Саратовский государственный технический университет
имени
Кафедра «Электронные приборы и устройства»
«Утверждаю»
Проректор СГТУ по УР
проф.
______________________
Программа
междисциплинарного вступительного
экзамена в магистратуру по направлению
11.04.04. «Электроника и наноэлектроника»
Программа обсуждена
на заседании кафедры «14» января 2014г. протокол
Зав. кафедрой____________
Программа утверждена на заседании УМКН по направлению «Электроника и наноэлектроника»
«14» января 2014г. протокол
Председатель УМКН
___________________
Саратов 2014г.
Вступительные испытания в магистратуру
по направлению «Электроника и наноэлектроника»
1.СТРУКТУРА
1.1. Программа (включает элементы программ нижеследующих дисциплин)
1.1.1.Физика твердотельных приборов и устройств
1.1.2.Квантовая и оптическая электроника
1.1.3.Метрология, стандартизация, сертификация
1.1.4.Микроэлектроника
1.1.5.Вакуумная и плазменная электроника
1.2. Тестовые задания
2. СОДЕРЖАНИЕ
2.1.Программа вступительных испытаний
2.2.Физика твердотельных приборов и устройств
Разделы дисциплины
Введение. Физические и математические модели процессов, определяющих величины концентраций носителей заряда (НЗ) в твердом теле (ТТ). Энергетическая зона и плотность состояний в ней. Концентраций НЗ в невырожденном и вырожденном полупроводниках. Температурные зависимости концентраций НЗ и положения уровня Ферми в твердом теле. Физика процессов токопрохождения в модели тонкого электронно-дырочного перехода (ЭДП). ВАХ модели тонкого перехода. ВАХ моделей толстого и ограниченного ЭДП. ВАХ и свойства контакта «металл-полупроводник». Барьерная и диффузионная емкости ЭДП. Основные виды рассеяния НЗ в твердом теле, температурная зависимость параметров рассеяния. Приповерхностная проводимость и эффект поля в твердом теле.
2.3.Квантовая и оптическая электроника
Разделы дисциплины
Излучение и поглощение электромагнитных волн веществом. Квантовое усиление и генерация, населённости уровней, инверсное состояние вещества. Принцип работы квантовых усилителей и генераторов, оптические резонаторы. Газовые лазеры. Твердотельные лазеры. Полупроводниковые лазеры. Принцип голографии. Голографические запоминающие устройства. Голографические схемы записи и считывания информации.
2.4.Метрология, стандартизация, сертификация
Разделы дисциплины
МЕТРОЛОГИЯ Физические свойства, величины и шкалы. Системы физических величин и их единиц. Международная система единиц (система СИ). Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров. Эталоны единиц системы СИ. Модель измерения и основные постулаты метрологии. Виды и методы измерений. Погрешности измерений. Качество измерений. Методы обработки результатов измерений. Динамические измерения и динамические погрешности. Основные понятия теории метрологической надежности. Понятие об использовании и контроле. Принципы выбора средств измерений. Основы метрологического обеспечения. Нормативно-правовые основы метрологии. Метрологические службы и организации. Государственный метрологический надзор и контроль.
СТАНДАРТИЗАЦИЯ. Основы государственной системы стандартизации. Работы, выполняемые при стандартизации. Научно-технические принципы и методы стандартизации. Категории и виды стандартов. Стандартизация отклонений геометрических параметров деталей. Государственный контроль и надзор за соблюдением требований государственных стандартов.
СЕРТИФИКАЦИЯ. Определение сертификации. Виды сертификации. Система сертификации. Основные стадии сертификации. Нормативно-методическое обеспечение сертификации. Деятельность органов по сертификации и испытательных лабораторий.
2.5.Микроэлектроника
Разделы дисциплины
Особенности ИМС как электронных приборов нового типа. Полупроводниковые переходы и контакты. Основные структурные элементы ИМС. Технология изготовления, топология и структура ИМС. Классификация электронных схем. Статические и динамические характеристики простейших логических ИМС. Основы цифровой схемотехники. Схемы комбинационного и последовательного типа. Аналоговые ИМС. Операционный усилитель. Усилители на МОП ИМС. Совмещенные логические элементы. МЕП логические элементы. СБИС. Микропроцессоры. Запоминающие устройства. Надежность ИМС. Перспективы развития микроэлектроники.
2.6.Вакуумная и плазменная электроника
Разделы дисциплины
Термоэлектронная эмиссия из металлов. Формула Ричардсона-Дешмана. Эмиссия из полупроводников. Эмиссионная пятнистость катода, влияние структуры катода на термоэмиссию. Фотоэлектронная эмиссия металлов. Теория Фаулера. Фотоэлектронная эмиссия полупроводников. Теория Спайсера. Эффективные фотоэмиттеры Вторичная электронная эмиссия и ее применение в электронике. Влияние электрических полей на характер эмиссии. ФЭУ и их применение. Пороговая чувствительность фотоприборов. Зависимость минимального сигнала от конструкции и температуры Автоэлектронная эмиссия и ее природа. Теория холодной эмиссии. Влияние внешних полей на эмиссию. Движение электронов в электрическом поле и особенности их траектории. Движение электронов в вакууме с учетом объемного заряда. Закон 3/2. Ток насыщения и его зависимость от электрического поля (эффект Шоттки). Движение электронов в магнитном поле. Фокусировка электронов. Движение электронов в продольных электрических и магнитных полях. Движение электронов в скрещенных Е и В полях. Законы сохранения энергии в магнитном поле. Особенности движения электронов в сильных, переменных полях (t) и неоднородных электрических и магнитных полях. Уравнения моментов для функции распределения частиц по скоростям. Силы, действующие на заряженные частицы в газе. Особенности дрейфового и диффузионного движение в газе, влияние внешних полей на характеристики движения частиц. Влияние диэлектрических стенок на свойства тока в газе: плазма, отражение стенками, дебаевская длина. Поле заряда в плазме - дебаевский радиус экранирования. Амбиполярное движение в газе - расчет поперечных скоростей и поперечных составляющих электрического поля, условие Шоттки. Влияние магнитных полей на характер движения частиц в газе. Связь продольной компоненты электрического поля с хаотическим движением частиц, эффект Холла в плазме. Самостоятельный и несамостоятельный ток в газе, его применение в электронике. Закон Пашена-Петрова. Зависимость напряжения зажигания от Е/р. Пеннинговские смеси газов, их применение. Вольтамперная характеристика газового разряда. Виды разрядов в газе и их особенности.
