Студент, изучивший курс «Физические основы электроники», должен: – иметь представление о современном уровне развития электроники с учетом использования перспективных полупроводниковых материалов; – знать физические явления и эффекты, определяющие принцип действия основных электронных приборов; физический смысл основных параметров различных электрических переходов; причины инерционности и нарушения равновесного состояния в полупроводниковых структурах; влияние температуры, концентрации примесей и прочих факторов на физические процессы в структурах и их характеристики. – уметь определять основные электрофизические параметры полупроводниковых материалов, оценивать их влияние на параметры структур, работать с технической литературой, справочниками, ГОСТами и технической документацией; использовать прикладные программы. <...> При температуре Т = 0 К удельное сопротивление полупроводника бесконечно большое и он обладает свойствами диэлектрика. <...> Удельная проводимость полупроводника сильно зависит от концентрации и вида примесей, от внутренней структуры и от внешних воздействий. <...> В узлах кристаллической решетки находятся нейтральные атомы, связанные ковалентными (у Ge и Si) либо ковалентно–ионными (GaAs) связями [4]. <...> Энергетические уровни валентных электронов при расщеплении образуют валентную зону. <...> Разрешенные энергетические уровни, свободные от электронов в невозбужденном состоянии атома, расщепляясь, образуют одну или несколько свободных зон, нижнюю из которых называют зоной проводимости. <...> Разрешенные энергетические зоны разделены запрещенными зонами – областями значений энергии, которыми не могут обладать электроны в идеальном кристалле ([4], c. <...> Наибольшей шириной запрещенной зоны ΔW обладают диэлектрики (от 3 до 10 эВ), к полупроводникам относят вещества с ΔW от 0,1 до 3 эВ ([4], c. <...> Запрещѐнная зона у проводников отсутствует на энергетической диаграмме, т. к. валентная зона и зона проводимости <...>
Методическая_разработка_для_практических_занятий_и_самостоятельной_работы_по_дисциплине_«Физические_основы_электроники».pdf
УДК 621.38
Методическая разработка для практических занятий и самостоятельной работы
по дисциплине «Физические основы электроники». Арефьев А. С., Ситникова
С. В.
Методическая разработка предназначена для организации самостоятельной
работы и практических занятий студентов, обучающихся по направлениям подготовки
бакалавров:
210700 – Инфокоммуникационные технологии и сети связи;
210400 – Радиотехника;
090900 – Информационная безопасность.
Для организации практических аудиторных занятий методическая разработка
включает в себя сборник типовых задач, часть из которых содержит несколько
вариантов исходных данных. Это позволит сделать студентам определенные
выводы и лучше подготовиться к итоговому тестированию. Кроме этого,
задания с несколькими вариантами могут быть использованы для проведения
аудиторных контрольных работ на факультете заочного обучения. Краткие
теоретические сведения включают в себя расчетные соотношения, необходимые
для выполнения заданий.
Для организации самостоятельной работы студентов методическая разработка
содержит рекомендации по изучению дисциплины, список рекомендуемой
литературы и список теоретических вопросов для подготовки к итоговому
контролю.
3
Стр.3
Содержание
1.Цели, задачи и методы изучения дисциплины…………………..
2.Список рекомендуемой литературы………………………………
3.Методические рекомендации по изучению дисциплины………..
4. Список теоретических вопросов…………………………………
5. Задания для практических занятий
Тема 1. Собственные полупроводники………………………..
Тема 2. Примесные полупроводники………………………….
Тема 3. Процессы переноса зарядов в полупроводниках…….
Тема 4. Электронно-дырочный переход………………………
Тема 5. Явления пробоя в p–n–переходе………………………
Тема 6. Емкости р–n–перехода…………………………………
Тема 7. Переход металл-полупроводник………………………
Тема 8. Эффект Холла…………………………………………..
6. Краткие теоретические сведения и методические указания к
выполнению заданий…………………………………………………
Приложения
1. Соотношения между некоторыми единицами измерения
физических величин …………………………………………………
2. Некоторые физические и математические постоянные…………
3. Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева
4
5
5
12
13
15
17
23
27
28
29
30
31
45
45
46
4
Стр.4
1. Цели, задачи и методы изучения дисциплины
Целью преподавания дисциплины «Физические основы электроники» является
изучение студентами физических эффектов и процессов, лежащих в основе
принципа действия полупроводниковых, оптоэлектронных, электровакуумных
приборов и интегральных микросхем. В курсе изучаются физические процессы
образования свободных носителей заряда в полупроводниках, процессы, происходящие
в области контакта двух полупроводников, металла с полупроводником,
диэлектрика с полупроводником. Также изучаются электрические параметры
и характеристики электрических контактов и структур полупроводниковой
электроники.
Студент, изучивший курс «Физические основы электроники», должен:
– иметь представление о современном уровне развития электроники с учетом
использования перспективных полупроводниковых материалов;
– знать физические явления и эффекты, определяющие принцип действия
основных электронных приборов; физический смысл основных параметров
различных электрических переходов; причины инерционности и нарушения
равновесного состояния в полупроводниковых структурах; влияние температуры,
концентрации примесей и прочих факторов на физические процессы в
структурах и их характеристики.
– уметь определять основные электрофизические параметры полупроводниковых
материалов, оценивать их влияние на параметры структур, работать с
технической литературой, справочниками, ГОСТами и технической документацией;
использовать прикладные программы.
ПГУТИ организует для студентов очные виды занятий: лекции, практические
и лабораторные занятия, групповые и индивидуальные консультации. Общая
трудоемкость дисциплины составляет 108 часов, часть из которых отводится
на самостоятельное изучение. Во время самостоятельной работы следует
ознакомиться с методическими рекомендациями по изучению дисциплины и
рекомендованной литературой, при этом следует вести краткий конспект, отвечать
на контрольные вопросы.
Итоговый контроль (зачѐт, экзамен) может проходить в трех формах: тестовой,
устной или письменной. Для положительной оценки студент должен знать
программный материал в объеме, необходимом для дальнейшей учебы и предстоящей
работы по профессии, быть знаком с основной литературой, рекомендованной
программой.
5
Стр.5