- •1. Электрические заряды. Строение атома. Энергетические уровни и энергетические зоны. Положительные и отрицательные ионы.
- •2. Электрическое поле. Взаимодействие электрических зарядов с электрическим полем. Закон Кулона.
- •3. Электрический потенциал и разность потенциалов.
- •4. Электрическая емкость. Конденсатор. Способы изменения электрической емкости конденсаторов. Параллельное и последовательное соединения конденсаторов.
- •5. Постоянный электрический ток. Условия существования электрического тока. Направление, сила и плотность постоянного электрического тока.
- •6. Электрическое сопротивление. Единицы измерения сопротивления. Зависимость сопротивления от температуры.
- •7. Резисторы. Виды резисторов. Параллельные и последовательные соединения резисторов.
- •8. Закон Ома для участка и полной электрической цепи.
- •9. Законы Кирхгофа.
- •10. Работа и мощность электрического тока.
- •11. Переменный электрический ток и его основные параметры: период, частота, амплитуда, мгновенное и среднее (действующее) значения.
- •12. Основные сведения о полупроводниках. Разрешенные и запрещенные зоны. Валентная зона и зона проводимости.
- •13. Полупроводники с собственной электропроводностью. Кристаллическая решетка. Ковалентные связи. Генерация пар электрон — дырка. Рекомбинация. Формулы для концентраций электронов и дырок.
- •14. Полупроводники с электронной электропроводностью. Энергетическая диаграмма. Формулы для концентраций основных и неосновных носителей. Положение уровня Фермы.
- •15. Полупроводники с дырочной электропроводностью. Энергетическая диаграмма. Формулы для концентраций основных и неосновных носителей. Положение уровня Фермы.
- •16. Неравновесная и избыточная концентрации основных и неосновных носителей зарядов в полупроводнике.
- •17. Диффузионный и дрейфовый токи в полупроводнике. Причины, вызывающие их появление. Формулы для плотностей токов.
- •18. Электронно-дырочный переход в состоянии равновесия. Образование контактной разности потенциалов. Энергетическая диаграмма. Ширина запирающего слоя.
- •19. Прямое включение эдп. Явление инжекции неосновных носителей. Влияние прямого напряжения на контактную разность потенциалов и ширину запирающего слоя. Энергетическая диаграмма.
- •20. Обратное включение эдп. Обратный ток. Включение обратного напряжения на ширину запирающего слоя. Энергетическая диаграмма.
- •21. Вольтамперная характеристика эдп (вах). Уравнение теоретической вах и ее график.
- •22. Емкость эдп. Зарядная и диффузионная емкости, их физическая интерпретация. Графическая зависимость зарядной емкости от обратного напряжения.
- •23. Эквивалентные схемы эдп при прямом и обратном включениях. Прямое включение эдп
- •24. Разновидности электрических переходов. Электрический переход между полупроводником и металлом (переход или барьер Шотки). Выпрямляющие и невыпрямляющие электрические переходы.
- •25. Полупроводниковые диоды. Классификация, основные параметры и система обозначений.
- •26. Выпрямительные полупроводниковые диоды. Назначение, основные параметры, классификация. Простейший выпрямитель на полупроводниковом диоде.
- •27. Полупроводниковые стабилитроны. Назначение, вах и основные параметры. Схема простейшего стабилизатора напряжения на стабилитроне и принцип его работы.
- •28. Варикапы. Назначение вольт-фаратная характеристика. Схема включения варикапа в колебательный контур для изменения его резонансной частоты.
- •29. Туннельные диоды. Энергетическая диаграмма при прямом и обратном включениях. Вах. Пояснить появление на вах участка с отрицательным сопротивлением.
- •30. Общие сведения о биполярных транзисторах (бт). Структурные схемы бт типов р-n-р иn-р-n. Условные графические обозначения.
- •31, 32, 33. Различные схемы включения бт. Схема, токопрохождение. Уравнение, связывающее выходной и входной токи.
