ekz-vopros (Экзаменационные вопросы)

9. Вопросы экзаменационных билетов

1. Движение электрона в кристалле. Уравнение Шредингера, волновая функция, ее физический смысл. Принцип Паули.

2. Зонная теория. Валентная зона и зона проводимости. Запрещенная зона. Зависимость E_g от температуры. Значения E_g для основных материалов. Эффективная масса.

3. Электроны и дырки в полупроводниках. Заполнение зон электронами.

4. Собственный, донорный и акцепторный полупроводники. Уравнение электронейтральности.

5. Заполнение зон электронами в случае вырожденного полупроводника. Функция распределения Ферми-Дирака. Уровень Ферми.

6. Заполнение зон электронами в случае невырожденного полупроводника. Функция распределения Максвелла-Больцмана. Уровень Ферми. Эффективная плотность состояний и ее зависимость от температуры. Собственная концентрация.

7. Зависимость положения уровня Ферми от температуры.

8. Зависимость от температуры концентрации носителей и положения уровня Ферми. Температура истощения. T_i.

9. Подвижность электронов и дырок. Зависимость подвижности от температуры и концентрации ионов примеси.

10. Электропроводность полупроводников и ее зависимость от температуры. Определение E_g по температурным зависимостям электропроводности.

11. Неравновесные носители заряда. Понятие квазиуровня Ферми. Генерационно-рекомбинационные процессы. Время жизни носителей. Механизмы рекомбинации. Максвелловское время релаксации.

12. Уравнение непрерывности для подвижных носителей заряда. Граничные условия. Скорость поверхностной рекомбинации.

13. Диффузионные и дрейфовые токи. Коэффициент диффузии. Соотношение Эйнштейна.

14. Уравнения для плотности токов. Неравновесные носители в электрическом поле. Максвелловское время релаксации. Уравнение Пуассона. Диффузионная длина.

15. Контактные явления в полупроводниках. Понятие работы выхода и энергии сродства.

16. Контакт электронного и дырочного полупроводника. Контактная разность потенциалов. Область пространственного заряда. Распределение концентрации носителей.

17. Энергетические диаграммы pn-перехода. Вольт-амперная характеристика pn-перехода. Явление инжекции и экстракции. Распределение концентрации носителей в pn-переходе при нулевом и обратном смещении.

18. Генерационно-рекомбинационные процессы в ОПЗ. Понятие эффективной времени жизни носителей.

19. Барьерная и диффузионная емкость pn-перехода

20. Лавинный, туннельный и тепловой пробой pn-перехода. Влияние сопротивление базы на ВАХ pn-перехода.

21. Полупроводниковые диоды. Классификация полупроводниковых диодов, эквивалентная схема. Туннельные диоды. Энергетические диаграммы для различных смещений.

22. Выпрямление на полупроводниковом диоде. Характеристическое сопротивление диода. Эксплуатационные параметры диода, влияние на них температуры.

23. Биполярные транзисторы. Включение транзистора по схеме с общей базой. Распределение концентрации неосновных носителей в базе транзистора для различных режимов (нормальный усилительный, инверсный, насыщение и отсечки).

24. Статические ВАХ транзистора по схеме с ОБ. Коэффициент передачи по току, коэффициент инжекции, коэффициент переноса.

25. Включение транзистора по схеме с общим эмиттером. Статические ВАХ транзистора по схеме с ОЭ. Усиление по току. Сравнение выходного сопротивления в схеме с ОБ и с ОЭ.

26. Дифференциальные параметры биполярного транзистора.

27. Температурная зависимость параметров биполярного транзистора

28. Эквивалентные схемы. Формулы Эберса-Молла.

29. Основные системы параметров транзисторов как четырехполюсников (r-, g- и h-параметры).

30. Тиристоры. Принцип действия тиристора, вольтамперная характеристика, эквивалентная схема. Энергетические диаграммы. Коэффициенты усиления тиристора. Симисторы.

31. Барьер металл-полупроводник. Явления на границе раздела. Область пространственного заряда. Диод Шоттки.

32. Униполярные транзисторы. Особенности физических процессов в полевых транзисторах, классификация и система обозначений.

33. Полевые транзисторы с управляющим электронно-дырочным переходом, принцип действия, вольтамперная характеристика.

34. МДП структура. Область пространственного заряда. Явления обогащения, обеднения, и инверсии на границе раздела.

35. МДП-транзистор с индуцированным и встроенным каналом. Структура и принцип действия, выходные вольт-амперные характеристики. Схемы включения МДП-транзистора.

36. Собственные фоторезисторы: принцип работы. Чувствительность фотоприемников. Спектральные характеристики собственных фоторезисторов.

37. Примесные фоторезисторы: принцип работы. Спектральные характеристики примесных фоторезисторов и их зависимости от температуры.

38. Фоторезисторы на «горячих» электронах: принцип работы.

39. Фотодиоды: принцип работы и энергетические диаграммы.

40. Светодиоды: принцип работы, энергетические диаграммы гетероструктур. Спектр люминесценции.

41. Лазеры. Принцип работы. Энергетические диаграммы гетеропереходов. Резонатор Фабри-Перо.

42. Классификация полупроводниковых приборов. Графические обозначения.

43. Классификация интегральных микросхем. Полупроводниковые и гибридные микросхемы. Микросхемы на биполярных и МДП элементах. Цифровые и аналоговые микросхемы. Степень интеграции микросхемы. Активные и пассивные элементы интегральных микросхем. Схемотехнические структуры интегральной электроники. Элементы функциональной электроники.