3. Простейшая структура диэлектрического световода. Примеры использования волоконных световодов.

Оптический кабель предназначен для передачи информации, содержащейся в модулированных электромагнитных колебаниях оптического диапазона. В настоящее время используется диапазон длин волн от 0.8 до 1.6 мкм, соответствующий ближним инфракрасным волнам. Оптический кабель содержит один или несколько оптических волокон. Оптическое волокно – это направляющая система для электромагнитных волн оптического диапазона. Практическое значение имеют только оптоволокна, изготовленные из высоко прозрачного диэлектрика: стекла или полимера.

Examination card 7

1. Основные физические параметры биполярных транзисторов.

К физическим параметрам относятся коэффициенты передачи тока, дифференциальные сопротивления переходов, объемные со­противления областей, емкости переходов и др. Они характеризуют основные физические процессы в транзисторе.

Статический коэффициент передачи тока базы. Хотя теоретиче­ски коэффициенты передачи  и  для схем ОБ и ОЭ равноправ­ны, на практике удобнее рассматривать . При изменении пара­метров структуры транзистора, режимов его работы и температуры,  почти не изменяется в абсолютном значении, оставаясь близким к единице, в то время, как диапазон изменения  велик. В спра­вочной литературе приводят значения , а не . Пренебрегая малым током и считая из получаем (5.1)

Объемные сопротивления областей. Сопротивление эмиттерной области обычно пренебрежимо мало из-за высокой концентрации примесей. Сопротивление базы определяется размерами структуры и распределением концентраций примесей в активной и пассивной областях базы. В структуре сопротивление активной базы r_Ба - это сопротивление в горизонтальном направ­лении части базового слоя между центром и краем эмиттерного перехода, а сопротивление пассивной базы r_Бп - это сопротивле­ние между краем эмиттерного перехода и базовым контактом. Для транзисторов с тонкой активной базой обычно r_Ба >r_Бп. Напри­мер, для структуры с распределением концентраций примесей, при b_Э = 2 а_Э и а_ЭБ = а_Э /2 сопротивления r_Ба = 400 Ом, r_Бп = 100 Ом.

Коэффициент обратной связи по напряжению. Коэффициент определяется как (5.2)

при I_э = const в активном режиме. Обратная связь обусловлена эффектом Эрлu (эффектом моду­ляции толщины базы).

2. Эквивалентная схема интегральной структуры на мдп транзисторах(2).

Главная особенность – технология ИМС на МДП-транзисторах – это поликремниевый затвор использующийся в качестве промежуточной маски при формировании n(+)-областей при помощи ионного внедрения бора (метод самосовмещения).

1, 2 – Сильнолегированные области (n+) типа являются истоком и стоком, толщина 0,3…0,5 мкм (структура симметрична).

3

– затвор из слоя поликристаллического кремния, толщина 0,2…0,4 мкм, легированный донорами для снижения его сопротивления до 20…40 Ом/ .

4 – слой окисла (подзатворный диэлектрик) 0,03…0,05 мкм

5 – слой p-типа толщиной 0,1 мкм с повышенной по сравнению с подложкой концентрацией акцепторов, необходим для получения величины порогового напряжения U_пор=0,5…1 В. Это область формирования n-канала, создается методом ионного легирования.

6 – толстый боковой слой окисла (0,5…0,6 мкм), монтажный слой (~ 1 мкм), разделяющий соседние транзисторы, получается методом локального окисления.

7 – слой p(+)-типа (охранные p(+) области), необходимые для устранения паразитной связи между соседними транзисторами.

8 – металлическая пленка для соединений (Al)

9 – изоляция между слоями.

10 – второй слой соединений.

Исток и сток паразитного МДП-транзистора Т_пар образован областью 2 транзистора Т₁ и областью 1 транзистора Т_2, диэлектриком является слой окисла (6), затвором служит какой-либо из проводников соединений (10).

Назначение слоя 7. В отсутствии слоя 7 канал под окислом 6 может индуцироваться зарядом ионов окислов, паразитный транзистор открыт и паразитная связь существуют при любом напряжении на проводнике 10.

3. Связь частоты и энергетических уровней квантовых переходов. Диапазоны частот, в которых проявляются энергетические переходы между электронными, колебательными и вращательными уровнями энергии квантовых частиц.

О сновой системы энергетических уровней квантовой системы являются электронные уровни, стоящие друг от друга на 1 – 10 эВ. Между электронными уровнями располагаются колебательные уровни с расстоянием примерно 0,1 эВ, между колебательными уровнями находятся вращательные уровни с интервалами 10^-3 эВ и менее.

Переходы между электронными уровнями соответствуют излучению в видимом и ультрафиолетовом диапазонах, между колебательными уровнями – инфракрасному, между вращательными – СВЧ – диапазону.

Examination card 8