при их изготовлении.
Гибридные интегральные микросхемы (микросборки). Особенности
толстопленочных и тонкопленочных ИМС, а также параметры и характеристики их
пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей).
Основные этапы сборки и типы корпусов для полупроводниковых и гибридных
ИМС.
2 Аналоговые микросхемы.
Операционный усилитель (ОУ). Выполнение аналоговых функций (усиление,
сравнение, ограничение, частотная фильтрация, суммирование,
интегрирование, дифференцирование и др.).
Три каскада интегральных ОУ: входной, промежуточный и выходной.
Базовые цепи генераторов стабильного тока или стабилизаторов тока. Каскады
сдвига уровня и выходные каскады.
Дифференциальный каскад (ДК). Идентичность параметров транзисторов и
нагрузочных резисторов.
Параметры и характеристики ОУ.
Основной принцип применения ОУ – включение глубокой отрицательной
обратной связи (ООС).
3 Цифровые ИМС.
Основные виды цифровых ИМС: РТЛ, ДТЛ, ТТЛ и др. Системы параметров
интегральных логических элементов.
Логические элементы с барьером Шотки и логические элементы на основе
переключателей тока.
МДП транзисторные ключи. Транзисторные ключи на комплементарных
структурах (КМДП).
Интегральные логические элементы с инжекционным питанием (И2Л).
Принципы построения триггеров и их типы. Триггер элементарная ячейка
запоминающих устройств. Типы запоминающих устройств и их основные
параметры.
4 Большие и сверхбольшие интегральные схемы (БИС и СБИС)
Повышение степени интеграции основная тенденция развития
микроэлектроники.
Пути повышения степени интеграции и проблемы, связанные с созданием
БИС и СБИС.
Особенности базовых элементов БИС и СБИС (n-МДП, КМДП, И2Л).
Приборы с зарядовой связью (ПЗС).
Базовые матричные кристаллы при создании БИС и СБИС частного
применения.
Микропроцессоры, однокристальные микро-ЭВМ, цифро-аналоговые и
аналого-цифровые преобразователи (АЦП, ЦАП).
Перспективы развития микроэлектроники
Функциональная микроэлектроника. Оптоэлектроника, акустоэлектроника,
магнетоэлектроника, биоэлектроника и др.
Содержание лекций
1 Цели и задачи курса “Электронные, квантовые приборы и
микроэлектроника”. Физика полупроводников. p-n- переходы. Полупроводниковые
диоды. Разновидности и характеристики.
2 Транзисторы. Принцип действия, разновидности и характеристики.
3 Полевые транзисторы. Принцип действия, разновидности и
характеристики.
4 Тиристоры. Принцип действия, разновидности и характеристики.
5 Комплексная микроминиатюризация РЭА. Основная задача
микроэлектроники. Классификация изделий микроэлектроники.
6 Основные технологические операции изготовления ИМС. Формирование
структур полупроводниковых ИМС. Изготовление гибридных ИMС.
7 Виды аналоговых ИМС. Изготовление дифференциальных усилителей.
Операционные усилители.
8 Виды цифровых ИМС. Базовые логические элементы. Интегральные
триггеры. Элементы запоминающих устройств. Большие и сверхбольшие
интегральные схемы. Перспективы развития микроэлектроники.
Перечень лабораторных работ
1 Исследование полупроводниковых диодов различных типов.
2 Исследование статических характеристик биполярных транзисторов.
3 Исследование цифровых ИМС.
4 Исследование топологии ИМС.
Методические указания
к изучению курса “Электронные, квантовые приборы и
микроэлектроника“
1 Общие указания
В соответствии с учебным планом курса “Электронные, квантовые приборы и
микроэлектроника” студент обязан выполнить контрольную работу, ответить на
контрольные вопросы, выполнить лабораторный практикум и сдать экзамен. К
сдаче экзамена студент допускается при предъявлении экзаменатору
выполненных и зачтенных контрольных работ.
Основной формой изучения курса является самостоятельное изучение
рекомендованной литературы. Очные виды занятий являются дополнительной
формой в помощь самостоятельной работе студентов по изучению курса.
Кафедра рекомендует вести краткий конспект изучаемого учебного
материала. После изучения каждого раздела необходимо ответить на
контрольные вопросы и выполнить контрольные задания. На два контрольных
вопроса (по разделу II – один) из каждого раздела (согласно шифра, см.
задачу № 1 контрольного задания) ответы следует дать в письменной форме.
В приведенных ниже методических указаниях даются ссылки на основные
литературы [(, 2(. Однако, для изучения программы курса можно пользоваться
и списком дополнительной литературы.
