Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Полупроводниковые приборы - файл часть 0.doc


Лекции - Полупроводниковые приборы
скачать (722.8 kb.)

Доступные файлы (7):

часть 0.doc55kb.12.04.2006 20:13скачать
Часть 1(Некрашевич).doc640kb.10.02.2006 20:03скачать
Часть 2-Павленок.doc1004kb.02.02.2006 21:26скачать
часть 3 Кистер.doc622kb.18.11.2006 13:17скачать
Часть 4 (Пентюхов).doc457kb.12.04.2006 20:13скачать
часть 5 Чечко.doc501kb.10.04.2006 23:51скачать
Часть 6 Шабалин.doc500kb.16.05.2006 01:53скачать

содержание
Загрузка...

часть 0.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
УДК 621.382

Разработал Ю. А. Козусев.

Составлено студентами III курса.

2005 г. Не редактировано.

  1. ПРЕДИСЛОВИЕ.


Целью изучения дисциплины является формирование у студентов знаний о конструкциях, принципах действия, характеристиках и параметрах полупроводниковых приборов, о физических основах функционирования полупроводниковых приборов, о режимах их работы и влиянии режимов на параметры и характеристики приборов.

Материал дисциплины базируется на знаниях, полученных при изучении курсов: "физика", "ТОЭ", "ФОЭТ".


^ 2. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА.

2.1. Физика полупроводников.

Электропроводность твердого тела. Металл, диэлектрик, полупроводник. Собственная электропроводность полупроводника. Собственная концентрация дырок и электронов. Зонная диаграмма собственного полупроводника. Ширина запрещенной зоны. Распределение Ферми. Температурный потенциал.

Примесный полупроводник n-типа. Уровень Ферми. Зонная диаграмма примесного полупроводника. Концентрация дырок и электронов. Примесный полупроводник р-типа. Уровень Ферми. Зонная диаграмма примесного полупроводника р-типа. Концентрация дырок и электронов.

Температурный диапазон работы примесных полупроводников. Уравнение нейтральности. Термогенерация. Рекомбинация. Скорость рекомбинации. Время жизни. Закон действующих масс

Токи в полупроводниках. Дрейфовый и диффузионный токи. Уравнения непрерывности и диффузии. Стационарное уравнение диффузии. Зависимость плотности диффузионного тока от координаты. Ток рекомбинации.

Тема 2. Теория p-n перехода

Р-n переход. Структура. Больцмановское равновесие. Зонная диаграмма р-n перехода. Высота потенциального барьера.

Прямое смещение р-n перехода. Инжекция. Обратное смещение р-n перехода. Экстракция. Ширина р-n перехода. Неравновесная ширина р-n перехода.

Несимметричный р-n переход. Односторонняя инжекция. Эмиттер. База.

Вольт-амперная характеристика (ВАХ) идеализированного диода. Прямая ветвь ВАХ реального диода. Схема замещения диода в прямом включении. Дифференциальное сопротивление. Температурная зависимость прямого напряжения на диоде.

Обратная ветвь ВАХ реального диода. Схема замещения диода при обратном включении.

Пробой р-n перехода. Туннельный и лавинный механизмы пробоя. Вторичный (тепловой) пробой. Влияние температуры на напряжение пробоя при различных механизмах пробоя.

Барьерная емкость р-n перехода. Варикапы.

2.3. Полупроводниковые диоды.

Технология изготовления п/п диодов. Точечные диоды. Сплавные диоды. Метод диффузии. Эпитаксиальный метод.

Выпрямительные диоды. Предельные эксплуатационные параметры, классификация выпрямительных диодов.

Однополупериодный выпрямитель. Расчет емкости фильтра. Двухполупериодные выпрямители.

Стабилитроны. Параметры, классификация. Параметрический стабилизатор напряжения.

Импульсные диоды. Переходные процессы в диодах при включении и отключении. Процессы в импульсных диодах при переключении на обратное напряжение. Классификация импульсных диодов. Диоды Шоттки.

