![](/user_photo/_userpic.png)
- •1) Основные вехи становления и развития электроники. Микроэлектроника и наноэлектроника. Изделия элементной базы.
- •2) Электропроводность собственных и примесных п/п.
- •3) Силы связи.
- •1) Собственные и примесные п/п. Энергетические диаграммы, концентрации носителей заряда.
- •2) Параметры, характеризующие движение носителей заряда в полупроводниках. Подвижности носителей заряда, их взаимосвязь с этими параметрами.
- •3) «Идеальный» p-n переход, его вольт-амперная характеристика.
- •1) Полное и приведённое уравнение Шрёдингера.
- •2) Эффект поля. Образование обеднённого, обогащённого и инверсного слоёв. Энергетические диаграммы.
- •3) Размерные эффекты в тонких плёнках.
- •1) Концентрация носителей заряда в собственных и примесных полупроводниках. Уровень Ферми, зависимость его положения от температуры.
- •2) Вах реального диода.
- •3) Тиристоры.
- •1) Распределение носителей заряда по энергиям в полупроводниках. Физический смысл энергетического уровня Ферми. Положение уровня Ферми в полупроводниках.
- •2) Работа выхода в металле и полупроводнике. Контакт металл-металл.
- •3) Шумы: основные механизмы, параметры.
- •1) Диффузионная ёмкость p-n перехода и диода.
- •2) Соотношение Эйнштейна. Взаимосвязь диффузионной длины и времени жизни неравновесных носителей заряда.
- •3) Малосигнальные статистические параметры мдп-транзистора. Статистические вах n-канального транзистора с индуцированным каналом.
- •2) Принцип выпрямления, простейшая схема для выпрямления. Сравнение свойств выпрямительных диодов из кремния и германия.
- •3) Пробой p-n перехода: механизмы.
- •1) Инжекция в p-n переходе. Уровень инжекции. Распределение инжектированных носителей заряда по координате.
- •2) Импульсные свойства диодов.
- •3) Способы изоляции элементов в полупроводниковых микросхемах, их сравнение.
- •1) Дефекты в кристаллических телах. Их разновидности, влияние на свойства тел.
- •2) Биполярный транзистор: схемы включения, принцип работы, статистические параметры.
- •2) Межзонная (непосредственная) рекомбинация. Уравнение рассасывания.
- •3) Зависимость подвижности носителей заряда от температуры.
- •1) Параметры, характеризующие рекомбинацию в полупроводниках.
- •3) Элементы полупроводниковых микросхем: активные и пассивные функциональные, технологические. Их структуры, основные параметры.
- •1) Биполярный транзистор: структура, статистические вах в схеме с общим эмиттером. Режимы работы. Эффект Эрли.
- •2) Стабилитроны и стабисторы.
- •3) Основы зонной теории
- •1) Электронно-дырочный (p-n) переход в состоянии равновесия.
- •2) Структура материалов. Структура кремния и арсенида галлия. Кристаллические и аморфные твёрдые тела. Трансляционная симметрия. Индексы Миллера.
- •3) Электроны в атоме. Волновые свойства микрочастиц. Соотношения Де Бройля. Уравнение Шрёдингера. Движение электрона в ограниченной области пространства.
- •1) Эффективные массы носителей заряда в полупроводнике.
- •2) Контакты металл-полупроводник: разновидности, энергетические диаграммы, свойства.
- •1) Элементы коммутации изделий микроэлектроники.
- •2) Схема и принцип действия усилительного прибора.
- •3) Гетеропереход между полупроводниками разного типа электропроводности.
- •1) Зависимость толщины обеднённого слоя p-n перехода от приложенного напряжения. Барьерная емкость. C-V характеристики.
- •2) Работа биполярного транзистора в импульсном режиме
- •3) Стационарное состояние полупроводника. Неравновесные концентрации носителей заряда.
- •1) Механизмы движения носителей заряда в полупроводниках. Неравновесные носители заряда. Уравнение непрерывности.
- •2) Диффузионные длины и времена жизни неравновесных носителей заряда.
- •3) Тепловой ток p-n перехода и диода.
- •1) Электронно-дырочный (p-n) переход при обратном смещении. Экстракция. Распределение неосновных носителей заряда их по координате в областях перехода.
- •2) Контакты между полупроводниками одного типа электропроводности.
- •3) Туннельный диод.
- •1) Соотношение неопределённости Гейзенберга. Энергетические зоны. Энергетические диаграммы металла и непроводника.
- •2) Работа выхода и контактная разность потенциалов в металле и полупроводнике.
- •3) Биполярный транзистор: конструкция, схемы включения, малосигнальные эквивалентные схемы и параметры.
- •1) Гетеропереход между проводниками одного типа электропроводимости.
- •2) Выпрямительный диод. Диод Шотки.
- •3) Биполярный транзистор: конструкция, схемы включения, Модель Эберса-Молла, её применение.
- •1) Тепловой механизм пробоя p-n перехода.
- •2) Вырожденные и невырожденные системы. Фермионы и бозоны.
- •3) Элементарные ячейки кристаллических решёток. Аллотропия. Изотропия и анизотропия свойств. Трансляционная симметрия.
- •1) Обращённый диод.