Дополнительной литературой можно также пользоваться для более
углубленного изучения отдельных пунктов или разделов программы или в случае
отсутствия книг основной литературы.
Методические указания по разделам курса
Раздел 1. Полупроводниковые приборы
1 Электрические свойства полупроводников
(1(, с. 29-42;
В этом пункте рассматриваются физические основы полупроводников. Нужно
вспомнить основные положения квантовой механики из курса физики: основы
зонной теории, статистика Ферми-Дирака, уровень Ферми и его зависимость от
концентрации примесей в полупроводниках и температуры. Следует уяснить
способы построения энергетических уровней собственных и примесных
полупроводников. Нужно различить диффузионный и дрейфовый токи.
2 Физические процессы в электронно-дырочных переходах и контактах
(((, с. 42-55;
Материал этого пункта надо тщательно изучить, так как он является
чрезвычайно важным для понимания работы всех полупроводниковых приборов.
Необходимо изучить свойства p-n переходов, их энергетические и
потенциальные диаграммы.
Надо знать уравнение вольтамперной характеристики, отличие
теоретической характеристики от реальной, виды пробоев p-n перехода.
Изобразить эквивалентную схему p-n перехода и дать физическое объяснение
наличия барьерной и диффузионной емкостей перехода.
Необходимо знать принцип действия контакта металл-полупроводник (барьер
Шотки).
3 Полупроводниковые диоды
[1], c. 56-92;
4 Биполярные транзисторы
[1], c. 93-175;
5 Полевые транзисторы
[1], с. 183-211.
Надо усвоить устройство и принцип действия полевых транзисторов с
управляемым p-n переходом, знать их статическое характеристики и
дифференциальные параметры.
Следует разобраться с принципом действия, структурой и особенностями
полевых транзисторов с изолированными затворами (МДП-транзисторы), их
разновидностями; МДП с индуцированным и встроенным каналами. Необходимо
знать режимы обеднения и обогащения этих транзисторов и какие из них могут
работать в том или ином режиме. Все это необходимо проиллюстрировать на
физике процессов, а также с помощью статических характеристик транзисторов.
Следует знать схемы включения, дифференциальные малосигнальные
параметры и эквивалентные схемы полевых транзисторов.
Необходимо иметь представление о приборах с зарядовой связью.
Этот материал можно найти в [4].
6 Различные полупроводниковые приборы
[1], c.175-182;
В этом пункте основное внимание уделяется устройству тиристоров. Нужно
знать устройство и принцип действия диодного и триодного тиристора. Нужно
также уяснить работу теплоэлектрических приборов, полупроводниковых
резисторов и варисторов.
Шумы и надежность электронных приборов [1], с. 158-165, 19-22;
Контрольные вопросы к I-разделу
1. Укажите роль электронных приборов и изделий микроэлектроники в
подготовке специалистов Вашего профиля.
1. Начертите диаграммы энергетических зон собственного и примесного
полупроводников и объясните характер электропроводности в
полупроводниках.
1. Что такое диффузионный и дрейфовый токи?
1. Почему резко снижается концентрация подвижных носителей заряда в
приконтактной области двух полупроводников с разными типом проводимости?
1. Начертите потенциальную диаграмму (или диаграмму энергетических уровней)
p-n перехода в равновесном состоянии.
p-n перехода при прямом включении.
p-n перехода при обратном включении.
1. Чем отличается реальная вольтамперная характеристика p-n перехода от
теоретической?
1. Какие виды пробоя p-n перехода вы знаете?
1. Что такое зарядная емкость p-n перехода?
1. Что такое диффузионная емкость p-n перехода?
1. Дайте классификацию полупроводниковых приборов по технологии
изготовления и по типу структуры.
1. Как называются приборы, основанные на контакте металл-полупроводник?
1. Дайте классификацию диодов по конструктивным особенностям и применению.
1. Каково устройство и принцип действия полупроводникового диода?
1. Объясните устройство стабилитрона и его включение в схему.
1. Каковы особенности работы диодов в импульсном режиме?
1. Дайте классификацию транзисторов по конструкции и их применению.
1. Начертите схемы включения транзистора с общей базой, с общим эмиттером и
с общим коллектором?
1. В чём заключается особенности режимов: активного, отсечки и насыщения?
1. Расскажите принцип действия биполярного транзистора.
1. Дайте сравнение усилительных свойств транзисторов в разных схемах
включений.
1. Изобразите статистические характеристики транзисторов и объясните ход их
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
