
- •В.Н. Игумнов физические основы микроэлектроники практикум
- •Оглавление
- •Глава 1 7
- •Глава 2 36
- •Глава 3 163
- •Указания по технике безопасности
- •Предисловие
- •Глава 1 Обработка результатов измерений
- •1.1. Основные понятия и определения метрологии
- •1.2. Погрешности прямых измерений
- •1.2.1. Поправки
- •1.2.2. Случайные погрешности
- •Коэффициенты Стьюдента
- •Обратный ток через p-n-переход
- •1.2.3. Погрешность прибора
- •1.2.4. Погрешность округления. Полная погрешность прямого измерения
- •Э.Д.С. Датчика Холла
- •1.3. Погрешность косвенных измерений
- •1.3.1. Вычисление абсолютной и относительной погрешности
- •Результаты наблюдений
- •1.3.2 Схемы и формулы расчета погрешностей
- •1.3.3. Планирование эксперимента и оценка погрешности
- •1.4. Приближенные вычисления
- •1.5. Единицы измерения физических величин
- •1.6. Оформление результатов измерений
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 2 Лабораторные работы
- •2.1. Исследование характеристических параметров полупроводников
- •Зонная структура полупроводников
- •Температурная зависимость электропроводности
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.2. Исследование полупроводников с помощью эффекта Холла
- •Основные сведения из теории
- •Измерительная установка и методика измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Исследование эффекта поля в полупроводниках на базе полевого транзистора
- •Поверхностные состояния
- •Порядок выполнения работы
- •Величина тока стока
- •Величина тока стока
- •Контрольные вопросы
- •2.4. Определение потенциала Ферми в полупроводниках с помощью коэффициента термоэдс
- •Основные сведения из теории
- •Задание и отчетность
- •Контрольные вопросы
- •2.5. Определение коэффициента Пельтье компенсационным методом
- •Основные сведения из теории
- •Применение эффекта Пельтье для охлаждения радиоаппаратуры
- •Описание установки и порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.6. Контакт металл – полупроводник
- •Основные сведения из теории
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.7. Изучение электрофизических процессов вp-nпереходе
- •Основные сведения из теории
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.8. Исследование кинетики формовки оксидных пленок при электрохимическом окислении металлов
- •Основные сведения из теории
- •Плазменно-электролитическое анодирование
- •Состояние теории образования оксидных пленок
- •Свойства оксидных пленок
- •Описание установки и анодирование
- •Измерение динамики роста и свойств оксидной пленки
- •Задания и отчетность
- •Контрольные вопросы
- •2.9. Исследование процессов в полупроводниковом фоторезисторе
- •Фотопроводимость и поглощение света полупроводниками
- •Процессы захвата, заряда, прилипания и рекомбинации носителей заряда
- •Время жизни носителей заряда. Квантовый выход
- •Теория метода и описание установки
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.10. Полупроводники в сильных электрических полях
- •Теоретическая часть
- •Эффект Ганна
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •2.11. Свойства тонких проводящих пленок
- •Свойства тонких пленок
- •Контроль толщины тонких пленок
- •Порядок выполнения работы:
- •Контрольные вопросы:
- •Глава 3 Решение задач
- •3.1. Структура твердых тел Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.2. Энергетические состояния микрочастиц Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.3. Электрические свойства твердых тел Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •3.4. Свойстваp-nперехода Основные справочные формулы
- •Примеры решения задач
- •Приложения п.1. Фундаментальные физические постоянные
- •П.2. Свойства полупроводников
- •П.3. Некоторые единицы системы си Основные единицы
- •Некоторые производные механические единицы
- •Некоторые производные единицы электрических величин
- •Некоторые производные единицы магнитных величин
- •П.4. Внесистемные единицы, допускаемые к применению
- •П.5. Плотность некоторых твердых тел
- •Библиографический список
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина,3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова,17
Порядок выполнения работы
Лабораторная установка состоит из двух схем (рис. 2.17 и 2.18). Схема (рис. 2.17) позволяет качественно оценить характеристики полевого транзистора до получения графиков. Характеристики воспроизводятся на экране осциллографа. Схема 2 предназначена для измерения характеристик полевого транзистора с целью построения графиков (рис. 2.18).
На лицевой панели находятся три измерительных прибора, две ручки регуляторов и переключатель полярности:
ИП-1 – вольтметр для измерения напряжения затвор-исток;
ИП-2 – вольтметр для измерения напряжения исток-сток;
ИП-3 – миллиамперметр для измерения тока стока;
R1– регулятор напряжения затвор-исток;
R2– регулятор напряжения исток-сток.
Для выполнения работы необходимо:
1) вывести все ручки в крайнее левое положение;
2) включить осциллограф;
3) включить установку;
4) с помощью органов управления, обведенных на лицевой панели жирной линией, получить на экране осциллографа зависимость IС=f(UИС) приUЗИ=constиIС=f(UЗИ);
5) осциллограмму зарисовать в тетради;
6) снять зависимость IС=f(UЗИ) приUИС=const, для трех значенийUИС, равных 8 В, 10 В и 12 В; результаты занести в таблицу 2.4;
7) изменить полярность UЗИна обратную переключением тумблера, повторить пункт 6 и результаты занести в таблицу 2.4;
8) снять зависимость IС=f(UИС) при трех различных значенияхUЗИ=0; ±025; ±0,5 В и результат занести в таблицу 2.5;
9) выключить установку;
10) начертить графики зависимостей IС=f(UИС),IС=f(UЗИ), на основании которых построить график электропроводностиσ=f(UЗИ).
11) оценить и отметить на графиках погрешности измерений.
Таблица 2.4
Величина тока стока
U В UИС, В |
-0,5 |
-0,45 |
-0,4 |
-0,35 |
-0,3 |
-0,25 |
-0,2 |
-0,15 |
-0,1 |
0 | |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
+0,1 |
+0,15 |
+0,2 |
+0,25 |
+0,3 |
+0,35 |
+0,4 |
+0,45 |
+0,5 |
| |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2.5
Величина тока стока
В UЗИ, В |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
-0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+0,25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 2.17. Схема 1 для измерения входных и выходных характеристик полевых транзисторов
Рис. 2.18. Упрощенная схема 2 для визуального наблюдения ВАХ полевых транзисторов