- •34. Статические гибридные характеристики бт, включенного по схеме оэ. Функциональные зависимости. Схема для их экспериментального снятия. График семейств входных и выходных характеристик.
- •35. Малосигнальные h-параметры бт, включенного по схеме оэ. Формулы и методика определения по статическим гибридным характеристикам.
- •37. Зависимость параметров бт от частоты. Предельная и граничная частоты коэффициентов передачи тока.
- •38. Работа бт, включенного с оэ, в режиме усиления гармонического сигнала. Схема, графики напряжений.
- •39. Параметры режима усиления. Формулы, методика определения по статическим гибридным характеристикам в схеме оэ,oб
- •40. Факторы, ограничивающие полезную выходную мощность бт. Определение рабочей области на выходных статических гибридных характеристиках.
- •41. Особенности работы бт в ключевом режиме. Схема, графики напряжений и токов.
- •42. Схема ключа с транзистором Шотки. Пояснить причину уменьшения времени рассасывания в таком ключе.
- •43. Устройство, принцип действия, статические характеристики и параметры мдп-транзисторов с индуцированным каналом п- и р- типов.
- •45. Устройство, принципы действия статические характеристики и параметры мдп-транзистора с управляющим р-п-переходом.
- •46. Устройство, принцип действия, статические характеристики и параметры меп-транзисторов.
- •47. Дифференциальные параметры полевых транзисторов и методика их определения по статическим характеристикам.
- •48. Работа пт в режиме усиления. Схема простейшего усилителя. Параметры режима усиления и методика их определения по характеристикам.
- •49. Инвертoр на мдп-транзисторах с индуцированным каналом. Схема, графики входного и выходного напряжения. Уровни выходного напряжения u0 и u1.
- •52. Этапы изготовления полупроводниковых имс, обеспечивающие формирование в кристалле полупроводника транзисторной структуры.
- •53. Интегральные транзисторы n-p-n и p-n-p. Способ увеличения коэффициента передачи тока h21э транзистора типа p-n-p. Многоколлекторный транзистор.
- •54. Интегральные многоэмиттерые транзисторы. Структура. Схема включения мэт в цифровых устройствах.
- •55. Интегральные транзисторы с инжекционным питанием. Структурная и эквивалентная схемы. Принципа работы.
- •56. Диоды, резисторы и конденсаторы полупроводниковых имс.
- •57. Полупроводниковые приемники излучения. Фоторезистор, устройство, принцип действия, схема включения, основные характеристики и параметры.
- •58. Полупроводниковые приемники излучения. Фотодиод, устройство, принцип действия, схема включения.
- •59. Полупроводниковые приемники излучения. Фототранзистор, устройство, принцип действия, схема включения, выходные характеристики.
- •60. Полупроводниковые источники излучения. Светоизлучающие диоды. Оптопары. Светодиод
42. Схема ключа с транзистором Шотки. Пояснить причину уменьшения времени рассасывания в таком ключе.
Наибольшим быстродействием будут обладать ключевые схемы, у которых S=1, т.е. ток база которых имеет минимальное значение, при котором наступает режим насыщения. С этой целью коллекторный ЭДП транзистора шунтируют диодом Шотки, как показано на рис. 4.28, а. падение напряжения на открытом диоде Шотки не превышает 0,4 В, в то время как напряжение на эмиттерном переходе БТ составляет UБЭ00,8 В. Так как UБЭ= UБ-UЭ= UБ, поскольку UЭ =0, то при уменьшении потенциала коллектора до 0,4 В напряжение на диоде Шотки оказывается равным Uд= UБ-UК= 0,8-0,4=0,4 В, он оказывается в открытом состоянии и через него протекает часть входного тока, что приводит к уменьшению тока базы, т.к. IБ=IВХ-Iд. БТ, у которого коллекторный переход зашунтирован диодом Шотки, называется транзистором Шотки и обозначается так, как показано на рис. 4.28, б.
