Программа курса "Физика полупроводниковых приборов"

(9-й семестр, 36 часов, экзамен)

Биполярные транзисторы

Принцип действия. Коэффициент усиления транзистора по току, его связь с коэффициентом инжекции эмиттера и коэффициентом переноса носителей через базу. Дрейфовые транзисторы. Влияние генерационно-рекомбинационных токов и модуляции проводимости базы на характеристики транзисторов. Эффект "сжатия" эмиттерного тока. Эффект Эрли. Оптимизация характеристик транзистора путем выбора конструкции, уровня и профиля легирования.

Транзистор при высоком напряжении на коллекторе, условия пробоя в схемах с общей базой и общим эмиттером. Вторичный пробой. Область безопасной работы.

Высокочастотные свойства и быстродействие транзисторов. Основные причины, приводящие к задержке распространения сигнала. Частота отсечки, максимальная частота генерации. Пути повышения быстродействия транзисторов. Гетеропереходные транзисторы, транзисторы на горячих электронах. Эффект Кирка.

Транзистор как активный элемент цепи переменного тока. Схемы включения транзистора. h-параметры транзистора при малом уровне сигнала, их связь с конструкцией транзистора. Эквивалентная схема транзистора на низкой частоте.

Основные физические механизмы возникновения шумов. Шумы в полупроводниках и полупроводниковых приборах (тепловой, дробовой, избыточный, поверхностный). Оптимизация схем на биполярных транзисторах по уровню шума.

Работа биполярного транзистора в режиме насыщения. Особенности схемотехники современных цифровых интегральных схем на биполярных транзисторах (ТТЛ, ТТЛШ, И2Л). Способы увеличения быстродействия, применяемые в них.

Динисторы, тиристоры и другие приборы с многослойной структурой

Вольт-амперная характеристика тиристора и факторы, ее определяющие. Тиристор с "закороченным" катодом. Запираемые тиристоры. Фототиристоры. Времена включения и выключения тиристоров. Симистор.

Полевые транзисторы

Эффект поля в полупроводниках. МОП-конденсатор, его вольт-фарадные характеристики.

Полевые транзисторы с изолированным затвором, их устройство и принцип работы. Вольт-амперная характеристика полевого транзистора с МОП-структурой. Полевые транзисторы с коротким каналом. Быстродействие полевых транзисторов и пути его дальнейшего повышения (эффект всплеска скорости, баллистический перенос, HEMT-транзисторы).

Полевые транзисторы с p-n-переходом и барьером Шоттки, их устройство и принцип работы. Шумы в полевых транзисторах.

Приборы с зарядовой связью

Принцип осуществления зарядовой связи. Эффективность переноса. Структуры с поверхностным и объемным каналом. Функциональные применения ПЗС в цифровых, аналоговых устройствах, устройствах формирования изображений. Шумы в приборах с зарядовой связью.

Основная литература

1. А.И. Лебедев. Физика полупроводниковых приборов. М., Физматлит, 2008, 488 с.
2. М. Шур. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1992.
3. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1984.


Другие курсы, читаемые на кафедре