- •2) Принцип функционирования биполярного транзистора.
- •3) Системы, их разновидности. Микро и макроскопические состояния термодинамической системы.
- •1) Три начала термодинамики. Энтропия.
- •2) Стабилитрон.
2) Работа биполярного транзистора в импульсном режиме
Транзисторы
включаются по схеме с ОЭ. В процессе
прохождения импульса тока транзистор
работает в трех режимах. В промежутки
между импульсами – в отсечки, в момент
включения – в нормальном активном, в
момент прохождения импульса – насыщения.
В исходном состоянии транзистор в
режиме отсечки. При подачи на базу
импульса тока положительной полярности
открывается эмитерный переход и с
задержкой
появляется коллекторный ток. Длительность
фронта
коллекторного импульса оп-я разбросом
скоростей инжектированных в Б н.з., в
результате не все н.з. достигают К
одновременно. В течение
– транзистор работает в нормальном
активном режиме, при этом в базе
накапливается объёмный заряд, созданный
инжектированными носителями. После
– насыщение, К-переход открывается.
Потенциал К становится меньше Б. Из-за
инжекции коллекторный ток становится
постоянным (ток насыщения). В момент
изменяется направление тока базы и
начинается рассасывание н.з. на базе
во время насыщения. В момент изменения
направления тока базы наблюдается
небольшой спад тока К, связанный с
изм-ем. паденияU
на объёмное сопротивлении базы. Далее,
в течение времени
ток К мало изменяется до истощения н.з.
в базе. Это время рассасывания.
– время отсчеки. Все переменныеt
определяются быстродействие и частотные
св-ва транзистора.
3) Стационарное состояние полупроводника. Неравновесные концентрации носителей заряда.
Свободные носители заряда, которые возникают не за счет тепловой энергии, называются неравновесными. В отличие от равновесных неравновесные носители могут распределяться по кристаллу неравномерно, вследствие чего возникает градиент их концентрации, а следовательно и диффузия. При неизменной мощности внешнего воздействия через некоторое время наступает стационарное состояние, когда скорость генерации g равна скорости рекомбинации R и устанавливается определенная стационарная концентрация свободных носителей заряда. n = no + Dn, p = po + Dp, где n, p - общие концентрации электронов и дырок соответственно; no, po - равновесные концентрации электронов и дырок; Dn, Dp - дополнительные концентрации, т.е. концентрации неравновесных носителей заряда. Каждый неравновесный носитель заряда существует "живет" в кристалле ограниченное время до рекомбинации. (доп. Инфа билет 8 вопрос 2)
Билет 18.
1) Механизмы движения носителей заряда в полупроводниках. Неравновесные носители заряда. Уравнение непрерывности.
Движение
обусловлено двумя процессами: диффузией
и дрейфом под действием электрического
поля.
,
где
,
- дрейфовые, а
,
- дуффузионные составляющие плотности
тока электронов и дырок, соответственно.
При
помещении полупроводника в электрическое
поле на хаотическое движение носителей
зарядов накладывается составляющая
направленного движения. Направленное
движение носителей зарядов в электрическом
поле обусловливает появление тока,
называемого дрейфовым током. Из-за
столкновения носителей зарядов с
атомами кристаллической решетки их
движение в направлении действия
электрического поля будет прерывистым.
Такое движение может быть охарактеризовано
средней скоростью движения носителей
зарядов в направлении действия
электрического поля. Средняя скорость
движения носителей зарядов в поле
единичной напряженности называется
подвижностью или коэффициентом
подвижности носителей заряда.
Кроме теплового возбуждения, приводящего к возникновению равновесной концентрации зарядов, равномерно распределенных по объему полупроводника, обогащение полупроводника электронами и дырками может осуществляться различными внешними воздействиями (освещением полупроводника, облучением потоком заряженных частиц, введением носителей заряда через контакт и т.д.). В этом случае энергия возбудителя передается непосредственно носителям заряда, а тепловая энергия кристаллической решетки остается практически постоянной. Следовательно, избыточные носители заряда не находятся в тепловом равновесии с решеткой и поэтому называются неравновесными носителями. В отличие от равновесных носителей, они могут неравномерно распределяться по объему полупроводника.
После
прекращения действия возбудителя за
счет рекомбинации электронов и дырок
концентрация избыточных носителей
быстро убывает и достигает равновесного
значения. Носители зарядов рекомбинируют
в объеме полупроводника и на его
поверхности. Неравномерное распределение
неравновесных носителей зарядов
сопровождается их диффузией в сторону
меньшей концентрации. Этодвижение
носителей зарядов обусловливает
прохождение электрического тока,
называемого диффузионным током.
Пусть S –
замкнутая поверхность, а векторы всюду проведены по внешним нормалям
.
Тогда поток вектора
сквозь
эту поверхность S равен электрическому
току I, идущему вовне из области,
ограниченный замкнутой поверхностью S.
Следовательно, согласно закону сохранения
электрического заряда, суммарный
электрический заряд q, охватываемый
поверхностью S, изменяется за
время
на
,
тогда в интегральной форме можно
записать:
.
Это соотношение называется
уравнением
непрерывности. Оно является, по существу,
выражением закона сохранения
электрического заряда.