МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. (Ленина)
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной работе профессор
_____________________//
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ
210100 - «ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА»
Санкт-Петербург
2011
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Раздел 1. Материалы и элементы электронной техники.
1. Общая классификация материалов по составу, свойствам и техническому назначению.
2. Физическая природа электропроводности металлов, сплавов, полупроводников, диэлектриков и композиционных материалов.
3. Сверхпроводящие металлы и сплавы.
4. Характеристика проводящих и резистивных материалов во взаимосвязи с их применением в электронной технике.
5. Характеристика и основные физико-химические, электрические и оптические свойства элементарных полупроводников, полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе.
6. Примеры реализации полупроводниковых структур в приборах и устройствах электроники.
7. Основные физические процессы в диэлектриках (поляризация, пробой, диэлектрические потери) и способы их описания.
8. Активные и пассивные диэлектрические материалы и элементы на их основе.
9. Магнитные материалы и элементы общего назначения.
10. Методы исследования материалов и элементов электронной техники.
Литература
1. Материалы и элементы электронной техники. В 2 т. Т.1 Проводники, полупроводники, диэлектрики: учебник для студ. высш. учеб. заведений / , , . – М.: Издательский центр «Академия», 2006. ISBN -4
2. Материалы и элементы электронной техники. В 2 т. Т.2 Активные диэлектрики, магнитные материалы, элементы электронной техники: учебник для студ. высш. учеб. заведений / , , . – М.: Издательский центр «Академия», 2006. ISBN -3
3. , , Терехов электронной техники. Вопросы
и задачи. Учебное пособие. - СПб.: Лань, 2001.
Раздел 2 Вакуумная и плазменная электроника
1. Основные виды эмиссии с поверхности твердого тела.
2. Закон степени 3/2 и его значение для приборов вакуумной и плазменной электроники.
3. Формирование и транспортировка потоков заряженных частиц на примере электронных потоков.
4. Управление параметрами электронных потоков.
5. Преобразование энергии электронного потока в другие виды энергии.
6. Ионизованный газ и плазма.
7. Элементарные процессы в плазме и на пограничных поверхностях.
8. Основные методы генерации плазмы.
9. Модели для описания свойств плазмы.
10. Типы газовых разрядов.
11. Общие свойства плазмы.
12. Методы диагностики параметров плазмы.
13. Применение плазмы в электронике.
Литература
1. Сушков электроника: Физико-технические основы: Учеб. пособие. СПб.: Лань, 2004.
2. , , Тулинов приборы: Учеб. пособие. М.: Энергоиздат, 2000.
3. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том, книги №№ 1-4,. М.: Наука/Интерпериодика, 2000.
4. , , Колгин -плазменные технологии в электронном производстве /Под ред. , СПб.: Энергоатомиздат, СПб. отд-ние, 2001.
Раздел 3. Твердотельная электроника
1. Явления переноса в твердых телах. Подвижность и диффузия носителей заряда.
2. Выпрямляющий контакт металл-полупроводник. Энергетическая диаграмма контакта, ВАХ. Омический контакт металл-полупроводник
3. Свойства контакта p – n (p – n переход).
4. Диоды на основе p – n перехода. Выпрямительный диод, стабилитрон, варактор, pin - диод. Особенности ВЧ и СВЧ диодов.
5. Туннельный диод. Структура, основные характеристики. Обращенный диод
6. Конструкция и принцип действия биполярного транзистора
7. Основные режимы работы биполярного транзистора. Схема с общей базой, с общим эмиттером. Частотные свойства.
8. Структура и принцип действия тиристора. Эффекты dI/dt и dU/dt.
9. Структура и принцип действия полевого транзистора с затвором Шоттки (ПТШ)
10.Полевые транзисторы с управляющим p – n переходом
10. Поверхностные эффекты. МДП структура и приборы на ее основе
11. Структура и принцип действия МДП транзистора с индуцированным n-каналом. Основные характеристики. Пороговое напряжение. Быстродействие МДП транзисторов.
12. Принцип действия лавинно-пролетных (ЛПД) и инжекционно-пролетных (ИПД) диодов.
13. Гетероструктура – особенности и основные свойства. Зонная диаграмма изотипных и анизотипных гетеропереходов. Основные применения гетероструктур в твердотельной электронике.
14. Полевой транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT).
