МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЙ В МАГИСТРАТУРУ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ
«КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ»
2012 г.
Содержание программы
1.1. Материаловедение и материалы ЭС
1. Поляризация диэлектриков. Виды поляризации. Полярные, неполярные и ионные диэлектрики. Зависимость диэлектрической проницаемости от агрегатного состояния вещества, температуры и частоты переменного напряжения.
2. Диэлектрические потери. Виды потерь. Релаксационные и резонансные потери, их зависимость от частоты переменного напряжения и температуры. Тангенс угла диэлектрических потерь.
3. Электропроводность диэлектриков. Виды электропроводности. Поверхностное и объемное сопротивление 3ависимость сопротивления от температуры.
4. Пробой диэлектриков. Электрическая прочность. Виды пробоя диэлектриков. Пробой газов, жидких и твердых диэлектриков.
5. Полимерные диэлектрики. Термопластичные и термореактивные полимеры. Виды полимеров и их применение.
6. Пластмассы. Термопласты и реактопласты. Классификация пластмасс. Основные виды пластмасс, применение в электронных средствах. Слоистые пластики.
7. Керамические диэлектрики. Стекла и ситаллы. Состав, методы получения, свойства и применение.
8. Активные диэлектрики. Сегнетоэлектрики, пьезоэлектрики, пироэлектрики, электреты. Свойства и применение.
9. Полупроводниковые материалы. Классификация полупроводников, основные свойства.
10. Кремний, германий и арсенид галлия. Свойства и применение.
11. Материалы лазерной техники. Материалы для активных областей лазеров, требования к ним. Полупроводниковые, твердотельные и газовые лазеры.
12. Электрооптические материалы. Эффекты Керра и Поккельса. Свойства и применение. Жидкие кристаллы.
13. Проводниковые материалы. Классификация и основные параметры. Зависимость сопротивления от температуры и содержания примесей.
14. Металлы высокой проводимости. Основные свойства и применение меди и ее сплавов, алюминия и его сплавов.
15. Тугоплавкие и благородные металлы. Сплавы железа. Основные свойства и применение в электронных средствах.
16. Легкоплавкие металлы, их свойства и применение. Припои: классификация, свойства и применение.
17. Магнитомягкие материалы для постоянных и низкочастотных полей. Основные виды материалов и их применение. Низкокоэрцитивные сплавы.
18. Магнитомягкие материалы для высоких и сверхвысоких частот. Магнитодиэлектрики и ферриты. СВЧ-ферриты. Основные свойства и применение.
19. Магнитотвердые материалы. Классификация, свойства и применение. Высококоэрцитивные сплавы. Материалы для записи информации.
20. Магнитные материалы специального назначения. Термомагнитные материалы. Материалы с прямоугольной петлей гистерезиса. Магнитострикционные материалы. Магнитные пленки. Свойства и применение.
2. Физические основы микроэлектроники
1. Волновые свойства микрочастиц.
2. Уравнение Шредингера для кристалла.
3. Дефекты в кристаллах.
4. Волновая функция. Физический смысл волновой функции. Условие нормировки волновой функции.
5. Электрические свойства и зонная структура твердых тел.
6. Заполнение энергетических зон. Валентная зона и зона проводимости.
7. Вырожденные и невырожденные системы. Критерии.
8. Собственные и примесные полупроводники.
9. Квантовая статистика Ферми - Дирака. Химический потенциал. Энергия Ферми.
10. Статистика носителей заряда в собственных и примесных полупроводниках.
11. Классификация переходов (контактов) в микроэлектронике.
12. Классификация р-n - переходов.
13. Образование р-n - перехода.
14. Электронно-дырочный переход. Потенциальный барьер и контактная разность потенциалов.
15. ВАХ идеального диода. Формула Шокли. Отклонения от идеальной ВАХ.
16. Режимы работы биполярного транзистора. Режимы включения биполярного транзистора.
17. Контакт металл-полупроводник. Обедненный, обогащенный и инверсионный слой.
18. Полевой МДП - транзистор. Сток-истоковая характеристика.
19. Эффект Ганна. Домен сильного поля.
20. Диод Ганна. ВАХ диода Ганна.
3. Физико-химические основы технологии электронных средств
1. Общая характеристика технологического процесса производства полупроводниковых интегральных микросхем. Основные технологические операции.
2. Получение монокристаллического кремния методом Чохральского. Явление сегрегации примесных атомов и его влияние на качество выращенных кристаллов.
3. Получение монокристаллического кремния методом бестигельной зонной плавки.
