|
ПРОГРАММА
вступительного испытания в магистратуру в форме экзамена
по направлению
210100.68 Электроника и наноэлектроника
Содержание программы
1. Материалы и элементы электронной техники
Основные сведения о строении материалов и их классификация.
Основные характеристики и классификация проводников. Проводящие и резистивные материалы. Резистивные элементы. Электрофизические свойства проводников.
Полупроводниковые материалы.
Принципы технологии производства полупроводников различного вида. Зависимость совершенства структуры и физических свойств от технологии производства материала. Особенности структуры монокристаллов и эпитаксиальных слоев.
Собственные и примесные полупроводники, их основные параметры. Особенности характера фазовых равновесий в системах полупроводник-примесь. Способы получения полупроводниковых материалов высокой чистоты и монокристаллической структуры. Полупроводниковые соединения АIIIВV, АIIВVI, АIVВVI.
Неорганические полупроводники аморфной структуры.
Основные физические процессы в диэлектриках. Основные свойства и параметры диэлектриков: объемная и поверхностная электропроводность, диэлектрическая проницаемость, диэлектрические потери и электрическая прочность диэлектриков. Влияние структуры, температуры и частоты внешнего поля на основные параметры диэлектрика. Пассивные диэлектрики. Активные диэлектрики и элементы функциональной электроники.
Магнитные материалы и компоненты. Методы исследования материалов и элементов электронной техники/
Пьезоэлектрики.
Пироэлектрики и электреты. Структура, основные свойства и применение.
2. Твердотельная электроника
Контактные явления в полупроводниках.
Полупроводниковые диоды. Основные параметры и характеристики диодов. Импульсные и частотные свойства диодов. Выпрямительные и импульсные диоды. Варикапы. Стабилитроны. Туннельные и обращенные диоды. Диоды Шоттки. Диоды Ганна.
Биполярные транзисторы. Структура и принцип действия. Основные параметры и характеристики транзисторов, их зависимость от температуры и режима. Импульсные и частотные свойства транзисторов. Переходные процессы в транзисторе при работе в ключевом режиме. Шумы в транзисторах. Мощные транзисторы. СВЧ-транзисторы.
Тиристоры, принцип их действия и классификация. Основные параметры и характеристики.
Полевые транзисторы: с МДП-структурой, с p-n переходом, с барьером Шоттки. Принцип действия. Модуляция длины канала. Основные параметры и характеристики полевых транзисторов. Эффекты короткого канала. Частотные и импульсные свойства полевого транзистора. Шумы полевого транзистора.
Оптоэлектронные приборы. Назначение и области применения. Фотоприемники: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы. Полупроводниковые излучатели: светодиоды, лазеры. Оптроны.
Полупроводниковые резисторы и преобразователи.
3. Микроэлектроника
Интегральные схемы (ИС). Классификация ИС по конструктивно-технологическому и функциональному признакам. Элементы и компоненты тонко - и толстопленочных гибридных ИС. Проектирование пленочных резисторов и конденсаторов. Элементы полупроводниковых ИС на биполярных транзисторах: диоды, разновидности транзисторов, резисторы, конденсаторы; проектирование транзисторов, резисторов, конденсаторов. Элементы ИС на МОП-транзисторах; проектирование топологии элементов МОП-ИС.
Особенности проектирования унифицированных и специализированных СБИС. Элементная база СБИС.
Приборы с зарядовой связью. Основные характеристики и области применения.
Элементы функциональной микроэлектроники.
4. Микросхемотехника
Классификация интегральных схем по функциональному признаку.
Аналоговые интегральные схемы.
Источники тока, источники напряжения. Дифференциальный каскад. Операционные усилители (ОУ).
Цифровые интегральные схемы и их классификация.
Электронные ключи. Диодные ключи. Ключи на биполярных транзисторах. Ключи на МДП-транзисторах.
Основные законы алгебры логики. Способы представления логических функций. Методы минимизации логических функций. Выполнение арифметических операций. Проектирование логической структуры цифровых микросхем.
Основные параметры и характеристики цифровых ИС.
Основные типы логических элементов на биполярных транзисторах. Транзисторно-транзисторные логические элементы (ТТЛ, ТТЛШ). Эмиттерно-связанные логические элементы (ЭСЛ). Логические элементы с инжекционным питанием (И2Л). Основные типы логических элементов на МДП-транзисторах с одинаковыми и дополняющими типами проводимости.
Интегральные триггеры, принципы построения и основные характеристики. Классификация и структура триггеров. Реализация триггеров на элементах ТТЛ, ЭСЛ. Триггеры на МДП-транзисторах. Комбинационные цифровые ИС. Дешифраторы. Преобразователи кодов. Сумматоры. Последовательностные цифровые интегральные схемы. Регистры. Счетчики.
Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ). Оперативные ЗУ на биполярных и полевых транзисторах. Основные типы запоминающих элементов. Динамические ЗУ, их организация и структура. Постоянные ЗУ. Программируемые ЗУ. Микропроцессоры.