15. Гетеробиполярные транзисторы (ГБТ).
16. Основные типы полупроводниковых фотоприемников. Конструкция, основные характеристики
17. Принцип действия солнечных батарей. Принцип действия детекторов ядерных частиц. Триодные фотодетекторы.
18. Светодиоды и лазеры на основе широкозонных полупроводников.
19. Полупроводниковые датчики температуры, давления, электрического и магнитного полей.
Литература
1. , Чиркин приборы. Учебник.- М.: Высшая школа, 2006.
2. Лебедев полупроводниковых приборов/. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.
3. Гуртов электроника. / Учебное пособие. М.: Техносфера, 2005
4. Зи полупроводниковых приборов / Перев. с англ.. Кн. 1-2. – М.: Мир, 1984.
Раздел 4 Микроэлектроника
Основные типы ИМС и конструкторско-технологические особенности их изготовления. Этапы производства полупроводниковой интегральной схемы. Физические ограничения на уменьшение размеров активных элементов ИС и степень их интеграции. Технологические факторы, определяющие предельные возможности микроэлектроники. Ограничения современных литографических методик и перспективные методы повышения их разрешающей способности. Методы изоляции элементов ИМС. Структуры «кремний на изоляторе» и «кремний на сапфире». Интегральные пассивные и активные элементы ИМС. Особенности микроэлектронных схем, изготовленных методами планарной, изопланарной и гибридной технологий. Транзисторные ключи на биполярных и МДП-транзисторах. Ключи на комплементарных МДП-структурах как основа для построения микромощных схем. Примеры схемотехнических решений ИМС на основе полевых транзисторов. Базовые логические схемы. Транзисторно-транзисторные структуры и элементы с эмитттерной связью. Логическая ячейка на элементах с инжекционным питанием. Биполярные и МДП-элементы для интегральных операционных усилителей. Схемы памяти. Запоминающие ячейки оперативной памяти. Постоянные запоминающие устройства. Флэш-память. Основные компоненты и характеристики интегральных схем СВЧ-диапазона. Современные тенденции развития элементов интегральных схем и ИМС.Литература
, Чиркин приборы. - СПб., «Лань», 2009 г., 480 с. , Козырь микроэлектроники. - СПб., «Лань», 2008 г., 384 с. . Электроника и микроэлектроника. Физико-технологические основы. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008 г., 424 стр. Александров процессы изготовления СБИС – СПб: Изд. ЛЭТИ, 2005 г. – Основы микроэлектроники – М.: ЛБЗ, 2001 г. , Зубко . – СПб: Изд. ЛЭТИ, 2003 г.Раздел 5 Квантовая и оптическая электроника
Способы описания электромагнитного излучения оптического диапазона Квантовые переходы. Спонтанное и вынужденное излучение. Коэффициенты Эйнштейна. Механизмы уширения спектральных линий. Рассеяние света. Принцип работы квантовых усилителей и генераторов. Схемы работы лазеров. Методы возбуждения активной среды (накачка). Оптические резонаторы. Их основные типы и особенности. Условие самовозбуждения и насыщение усиления. Нестационарная генерация, модуляции добротности и синхронизация мод. Квантовые генераторы СВЧ-диапазона. Газовые лазеры. Твердотельные и жидкостные лазеры. Перестраиваемые лазеры. Волоконные лазеры. Светоизлучающие диоды (СИД). Параметры и характеристики. Эффективность СИД. Белые светодиоды. Полупроводниковые лазеры. Полосковый лазер. Лазеры на основе двойной гетероструктуры с раздельным ограничением (РО ДГС) и лазеры с распределенной обратной связью (РОС-лазеры). Фотоприёмники, их виды, принципы действия, устройство. Фоторезисторы, фотодиоды и их основные параметры и характеристики. Приборы фотоэлектрической солнечной энергетики. Способы повышения их КПД. Оптические методы передачи и обработки информации, их особенности.Литература
Пихтин и квантовая электроника., учебник. - М., "Высшая школа", 2001 г , , Филатов основы интегральной оптики. – М.: ИД "Академия", 2010 г., 427 с. Ишанин излучения, учебное пособие для ВУЗов – СПб., Папирус, 2003 г. , Пихтин оптоэлектронные приборы, учебное пособие – СПб, Изд. ЛЭТИ, 2008 г.