2.4. Биполярные транзисторы.

Биполярный транзистор. Структура. Транзисторы n-р-n и р-n-р типов. Зонные диаграммы в равновесном состоянии. Режимы работы транзистора. Активный нормальный режим работы транзистора. Распределение неосновных зарядов в базе транзистора. Распределения зарядов в базе в инверсном режиме, в режимах отсечки и насыщения.

Токи в транзисторе. Коэффициент передачи тока эмиттера. Коэффициенты инжекции и переноса.

Модель Эберса-Молла биполярного транзистора.

Выходные ВАХ биполярного транзистора в схеме включения с общей базой (ОБ). Распределение зарядов в базе. Входные ВАХ транзистора в схеме ОБ.

ВАХ реальных транзисторов.

Транзистор в схеме включения с общим эмиттером (ОЭ). Коэффициент передачи тока базы. Выходные ВАХ транзистора в схеме ОЭ. Входные ВАХ транзистора в схеме ОЭ.

Рабочая область ВАХ транзистора. Предельные эксплуатационные параметры. Классификация биполярных транзисторов.

Работа транзистора на нагрузку. Статическая линия нагрузки. Динамическая линия нагрузки.

Классы усилителей на транзисторах. Угол отсечки. Выбор точки покоя транзистора в классе А. Построение статической и динамической линий нагрузки. Выбор транзистора по предельным параметрам. Графо-аналитический метод расчета параметров усилителя класса А.

Методы задания рабочего режима транзистора. Схема с фиксированным током базы. Схема с фиксированным потенциалом базы. Эмиттерная термостабилизация точки покоя транзистора.


2.5 Малосигнальные схемы замещения и параметры биполярных транзисторов.

Малосигнальная физическая Т-образная схема замещения биполярного транзистора в схеме ОБ. Параметры схемы замещения. Малосигнальная схема замещения транзистора в схеме ОЭ.

Транзистор как линейный четырехполюсник. Система h-параметров. Определение h-параметров транзистора по статическим ВАХ в схеме ОБ. Определение h-параметров транзистора по статическим ВАХ в схеме ОЭ. Связь h-параметров с физическими в схеме ОБ. Связь h-параметров с физическими в схеме ОЭ.

Определение усилительных параметров однокаскадного усилителя класса А через h-параметры транзистора.

Комплексный коэффициент передачи тока эмиттера. Комплексный коэффициент передачи тока базы. Схема замещения биполярного транзистора на высоких частотах.

Дрейфовые транзисторы.

Тепловая модель транзистора. Расчет площади теплоотвода.

Ключевой режим работы транзистора. Условие отсечки. Критерий насыщения. Переходные процессы в транзисторном ключе. Транзистор Шоттки.

2.6 Полевые транзисторы.


Полевые транзисторы с управляющим р-n переходом. Конструкция. Принцип действия. Сток - затворные и стоковые характеристики полевых транзисторов с р-n переходом. Параметры.

МДП-транзисторы с индуцированным каналом. Конструкция. Принцип действия. ВАХ МДП-транзисторов с индуцированным каналом. Параметры.

МДП-транзисторы с встроенным каналом. Конструкция. Принцип действия. ВАХ МДП-транзисторов с встроенным каналом. Параметры.

2.7 Тиристоры.


Динисторы. Конструкция. ВАХ динисторов. Тринисторы - управляемые тиристоры. ВАХ тринисторов. Симисторы. Классификация и система обозначений тиристоров.

2.8 Оптоэлектронные полупроводниковые приборы.


Светоизлучающие диоды - светодиоды. Излучательная рекомбинация. Излучательная и спектральная характеристики, параметры светодиодов.

Фотоприемники. Внутренний фотоэффект. Чувствительность фото- приемников, энергетическая и спектральная характеристики.

Фотодиод. Фотогальванический и фотодиодный режимы. Вольт-амперные характеристики фотодиода.