4. Эпитаксия. Круг решаемых задач. Парофазная, жидкофазная, твердофазная эпитаксия.
5. Газофазная эпитаксия кремния. Молекулярнолучевая эпитакия.
6. Гетероэпитаксия кремния на сапфире,
7. Формирование диэлектрических слоев SiO2 на поверхности кремния методом термического окисления. Факторы, влияющие на скорость роста пленок SiO2.
8. Химическое осаждение пленок SiO2. Получение пленок SiN4 и Al2O3.
9. Диффузия. Основные закономерности. Законы Фика. Механизмы диффузии.
10. Диффузия из ограниченного и неограниченного источников. Факторы, влияющие на скорость диффузии.
11. Ионная имплантация примесных атомов. Сущность метода. Отжиг радиационных дефектов.
12. Основы теории Линдхарда-Шарфа-Шиотта. Распределение примесных атомов по глубине. Эффект каналирования.
13. Ядерное (трансмутационное) легирование кремния.
14. Фотолитография. Сущность фотолитографии. Основные технологические операции.
15. Рентгенолитография. Особенности изготовления шаблонов для рентгенолитографии.
16. Электронолитография. Ионно-лучевая литография.
17. Термовакуумное напыление тонких пленок. Основные стадии процесса. Формула Герца-Кнудсена.
18. Формирование тонких пленок методом катодного распыления. Процесс образования газоразрядной плазмы. Факторы, влияющие на коэффициент распыления.
19. Формирование тонких пленок методом высокочастотного распыления. Реактивное распыление. Магнетронное распыление.
20. Технология толстопленочных интегральных микросхем. Сущность технологического процесса. Основные операции.
4. Схемотехника электронных средств
1. Структурная схема усилителя
2. Характеристики и параметры усилительных устройств
3. Входные и выходные характеристики биполярного транзистора
4. Угол отсечки. Режимы работы усилительного каскада
5. Способы задания рабочей точки транзисторного каскада
6. АЧХ реостатного каскада
7. Дифференциальный каскад
8. Принцип построения операционного усилителя
9. Источник питания с сетевым трансформатором
10. Импульсный источник питания
11. Аналоговые и цифровые сигналы. Приоритет цифровых способов обработки информации в современных электронных средствах.
12. Основные функции, реализуемые аналоговыми и цифровыми устройствами в электронных системах. Особенности преобразований информации при их совместной работе.
13. Основные параметры аналоговых и цифровых электронных устройств Их соответствие.
14. Типы микроэлектронных технологий, применяющихся при реализации цифровых интегральных микросхем. Семейства цифровых ИС. Их характеристики.
15. Базовые логические элементы в схемотехнике ТТЛ, МОП, И2Л, ЭСЛ. Их схемотехника, разновидности, основные характеристики и принципы работы.
16. Комбинационные устройства — дешифраторы, шифраторы, мультиплексоры и т. п.
17. Узлы с запоминанием информации - триггеры, счетчики, регистры. Их типы, временные диаграммы.
18. Полупроводниковые запоминающие устройства. Назначение оперативных и постоянных запоминающих устройств, их характеристики и основные структурные решения. Схемы базовых запоминающих ячеек.
19. Архитектура микропроцессоров и микро-ЭВМ на их основе. Назначение шин и блоков микро-ЭВМ; их взаимодействие между собой.
20. Типичные характеристики микропроцессоров и микро-ЭВМ: быстродействие, разрядность, адресное пространство. Их связь с функциональными возможностями ЭВМ.
21. Операционные усилители. Принципы построения, структурная схема типового операционного усилителя. Построение функциональных преобразователей на основе операционного усилителя.
22. Сущность аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования и особенности реализации этих операций в электронных средствах. Структурные решения АЦП и ЦАП. Основные параметры преобразователей.
5. Основы проектирования электронных средств
1. Характеристика основных терминов и определений проектно-конструкторских работ.
2. Основные этапы проектно-конструкторских работ и их характеристика.
3. Классификация основных проектно-конструкторских документов и их характеристика.
4. Количественные показатели надежности. Расчет надежности на различных этапах проектирования РЭА.
5. Факторы механического влияния на конструкции РЭА и борьба с ними.
6. Компоновочные схемы блоков РЭА и их характеристика.
7. Способы обеспечения нормального теплового режима РЭА.
8. Характеристика основных требований к РЭА. Последовательность формирования технического задания.
9. Способы защиты РЭА от воздействия влаги и их характеристика.