Нормальные и аномальные тлеющие разряды, их применение в электронике. Газовые лазеры. Приборы с накаленным катодом. Положительный столб газового разряда и его свойства. Влияние диэлектрических стенок на свойства положительного столба разряда: амбиполярная диффузия, двойной слой на диэлектрической стенке, ограничивающей плазму, радиус Дебая. Границы применимости метода моментов для описания процессов в газоразрядных приборах. Диэлектрики в электрическом поле, классы диэлектриков, Дипольный (электрический) момент нейтрального атома, поляризация. Теория ориентационной поляризуемости Дебая. Закон Кюри. Пьезоэлектрический эффект и сегнетоэлектричество. Действие переменных полей на атом. Вынужденные колебания атома в модели гармонического осциллятора. Дисперсия и поглощение электромагнитных волн в атоме
Действие магнитных полей на вещество в электронной технике: диамагнетизм, парамагнетизм и ферромагнетизм. Магнитный резонанс. Перспективы развития вакуумных и плазменных приборов.
Рекомендованная литература
Основная:
Киселев и оптическая электроника. Учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. — СПб.: Издательство «Лань», 2011. — 320 с: ил. — (Учебники для вузов. Специальная литература) Вакуумная и плазменная электроника: Учебное пособие для студентов направления «210100.62 – Электроника и наноэлектроника» / , , – 20с. Блохинцев квантовой механики. – Спб, «Лань», 2010. – 672 с. Москатов электронной техники: учебное пособие / . — Ростов н/Д: Феникс, 2010. — 378 с. , , Оборина основы наноэлектроники». Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. – 83с. Димов , стандартизация и сертификация: Учебник для вузов. 3-е изд. – СПб.: Питер, 2010. – 464с. Гугелев , метрология и сертификация: учеб. пособие / . – М.: ИТК «Дашков и К», 2009. – 272с.Дополнительная:
Спиридонов О. П. Физические основы твердотельной электроники : учеб. пособие / . - М. : Высшая школа, 20с. Гуртов электроника : учеб. пособие / . - 3-е изд., доп. - М. : Техносфера, 20с. Щука а: учеб. пособие / ; под ред. . - СПб. : БХВ-Петербург, 20с. Дудкин электроника. Приборы и их применение : учеб. пособие / , . - М. : Техносфера, 20с. : ил. Малышев квантовой электроники и лазерной техники : учеб. пособие / . - М. : Высш. шк., 2005. Метрология, стандартизация, сертификация : учебник / [и др.]; под ред. . – М.: ИЦ «Академия», 2007. – 384с. Письменный лекций по теории вероятностей, математической статистике и случайным процессам / Дмитрий Письменный. – 4-е изд., испр.- М.: Айрис-пресс, 200с. – (Высшее образование).15. Коледов и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. – СПб.: Лань, 2008.
16. , , Тупик основы микроэлектроники. – М.: ИЦ «Академия», 2008.
17. , Козырь микроэлектроники. – СПб.: Лань, 2008.
18. Коваленко микроэлектроники. – М.: ИЦ «Академия», 2008.
19. , , Фролкин микроэлектроники. – М.: Радио и связь, 2005.
-Каменский. Лекции по физике плазмы. М.: Интеллект, 2008. Ч. Пул, Ф. Оуэнс. Нанотехнологии. – Издаельство: Техносфера, 2010. – 336 с. , , . Основы Наноэлектроники. – Новосибирск: НГТУ, 2000. – 340 с. . Нанотехнологии: Азбука для всех. Издательство:Физмалит, 2008. – 368 с.24. Коледов и конструкции микросхем, микропроцессоров и микросборок. – СПб.: Лань, 2008.
25. , , Тупик основы микроэлектроники. – М.: ИЦ «Академия», 2008.
26. , Козырь микроэлектроники. – СПб.: Лань, 2008.
27. Коваленко микроэлектроники. – М.: ИЦ «Академия», 2008.
28. , , Фролкин микроэлектроники. – М.: Радио и связь, 2005.
29. Бабич цифровой схемотехники. – М.: МК-Пресс, 2007.
30. Степаненко микроэлектроники. – М.: Лаб. Базовых Знаний, 2003.
31. Нефедов микросхемы и их зарубежные аналоги: справочник. – М.: ИП Радио Софт, 2003.
32. Алексенко микросхемотехники. – М.: Лаб. базовых знаний: ФИЗМАТЛИТ, 2002.
33. Самостаева в микроэлектронике. – Владивосток: ДВГТУ, 2003.
34. Миловзоров . – М.: Высш. шк., 2006.
35. Пасынков приборы. – СПб.: Лань, 2003.
Периодическая:
Отечественные журналы:
Известия вузов. Электроника;
Известия вузов. Радиоэлектроника;
Микроэлектроника;
Физика и техника полупроводников;
Нанотехнологии и наноматериалы;
Нано - и микросистемная техника;
Зарубежные журналы:
ChipNews.