Рис. 1 Рис. 2
43. Устройство, принцип действия, статические характеристики и параметры мдп-транзисторов с индуцированным каналом п- и р- типов.
Упрощенная структура МДП-транзистора с индуцированным каналом р-типа показана на рис. 5.1. В подложке из кремния n-типа с высоким удельным сопротивлением методом диффузии созданы две сильно легированные области р-типа. Эти области отделены друг от друга встречно включенными ЭДП р^+-n и n-р^+. Поэтому если между этими р^+-областями включить источник внешнего напряжения ЕС, то при любой его полярности один из ЭДП окажется включенным в обратном направлении и в цепи будет протекать очень незначительный ток, являющийся обратным током закрытого ЭДП. На поверхности полупроводника между р^+-областями создают тонкий слой диоксида кремния SiO2, обладающего высокими диэлектрическими свойствами. На этот слой напыляется металлическая пленка, служащая управляющим электродом - затвором. Если к металлическому затвору приложить отрицательное относительно подложки напряжение, то под действием возникшего электрического поля с напряженностью ЕЗП электроны начнут уходить от поверхности в глубину подложки, а дырки, наоборот, будут поступать из глубины подложки к ее поверхности. При некотором значении напряжения между затвором и подложкой концентрация дырок в приповерхностном слое подложки оказывается больше концентрации электронов, т.е. в приповерхностном слое подложки между р^+-областями образуется область с электропроводностью р-типа. Это явление называют инверсией электропроводности, а образовавшийся в приповерхностном слое р-слой - каналом. Теперь если между р^+-областями включить источник внешнего напряжения ЕС, то в образовавшейся электрической цепи потечет ток, создаваемый движением основных носителей заряда (дырок). Область р^+, от которой начинается движение основных носителей, называется истоком, а область р^+, к которой эти носители движутся - стоком. Сила протекающего тока, называемого током стока IС, зависит от толщины (ширины) канала, которую можно изменять изменением напряжения на затворе UЗИ (исток электрически соединяется с подложкой). Напряжение UЗИ, при котором появляется инверсия электропроводности приповерхностного слоя подложки, называется пороговым и обозначается UЗИпор. При увеличении абсолютного значения отрицательного напряжения UЗИ ширина канала увеличивается, что приводит к уменьшению его сопротивления и увеличению тока стока IС. Условное обозначение МДП-транзистора с каналом р-типа показано на рис. 5.2, а. Если использовать подложку р-типа со встроенными n^+-областями стока и истока, то получится МДП-транзистор с каналом n-типа. В таком транзисторе на затвор и на сток необходимо подавать положительные напряжения. Условное обозначение МДП-транзистора с каналом n-типа показано на рис. 5.2, б.
Эти характеристики отражают зависимость тока стока от напряжения UЗИ и UСИ. Практическое применение получили статические сток-затворные и стоковые, или выходные, характеристики. На рис.5.3, а приведены исток-затворные характеристики МДП-транзисторов с индуцированным каналом n-типа. Как видно из этих характеристик напряжение UСИ оказывает слабое влияние на ток стока, поэтому часто вместо семейства приводится одна сток-затворная характеристика. Выходные, или стоковые характеристики МДП-транзистора с индуцированным каналом n-типа показаны на рис.5.3, б. Они похожи на выходные характеристики биполярного транзистора, включенного по схеме ОЭ, но в отличие от них при разных значениях UЗИ восходящие участки имеют различную крутизну. На стоковых характеристиках можно выделить две области: крутую (1) и пологую (2). Связь между током стока IС и напряжениями на электродах МДП-транзистора с индуцированным каналом определяется уравнениями Хофстайна. Для крутой области характеристик
IC=K[(UЗИ-UЗИПОР)UСИ-0.5U^2СИ] (5.1) где К-удельная крутизна, измеряемая в А/В^2 и зависящая от размеров канала и материала диэлектрика. Для пологой области характеристик IC=0,5K(UЗИ-UЗИПОР)^2 (5.2).
Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4