Фототранзистор и фототиристор - фотоприемники с внутренним усилением.

Диодные и транзисторные оптопары.


3. Примерный перечень экзаменационных вопросов


  1. Электропроводность твердого тела.

  2. Собственная электропроводность полупроводника. Собственная концентрация дырок и электронов.. Температурный потенциал. Ширина запрещенной зоны.

  3. Примесный полупроводник n-типа. Зонная диаграмма.

  4. Примесный полупроводник р-типа. Зонная диаграмма.

  5. Термогенерация. Рекомбинация. Время жизни. Закон действующих масс.

  6. Температурный диапазон работы примесных п/п. Уравнение нейтральности.

  7. Токи в полупроводниках.

  8. Cтационарное уравнение диффузии. Зависимость диффузионного тока от координаты. Ток рекомбинации.

  9. P-n-переход. Структура. Больцмановское равновесие.

  10. Зонная диаграмма p-n-перехода. Высота потенциального барьера. Граничная равновесная концентрация неосновных зарядов.

  11. Прямое смещение p-n-перехода. Граничная неравновесная концентрация неосновных зарядов. Инжекция.

  12. Обратное смещение p-n-перехода. Экстракция.

  13. Симметричный и несимметричный p-n-переход. Эмиттер. База. Равновесная ширина p-n-перехода.

  14. ВАХ идеализированного p-n-перехода.

  15. Обратная ветвь ВАХ реального диода. Физический смысл теплового тока. Схема замещения диода при обратном включении

  16. Прямая ветвь ВАХ реального диода. Схема замещения диода в прямом включении. Дифференциальное сопротивление

  17. Пробой p-n-перехода. Виды пробоя. Температурная зависимость Uпроб

  18. Неравновесная ширина p-n-перехода. Барьерная емкость p-n-перехода. Варикапы.

  19. Выпрямительные диоды. Параметры, классификация.

  20. Методы создания р-n-переходов.

  21. Однополупериодный выпрямитель. Выбор диода. Расчет емкости фильтра.

  22. Двухполупериодные выпрямители.

  23. Стабилитроны. Параметры, классификация.

  24. Параметрический стабилизатор напряжения.

  25. Импульсные диоды. Процессы при включении и отключении.

  26. Процессы в импульсных диодах при переключении на обратное напряжение. Диоды Шоттки. Классификация.

  27. Биполярные транзисторы. Структура. Режимы работы.

  28. Зонные диаграммы биполярного транзисторы.

  29. Токи в транзисторе. Коэффициент передачи тока эмиттера. Коэффициенты инжекции и переноса.

  30. Модель Эберса- Молла.

  31. Входные ВАХ транзистора в схеме ОБ. Распределение зарядов в базе.

  32. Выходные ВАХ транзистора в схеме ОБ. Распределение зарядов в базе.

  33. ВАХ реальных транзисторов. Эффект Эрли.

  34. Транзистор в схеме с общим эмиттером. Коэффициент передачи тока базы. Ток Iкэо.

  35. Входные ВАХ транзистора в схеме ОЭ

  36. Выходные ВАХ транзистора в схеме ОЭ.

  37. Предельно-допустимые параметры биполярных транзисторов. Область предельных режимов.

  38. Работа транзистора на нагрузку. Статическая линия нагрузки.

  39. Динамическая линия нагрузки.

  40. Методы задания рабочего режима транзистора. Схема с фиксированным током базы.

  41. Схема с фиксированным потенциалом базы.

  42. Термостабилизация точки покоя транзистора.

  43. Графо-аналитический метод расчета параметров усилителя класса А. Диаграммы сигналов.

  44. Малосигнальная схема замещения транзистора в схеме ОБ. Физические параметры.

  45. Малосигнальная схема замещения транзистора в схеме ОЭ.

  46. Транзистор как линейный четырехполюсник. Система h-параметров.

