Вопросы к вступительным экзаменам в магистратуру по направлению 210100 «Электроника и наноэлектроника»

1. Основы физики полупроводников

Зонная теория кристаллов. Энергетические спектры электронов в металлах, полупроводниках, диэлектриках. Зона проводимости и валентная зона. Собственные и примесные полупроводники. Роль донорных и акцепторных примесей.

Функция распределения Ферми-Дирака. Равновесная концентрация основных и неосновных носителей заряда. Температурные зависимости.

Подвижность электронов и дырок. Диффузия и дрейф носителей заряда

Электронно-дырочный переход (р-n). Инжекция и экстракция неосновных носителей заряда. Вольт-амперная характеристика р-п перехода. Генерация и рекомбинация носителей в р-п переходе.. Пробой р-n перехода: тепловой, лавинный, туннельный.

Структуры металл-диэлектрик полупроводник (МДП). Полевой эффект в МДП-структурах.

2. Приборы твердотельной электроники и микроэлектроники

Полупроводниковые диоды. Основные параметры и характеристики диодов, их зависимость от температуры и режима.

Биополярные транзисторы Структура и принцип действия. Основные параметры и характеристики транзисторов, их зависимость от температуры и режима. Пробой транзистора.

Полевые транзисторы МДП, с р-n переходом и с барьером Шоттки. Принцип действия. Основные параметры и характеристики полевых транзисторов. МДП транзисторы с индуцированным и встроенным каналами.

Элементы интегральных микросхем: транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы в составе ИС. Классификация ИС. Активные и пассивные элементы гибридных и объемных интегральных микросхем.

Оптоэлектронные приборы. Назначение и области применения. Фотоприемники: фотодиоды, фототранзисторы, фоторезисторы. Основные параметры и характеристики.

Светодиоды.

3. Технология и оборудование производства электронных средств

Планарная технология. Физические основы процесса диффузии.

Ионное легирование.

Эпитаксия.

Получение тонких пленок термическим испарением в вакууме. Ионно-плазменное распыление.

Фотолитография. Проекционная фотолитография. Фотошаблоны и их изготовление.

Сборка и монтаж полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. Методы герметизации. Бескорпусные приборы.

Технологические процессы получения межсоединений в микроэлектронных приборах. Технологические схемы производства интегральных микросхем.

4. Конструирование радиоэлектронных средств

Параметры цифрового сигнала.

Прохождение цифрового сигнала по линиям передачи. Понятие электрически длинной и короткой линии передачи.

Искажения сигнала в линиях передач.

Электромагнитная совместимость. Электростатические разряды. Источники помех естественного и техногенного происхождения.

Типы фильтров: нижних, верхних, промежуточных частот, полосовые фильтры. Амплитудно-частотные характеристики фильтров. Фильтры источников питания.

Экранирование как средство обеспечения ЭМС.

Методы гальванической развязки: оптическая, развязывающие трансформаторы.

Провода и кабели в конструкциях РЭС.

Технологии изготовления печатных плат. Поверхностный монтаж.

Моделирование электронных схем в частотной и временной областях.

Прохождение цифрового сигнала по линиям передачи.

Моделирование тепловых и механических процессов в конструкциях ЭА. Обеспечение электрических, тепловых и механических режимов работы радиоэлементов и материалов конструкции как основная задача повышения надёжности и качества ЭА.

5. Управление качеством, надежность и диагностика ЭС.

Понятие качества, его экономическое и социальное значение. Качество продукции, методы его оценивания, показатели качества. Контроль и испытания электронных средств. Электрический контроль электронных узлов и средств. Анализ и контроль качества технологических процессов производства электронных средств.

Показатели безотказности электронных средств. Прогнозирование надежности электронных средств.

Неразрушающий контроль технического состояния и методы неразрушающего физического анализа.

Рекомендуемая литература:

1. , . Введение в процессы интегральных микро - и нанотехнологий. – М., Бином, 2010, 392 с.

2. . Физические основы кремниевой наноэлектроники. – М., МИФИ, 2008 г., 288 с.

3. Коледов и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. Учебное пособие СПб.: Лань, 2008.

4. , Полупроводниковые приборы, учебник, СПб.: Лань, 2006

5. , , Физические основы конструирования и технологии РЭА и ЭВА, М., Советское радио, 1979 г.

6. Электроника, 2-ое издание, Санкт-Петербург, «БХВ-Петербург», 2008 г., 739 с.

7. У. Тилл, Дж. Лаксон Интегральные схемы: материалы, приборы, изготовление, перевод с англ., под ред. , Москва, МИР, 1985 г., 504 с.

8. Р. Маллер, Т. Кейминс Элементы интегральных схем, Москва, МИР, 1989, 630 с.

9. Физика полупроводниковых приборов и микроэлектроники, Москва, Юрайт, Высшее образование, 2009 г., 463 с.