10. Характеристика основных методов и принципов проектирования РЭА.
11. Цель, задачи и последовательность расчета надежности проектируемой РЭА.
12. Цель, задачи и последовательность расчета площади печатной платы
13. Конструкторско-технологические расчеты печатных плат.
14. Способы обеспечения и расчет вибропрочности радиоэлектронного модуля 2 уровня.
15. Цель, задачи и последовательность расчета теплового режима блока.
16. Цель, задачи и последовательность расчета радиатора для теплонагруженного элемента.
17. Цель, задачи и последовательность расчета амортизированной системы с одной степенью свободы.
18. Цель, задачи и последовательность аналитической компоновки блока.
19. Цель, задачи и последовательность конструкторского анализа электрической принципиальной схемы.
20. Выбор элементной базы для конструкции РЭА.
6. Управление качеством ЭС
1. Качество продукции. Показатели качества.
2. Цикл Деминга. Цикл РДСА.
3. Квалиметрия и ее основные принципы.
4. Методология построения систем управления качеством.
5. Требования к системам управления качеством в соответствие со стандартами ИСО 9000.
6. Области применения статистических методов управления качеством.
7. Диаграммы Парето.
8. Методы расслаивания.
9. Диаграммы разброса (поля корреляции).
10. Использование гистограмм для анализа точности и стабильности технологических процессов.
11. Статистический ряд. Выбор оценок генеральных характеристик.
12. Графические методы представления статистического ряда.
13. Причинно-следственные диаграммы.
14. Статистический контроль качества технологического процесса ЭС с помощью контрольных карт.
15. Дисперсионный анализ.
16. Многофакторный регрессионный анализ.
17. Статистический приемочный контроль.
18. Виды технического контроля.
19. Контроль технического состояния БИС и МПБИС.
20. Применение тест-структур при операционном контроле качества.
Рекомендуемая литература
К разделу 1
1. , , Материалы электронной техники.- М: Высшая школа, 2004.
2. , , Материаловедение и технология конструкционных материалов - М: Высшая школа, 2007. – 535 с.
К разделу 2
1. Базир основы микроэлектроники.- Ульяновск, УлГТУ, 2006.
2. Базир основы электроники.- Ульяновск, УлГТУ, 2006.
3. , Осауленко твердого тела для инженеров. – М.: Техносфера, 2007.
4. Гуртов электроника. – М.: Техносфера, 2008.
5. Марголин основы микроэлектроники.- М.: Академия, 2008.
К разделу 3
1. , Физико-химические основы технологии электронных средств. Учебное пособие. – Ульяновск, УлГТУ. 20с.
2. Черняев -химические процессы в технологии РЭА.- М.: Высшая школа, 1987.
3. , Юдин производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем. М.: Высшая школа., 1987
4. Готра микроэлектронных устройств. Справочник. М.: Радио и связь, 1991.
5. и др. Основы микроэлектроники. М.: Радио и связь, 1991.
6. и др. Микроэлектроника. М.: Высшая школа, 1987.
К разделу 4
1. Ногин электронные устройства.- М.: Связь, 1992.
2. , Ногин аналоговых электронных устройств.-М.: Радио и связь. 1997.
3. Степаненко теории транзисторов и транзисторных схем.- М.:
Энергия, 1997.
4. Радиоприемные устройства./ Под ред. - М.: Высшая школа, 1989.
5. Гайтан микросхемы. – Ульяновск, УлГТУ. 2006. – 207 с.
6. Коффрон Дж. Технические средства микропроцессорных систем. М.: Мир, 1983
7. Искусство схемотехники. М.: Мир, 2003.
К разделу 5
1. , Общие вопросы проектирования радиоэлектронных средств. – Ульяновск, УлГТУ, 2007. – 103 с.
2. , Основы конструирования и технологии производства РЭС,- Йошкар-Ола, МарГТУ, 2006.
3. , Основы конструирования и технологии радиоэлектронных средств.- М.: Академия, 2007.
4. , Основы классификации радиоэлектронной аппаратуры. Ульяновск, УлГТУ, 2003.
5. , Обеспечение надежности при проектировании РЭС. – Ульяновск, УлГТУ, 2010. – 106 с.
К разделу 6
1. , , Зорин управление качеством.- М.:, Горячая линия — Телеком, 2001.
2. Глудкин качеством ЭС.- М.: Высшая школа, 1994.
3. Абомелик качеством ЭА. Учебное пособие.- Ульяновск:
УлГТУ, 2007.
