транзисторов.

Общие сведения о силовой электронике. Структура и принцип действия двухэлектродного тиристора. Триодные тиристоры (тринисторы). Симметричные тиристоры (симисторы). Фототиристоры. Мощные силовые МДП-транзисторы. Биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT транзисторы). Силовая электроника на широкозонных полупроводниках.

Полупроводниковые светодиоды. Полупроводниковые инжекционные лазеры. Полупроводниковые фотоэлементы. Фоторезисторы. Фотодиоды. Фототранзисторы.

Лавинно-пролетные диоды. Диоды Ганна. Генерация электромагнитных колебаний в диоде Ганна. Транзисторы с высокой подвижностью электронов (НЕМТ-транзисторы). Гетеропереходные биполярные транзисторы (HBT-транзисторы).

===================================================================

Вопросы к лабораторному практикуму по курсу «Физика полупроводниковых приборов»

1. Какие существуют способы формирования p-n-перехода в полупроводниках?

2. Объяснить возникновение контактного электрического поля в области p-n-перехода.

3. Что такое контактная разность потенциалов и от чего зависит ее величина?

4. Объяснить выпрямляющие свойства идеального p-n-перехода. Записать формулу для ВАХ идеального p-n-перехода (формулу Шокли) и дать необходимые пояснения. Изобразить график ВАХ идеального p-n-перехода.

5. Объяснить возникновение генерационной и рекомбинационной составляющих тока через p-n-переход. Как они влияют на вид ВАХ идеального p-n-перехода? Как зависят эти составляющие тока от типа полупроводника и температуры?

6. Что такое барьерная емкость и как она зависит от внешнего напряжения на диоде?

7. Что такое диффузионная емкость?

8. Объяснить переходный процесс в диоде, происходящий при изменении прямого напряжения на обратное.

9. Какие существуют механизмы пробоя и в чем их суть? Объяснить температурную зависимость напряжения пробоя для различных механизмов пробоя (лавинного и туннельного).

10. Объяснить работу стабилитрона.

11. Какие существуют режимы работы биполярных транзисторов и схемы их включения?

12. Что такое коэффициент инжекции, коэффициент переноса носителей в базе, коэффициенты передачи тока базы и тока эмиттера?

13. Объяснить усиление сигнала в биполярном транзисторе, включенного по схеме с ОБ и ОЭ.

14. Нарисовать и объяснить статические характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме с ОБ и ОЭ.

15. Что такое полевой транзистор и какие существуют типы полевых транзисторов?

16. Объяснить работу полевого транзистора с управляющим переходом.

17. Нарисовать и объяснить статические характеристики полевого транзистора с управляющим переходом.

18. Объяснить работу МДП-транзистора с индуцированным каналом.

19. Нарисовать и объяснить статические характеристики МДП-транзистора с индуцированным каналом.