  47. Определение h-параметров транзистора по статическим ВАХ в схеме ОБ.

  48. Определение h-параметров транзистора по статическим ВАХ в схеме ОЭ.

  49. Связь h-параметров с физическими в схеме ОБ.

  50. Связь h-параметров с физическими в схеме ОЭ.

  51. Определение усилительных параметров через h-параметры.

  52. Частотная зависимость коэффициента передачи тока эмиттера.

  53. Частотная зависимость коэффициента передачи тока базы.

  54. Дрейфовые транзисторы.

  55. Тепловая модель транзистора. Расчет площади теплоотвода.

  56. Классификация биполярных транзисторов.

  57. Ключевой режим работы биполярного транзистора. Условие отсечки. Критерий насыщения.

  58. Переходные процессы в транзистором ключе. Ключ с форсирующим конденсатором. Транзистор Шоттки.

  59. Динисторы. Конструкция, принцип действия. ВАХ.

  60. Управляемые тиристоры. Симисторы.

  61. Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом. Конструкция. Принцип действия.

  62. ВАХ полевых транзисторов с p-n-переходом. Параметры.

  63. МДП-транзисторы с индуцированным каналом. Конструкция. Принцип действия. ВАХ

  64. МДП-транзисторы с встроенным каналом. Конструкция. Принцип действия. ВАХ


4 Литература.

4.1. Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов/Н. М. Тугов, Б. А. Глебов, Н. А. Чарыков; Под ред. В. А. Лабунцова. - М.: Энергоатомиздат, 1990.

4.2. Гусев В. Г., Гусев. Г. М. Электроника. Издание второе. М: Высш. шк., 1991.

4.3. Пасынков В. В., Чиркин Л. К. Полупроводниковые приборы. М: Высш. шк., 1987.

4.4. Булычев А. Л., Прохоренко В. А. Электронные приборы: Учебн. пособие для вузов по спец. "Радиотехника". - Мн.: Выш. шк., 1987.

4.5. Степаненко И. П. Основы теории транзисторов и транзисторных схем. М.: Энергия, 1977.

4.6. Справочник по полупроводниковым диодам/ Бородин Б.А. и др.; Под редакцией И. Ф. Николаевского. -М.: Связь, 1979.

4.7. Полупроводниковые приборы : Диоды, тиристоры, оптоэлектронные приборы. Справочник/ А. В. Баюков и др.; Под общ. ред. Н. Н. Горюнова. М.: Энергоиздат, 1982. - 744 с.

4.8. Полупроводниковые приборы. Справочник. Том 1, часть 1, 2, 3. Т. 2, ч. 1, 2. Т. 3, ч. 1, 2. Полупроводниковые диоды. - 2-е изд. Министерство электронной промышленности СССР.

4.9. Транзисторы для аппаратуры широкого применения. Справочник/К. М. Брежнев и др. Под ред. Б. Л. Перельмана.- М.: Радио и связь, 1981.

4.10. Галкин В.И., Прохоренко В.А. Полупроводниковые приборы: (диоды и транзисторы).-Мн.: Беларусь, 1979.

4.3. Методические указания к лабораторным занятиям.

4.11. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Полупроводниковые диоды" курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1989. (1234)

4.12. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Исследование полупроводниковых стабилитронов" курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1989. (1973)

4.13. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Исследование импульсных диодов" курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05. Гомель. ГПИ. 1991. (1402)

4.14. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Транзисторы". Часть 1. курса "Полупроводниковые приборы" 7 для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1989. (1232)

4.15. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Транзисторы". Часть 2. курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1989. (1233)

4.16. Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Транзисторы" .Часть 3. курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1989. (1276)

4.17 Методические указания к лабораторным занятиям по теме "Ключевой режим работы биполярного транзистора" курса "Полупроводниковые приборы" для студентов специальности 20.05.- Гомель. ГПИ. 1992. (1594)


Скачать файл (722.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru