Программа V семестра курса "Электронные приборы"

Программа курса "ЭЛЕКТРОНННЫЕ ПРИБОРЫ" для студентов ФРТК (V семестр, 02/03 уч. год)
I. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (БТ).
1. Принцип работы. Статические параметры для схем включения с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).
Структура токов проводимости, распределение концентрации неосновных носителей заряда (ННЗ), энергетические
зонные диаграммы для активного режима p-n-p и n-p-n транзистора.
2. Токи насыщения. Остаточные токи. Соответствующие пространственные распределения концентрации неосновных носителей заряда (ННЗ). Механизм управления токами проводимости.
3. Уравнения постоянных токов проводимости Эберса-Молла. Различные представления уравнений. Статическая
модель БТ Эберса-Молла. Параметры модели, их зависимость от токов и напряжений.
4. Входные и выходные вольтамперные характеристики для схем с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ).
Вывод аналитических выражений (из уравнений Эберса-Молла). Графические представления в масштабе больших и
малых токов. Физическое и аналитическое обоснование сдвига характеристик. Характерные токи, точки и области
семейства. Соответствующие распределения концентрации ННЗ.
5 Динамические свойства БТ. Вывод уравнений комплексных токов проводимости в приближении малого сигнала
(y-параметры). Малосигнальная эквивалентная схема БТ. Частотные зависимости коэффициентов инжекции, переноса, передачи тока в схеме с ОБ и ОЭ. Граничные частоты.
II ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ (ПТ)
1. Принцип работы и структура ПТ с управляющим p-n переходом, с индуцированным и встроенным каналами.
Особенности ПТ. Классификация ПТ.
2. Полевой транзистор с управляющим p-n переходом. Принцип действия. Напряжение канал-затвор, напряжения
отсечки, насыщения, пробоя, распределение потенциала в канале; ток насыщения, режим отсечки приращений тока.
2.1. Выходные вольтамперные (стоковые) и передаточные (сток – затворные) характеристики. Аналитический вывод, приближённые выражения, характерные области и параметры.
2.2. Дифференциальные параметры, соотношения между дифференциальными параметрами.
3. Полевой МОП-транзистор с индуцированным и встроенным каналом. Принцип действия. Физические свойства
структуры металл-окисел-полупроводник: заряд поверхности, поверхностный потенциал, напряжение плоских зон,
пороговый потенциал сильной инверсии, энергетические зонные диаграммы для состояний обогащения, плоских зон,
обеднения, инверсии. Концентрация свободных носителей заряда (СНЗ) на поверхности. Проводимость канала.
3.1. Параметры ПТ: пороговое напряжение, напряжение насыщения, ток насыщения, проводимость канала, крутизна, напряжение пробоя.
3.2. Выходные вольтамперные (стоковые) и передаточные (сток – затворные) характеристики. Аналитический вывод, приближённые выражения, характерные области и параметры.
3.3 Дифференциальные параметры, соотношения между дифференциальными параметрами.
3.4. Малосигнальная эквивалентная схема. Частотные свойства.
III. ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
1.
Формирователи сигналов изображения на приборах с зарядовой связью (ФСИ на ПЗС).
1.1. Принцип действия ПЗС с поверхностным и объёмным каналом. Энергетическая зонная диаграмма элемента
ПЗС с поверхностным и объёмным каналом. Ограничение тактовых частот сверху и снизу. Временная диаграмма
тактовых импульсов трехактного ПЗС.
1.2 Основные параметры и характеристики: управляющая способность, неэффективность переноса, динамический
диапазон, энергетическая (свет-сигнальная) характеристика.
1.3. Организация линейных и матричных ФСИ на ПЗС.
2.
Фоторезисторы (ФР). Принцип работы, внутренний фотоэффект, фотопроводимость. Параметры и характеристики: первичный фототок, фототок через резистор, квантовая эффективность, коэффициент фотоэлектрического
усиления, чувствительность, вольтамперная характеристика, энергетическая (световая) характеристика. Малосигнальная эквивалентная схема. Мощность фотосигнала в нагрузке.
3.
Фотодиоды (ФД). Принцип работы, фотовольтаический эффект. Фотодиодный и фотовольтаический режимы. Параметры и характеристики: фототок, квантовая эффективность, чувствительность, вольтамперная характеристика. Малосигнальная эквивалентная схема. Мощность фотосигнала в нагрузке.
4.
Лавинные фотодиоды (ЛФД). Принцип работы и основные свойства ЛФД с проколом базы. Вольтамперная
характеристика.
5.
Фототранзисторы (ФТ). Физические основы работы, основные параметры и характеристики: модель ФТ,
режим со свободной базой, коэффициент фотоэлектрического усиления, механизм усиления, энергетические характеристики, чувствительность, вольтамперные характеристики.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. В.В. Пасынков, Л.К. Чиркин. ПП приборы. М., Высшая школа, 1987.
2. Росадо Л. Физическая электроника и микроэлектроника. Пер. с испанск. М., Высшая школа, 1991.
3. Шишкин Г.Г.(ред.) Электронные приборы. Энергоатомиздат, 1989.
4. Батушев В.А. Электронные приборы. М., Высшая школа, 1980.
5. Зи С. Физика ПП приборов. Пер. с анг., в 2-х кн., М. Мир. 1984.
6. Викулин И.М., Стафеев В.И. Физика ПП приборов. М., Советское радио, 1990.
7. Митяшев Б.Н. Полупроводниковые приборы. Учебное пособие. МФТИ, 1978.
8. В.Г. Шинкаренко. Приём оптического излучения. Учебное пособие. МФТИ, 1981.
9. В.Г. Шинкаренко. Исследование фототранзистора. Описание лабораторной работы. 1992.