Студопедия


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram

Интегральные микросхемы. Задачи и направления развития микроэлектроники




Задачи и направления развития микроэлектроники. Основные понятия и определения. Серии интегральных микросхем (ИМС), их классификация и маркировка. Основные параметры и характеристики. Достоинства и недостатки ИМС.

Технология изготовления полупроводниковых ИМС. Основные технологические приемы при изготовлении полупроводниковых ИМС. Способы изоляции элементов в ИМС. Принципы создания пассивных и активных элементов.

 

Методические указания по изучению раздела

ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

Этот раздел является основой для изучения основного материала программы. Если в начальный период развития различные отрасли электронной техники опирались на использование электровакуумных и газоразрядных приборов, то в настоящее время электровакуумные и газоразрядные приборы успешно замещаются различными полупроводниковыми приборами. Применение современных полупроводниковых приборов позволило создать малогабаритную электронную аппаратуру, увеличить надежность и срок ее работы, а также значительно уменьшить расход потребляемой электроэнергии. Немаловажным является и то, что полупроводниковые приборы для своей работы не требуют источников высоких напряжений.

Необходимо отметить, что наряду с существенными достоинствами полупроводниковым приборам присущи и некоторые недостатки, к которым относятся — технологический разброс параметров, зависимость параметров от температуры, трудности получения больших мощностей.

Принципы устройства и работы полупроводниковых приборов использованы для создания полупроводниковой микроэлектроники.

Полупроводниками называют обширную группу химических веществ, элементов и их соединений, у которых удельное электрическое сопротивление занимает промежуточное место между проводниками и диэлектриками.

Физическая сущность проводимости полупроводников существенно отличается от процессов проводимости в металлах. Наиболее важным является то, что проводимость в полупроводниках осуществляется двумя видами подвижных носителей электрических зарядов — отрицательно заряженными свободными электронами и положительно заряженными дырками — электронами замещения.

Проводимость полупроводников существенно зависит от окружающей температуры, степени освещенности и радиации, а также от вида и процентного содержания в нем примеси.

Исходным материалом при изготовлении полупроводниковых приборов являются элементы четвертой группы периодической таблицы Менделеева. Широкое применение имеют германий, кремний, а также полупроводниковые соединения: арсенид галлия, карбид кремния, сульфид кадмия и др. Если в чистый полупроводник добавлена примесь пятой группы таблицы Менделеева, то в этом полупроводнике преобладает примесная проводимость n –типа; если же примесь третьей группы таблицы Менделеева, то преобладает примесная проводимость p –типа.




Особые свойства приобретают полупроводники, состоящие из двух или нескольких соприкасающихся слоев с различными типами проводимости. Область, где имеется переход от полупроводника с электронной проводимостью к полупроводнику с дырочной проводимостью, называют электронно-дырочным или p – n переходом.

Свойства и сочетание электронно-дырочных переходов лежат в основе принципа действия многих полупроводниковых приборов.

В полупроводниковых диодах пользуются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют один p – n переход. Электрические характеристики диода определяются электрическими свойствами этого p – n перехода.

В биполярных транзисторах используются два p – n перехода. Электрические характеристики биполярных транзисторов определяются взаимодействием этих переходов.

В полевых транзисторах применяются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют один p – n переход. Но в отличие от диодов и биполярных транзисторов электрические характеристики полевых транзисторов зависят в основном от взаимодействия изотропного полупроводникового канала с p – n переходом.

В тиристорах применяются полупроводники с различными типами электропроводности, которые образуют три p – n перехода или более. Основные электрические характеристики тиристоров определяются взаимодействием этих переходов.

В фотоэлектрических и светоизлучающих полупроводниковых приборах используются эффекты генерации света и изменения электрических характеристик полупроводниковых структур под воздействием оптического излучения.



Оптоэлектронные полупроводниковые приборы представляют собой несколько различных полупроводниковых приборов, объединенных в одном корпусе.

Полупроводниковые микросхемы — микроэлектронные изделия, выполняющие определенную функцию преобразования и обработки сигнала, все элементы и межэлементные соединения которых выполнены в объеме и на поверхности полупроводника.

При изучении этого раздела необходимо уделить внимание конструкции полупроводниковых приборов, их принципу действия, основным характеристикам и параметрам, схемам включения этих приборов и их использованию в электронной технике.

Материал этого раздела изложен в источниках [9, 10, 12 17, 21].

 

Вопросы для самоконтроля

1. Какие исходные материалы используются для изготовления полупроводников?

2. Что называется собственной и примесной проводимостью полупроводников?

3. Что такое основные и неосновные носители заряда?

4. Объяснить свойства и характеристику электронно-дырочного перехода.

5. Что называется запирающим слоем p-n перехода?

6. Что называется диффузионным и дрейфовым током p-n перехода?

7. Принцип действия p-n перехода при прямом и обратном включении.

8. Какие функции выполняют полупроводниковые диоды?

9. Дать характеристику выпрямительным полупроводниковым диодам.

10. Какие требования предъявляются к высокочастотным универсальным диодам?

11. Изобразите схему включения кремниевого стабилитрона.

12. На чем основан принцип действия варикапов?

13. Расшифруйте маркировку диодов ГД107Б; КД226А; КН102В; АЛ103А; 2У201В.

14. Сколько и каких переходов в транзисторах типа p-n-p и n-p-n?

15. Принцип действия биполярного транзистора.

16. Статические характеристики биполярного транзистора.

17. Чем отличается динамический режим работы транзистора от статического?

18. Нарисовать три схемы включения биполярных транзисторов с указанием направления протекающих токов.

19. Коэффициент передачи тока для схемы с общим эмиттером β = 100. Найти коэффициент передачи тока α для схемы с общей базой.

20. Физический смысл h – параметров биполярного транзистора.

21. Привести условные изображения транзисторов разных типов.

22. Каково название и назначение электродов в полевом транзисторе.

23. Объяснить различие между биполярными и полевыми транзисторами; назвать разновидности полевых транзисторов.

24. Назвать возможные области применения полевых транзисторов.

25. Привести условное изображение динистора и тринистора на принципиальных схемах.

26. Как устроен тринистор и для чего он применяется?

27. Сформулировать основные законы фотоэффекта.

28. В чем отличие внешнего фотоэффекта от внутреннего?

29. Объяснить устройство фоторезистора.

30. Почему фоторезисторы можно применять в цепях как постоянного, так и переменного токов?

31. Можно ли использовать свойства фотодиода, если к нему подведено прямое напряжение?

32. Как устроена солнечная батарея?

33. Чем объяснить увеличение интегральной чувствительности фототранзистора по сравнению с фотодиодом?

34. Указать основные области применения различных фотоприборов.

35. По каким направлениям развивается современная микроэлектроника?

36. Дать определение полупроводниковой интегральной микросхемы.

37. Объяснить, как создается электрическая изоляция в полупроводниковых ИМС.

38. Как изготовляют транзисторы и диоды в полупроводниковых ИМС?

39. Дать определение гибридной интегральной микросхемы.

40. Где применяются интегральные микросхемы?

 





Дата добавления: 2017-12-14; просмотров: 394; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных | ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ


Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Учись учиться, не учась! 9289 - | 7119 - или читать все...

 

54.196.208.187 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.


Генерация страницы за: 0.004 сек.