Основная литература
1. Шалимова, полупроводников / . – СПб.: Лань, 2010. – 400 с.
2. Сорокин, электронной техники. Задачи и вопросы / , , . – СПб.: Лань, 2003. – 208 с.
3. Пасынков, приборы / , . – СПб.: Лань, 2006. – 480 с.
4. Степаненко, микроэлектроники / . – М.: Лаборатория базовых знаний, 2004. – 488 с.
5. Щука, / . – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 800 с.
6. Быстров, цепи и устройства : Учебник для ВУЗов / , , . – СПб.: Энергоатомиздат, 1999.
Дополнительная литература
1. , , Шаповалов -технологические основы макро-, микро-, и наноэлектроники. – М.: Физматлит, 2011. – 784 с.
2. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х кн. М.: Мир, 1984.
3. Щука . – М.: Физматкнига, 2007. – 464 с.
4. Алексенко микросхемотехники. - М.:Физматлит, 2002.
5. , , Рыков низкоразмерных систем/ под ред. . – СПб.: Наука, 2001.
6. и др. Электронные приборы. - М.: Лайт Лтд., 2000.
7. Бонч-, Калашников полупроводников. М.: Наука, 1977.
8. Базовые матричные кристаллы и матричные БИС / , , . М.: Энергоатомиздат, 1992.
ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Основные характеристики и классификация проводников.
2. Резистивные материалы.
3. Электрофизические свойства проводников.
4. Зависимость совершенства структуры и физических свойств от технологии производства материала.
5. Собственные и примесные полупроводники, их основные параметры.
6. Полупроводниковые соединения АIIIВV, АIIВVI, АIVВVI.
7. Неорганические полупроводники аморфной структуры.
8. Основные свойства и параметры диэлектриков: объемная и поверхностная электропроводность, диэлектрическая проницаемость, диэлектрические потери и электрическая прочность диэлектриков.
9. Влияние структуры, температуры и частоты внешнего поля на основные параметры диэлектрика.
10.Пассивные диэлектрики. Активные диэлектрики и элементы функциональной электроники.
11.Магнитные материалы и компоненты. Методы исследования материалов и элементов электронной техники/
12.Пьезоэлектрики.
13.Пироэлектрики и электреты. Структура, основные свойства и применение.
14.Полупроводниковые диоды. Основные параметры и характеристики диодов.
15.Импульсные и частотные свойства диодов. Выпрямительные и импульсные диоды.
16.Варикапы. Стабилитроны. Туннельные и обращенные диоды. Диоды Шоттки. Диоды Ганна.
17.Биполярные транзисторы. Структура и принцип действия.
18.Основные параметры и характеристики биполярных транзисторов, их зависимость от температуры и режима.
19.Тиристоры, принцип их действия и классификация. Основные параметры и характеристики.
20.Полевые транзисторы: с МДП-структурой, с p-n переходом, с барьером Шоттки. Принцип действия. Модуляция длины канала.
21.Основные параметры и характеристики полевых транзисторов.
22.Фотоприемники: фоторезисторы, фотодиоды, фототранзисторы.
23.Полупроводниковые излучатели: светодиоды, лазеры. Оптроны.
24.Полупроводниковые резисторы: варисторы, терморезисторы, тензорезисторы.
25.Классификация интегральных схем по конструктивно-технологическому и функциональному признакам.
26.Элементы и компоненты тонко - и толстопленочных гибридных интегральных схем.
27.Проектирование пленочных резисторов и конденсаторов.
28.Элементы полупроводниковых ИС на биполярных транзисторах: диоды, резисторы, конденсаторы.
29.Элементы интегральных схем на МОП-транзисторах.
30.Элементная база СБИС.
31.Приборы с зарядовой связью. Основные характеристики и области применения.
32.Элементы функциональной микроэлектроники.
33.Классификация интегральных схем по функциональному признаку.
34.Аналоговые интегральные схемы.
35.Источники тока, источники напряжения.
36.Дифференциальный каскад. Операционные усилители.
37.Цифровые интегральные схемы и их классификация.
38.Электронные ключи. Диодные ключи. Ключи на биполярных транзисторах. Ключи на МДП-транзисторах.
39.Проектирование логической структуры цифровых микросхем.
40.Основные параметры и характеристики цифровых ИС.
41.Транзисторно-транзисторные логические элементы (ТТЛ, ТТЛШ).
42.Эмиттерно-связанные логические элементы (ЭСЛ).
43.Логические элементы с инжекционным питанием (И2Л).
44.Основные типы логических элементов на МДП-транзисторах с одинаковыми и дополняющими типами проводимости.
45.Интегральные триггеры, принципы построения и основные характеристики. Классификация и структура триггеров.
46.Регистры. Счетчики.
47.Полупроводниковые запоминающие устройства (ЗУ).
48.Оперативные ЗУ на биполярных и полевых транзисторах. Основные типы запоминающих элементов.
49.Динамические ЗУ, их организация и структура. Постоянные ЗУ. Программируемые ЗУ.
50.Микропроцессоры.
