Физические основы электроники

Информация об авторах

Садаева Зулихан Саитовна – старший преподаватель кафедры «Электротехника и электроника»

Цели и задачи  дисциплины

Цель дисциплины: изучение студентами физических эффектов и процессов лежащих в основе принципов действия полупроводниковых, электровакуумных и оптоэлектронных приборов.

Задачи    дисциплины:

-усвоение студентами основных принципов физических основ полупроводниковой электроники с учетом использования перспективных полупроводниковых материалов; изучение физических процессов образования свободных носителей заряда в полупроводниках; изучение физических процессов, происходящих на границе двух полупроводников, на границе металл-полупроводник и на границе диэлектрик-полупроводник; изучение электрических параметров и характеристик электрических контактов и структур полупроводниковой и электровакуумной электроники.

Длительность изучения дисциплины: 16 недель

Трудоемкость дисциплины: 4 зачетные единицы

В результате освоения дисциплины студент должен:

знать:

-физические явления и эффекты, определяющие принцип действия основных электронных приборов; формулы плотности дрейфового и диффузионного токов в полупроводниках. формулы высоты потенциальных барьеров резкого и плавного p-n-переходов; уравнение ВАХ идеализированного p-n-перехода и влияние на нее ширины запрещенной зоны, температуры и концентрации примесей; физический смысл основных параметров p-n-перехода; причины инерционности p-n-переходов и полупроводниковых структур; причины нарушения равновесного состояния в полупроводниковых структурах; зонные диаграммы собственных и примесных полупроводников, p-n-перехода, контакта металл-полупроводник и простейшего гетероперехода; физические процессы в структурах с взаимодействующими p-n-переходами и в структурах металл-дилектрик-полупроводник; взаимосвязь между физической реализацией полупроводниковых структур и их электрическими характеристиками, и параметрами; влияние температуры на физические процессы в структурах и их характеристики. действия основных электрических машин и аппаратов; − о схемах электроснабжения.

уметь:

-находить значения электрофизических параметров полупроводниковых материалов (кремния, германия, арсенида галлия) в учебной и справочной литературе для оценки их влияния на параметры структур; оценивать значения концентраций основных и неосновных носителей заряда полупроводников при различных концентрациях примесей и различных температурах; изображать структуры с различными контактными переходами, объяснять их принцип действия и составлять электрические и математические модели этих структур; экспериментально определять статические характеристики и параметры различных структур.

владеть:

-навыками элементарных расчетов линейных электрических цепей постоянного и переменного тока; практической работы с электронными устройствами, измерения параметров электронных схем

Структура дисциплины

Теоретический

материал

Количество модулей – 2

Количество тем/лекций в каждом модуле -  4; 4.

Практический

материал

По данной дисциплине предусматривается выполнение лабораторных работ по двум рассматриваемым модулям. Всего 8 лабораторных работ.

Контрольно-измерительные материалы

В комплекте тестовых заданий имеется по 20 вопросов к каждому модулю, на ответы отводится 60 минут.

Модуль

Темы/Лекции

Материалы для сопровождения дисциплины

Контрольно- измерительные материалы

Направления подготовки

Модуль 1

Материалы электронной техники и их электрофизические свойства

1.Направления развития электроники.

2.Введение в физику полупроводников. Электронная и дырочная проводимость.

3.Концентрация носителей заряда в полупроводниках.

4.Зонная теория твердых тел.

1. Презентация

2. Лабораторные работы

Тест

13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

 (бакалавриат)

Модуль 2

Полупроводниковые приборы: физические основы работы, характеристики, параметры, модели, применение

1.P-N переход.

2.Разновидности полупроводниковых диодов

3.Транзисторы

4.Фотоэлектрические излучательные приборы.

1. Презентация

2. Лабораторные работы

Тест