Электроника и схемотехника вопросы к экзамену

ЭЛЕКТРОНИКА И СХЕМОТЕХНИКА

вопросы к экзамену

Часть 1. Электроника

Основные физические свойства полупроводников. Собственная электропроводность полупроводников. Электронный и дырочный механизмы переноса электрического заряда в чистых полупроводниках. Примесная электропроводность полупроводников. Донорные примеси Основные и неосновные носители электрического заряда. Полупроводники n-типа. Примесная электропроводность полупроводников. Акцепторные примеси. Основные и неосновные носители электрического заряда. Полупроводники p-типа. Физические процессы на границе полупроводников с различным типом проводимости. Электронно-дырочный переход. Использование свойств p-n перехода в полупроводниковых приборах и интегральных микросхемах. Прямое включение p-n перехода. Физические процессы в p и n областях полупроводника при прямом включении. Вольт-амперная характеристика перехода в прямом включении. Характерные значения токов и напряжений реальных p-n переходов в прямом включении. Обратное включение p-n перехода. Физические процессы в p и n областях полупроводника при обратном включении. Вольт-амперная характеристика перехода в обратном включении. Характерные значения токов и напряжений реальных p-n переходов в обратном включении. Полупроводниковые диоды. Вольт-амперная характеристика универсального диода. "Односторонняя" проводимость универсального диода. Особенности вольт-амперной характеристики. Изображение и смысловое содержание условного графического обозначения диода. Диод как управляемый нелинейный электронный прибор. Диод как электрический ключ, управляемый напряжением. Свето - и ИК-диоды. Светодиодные индикаторы. Схема и принцип работы светодиодных индикаторов. Структуры и обозначения биполярных транзисторов. Физические величины, характеризующие режимы работы транзистора. Представления о независимых и зависимых физических величинах. Принцип работы биполярного транзистора на примере структуры п-р-п. Схемы включения биполярных транзисторов. Транзистор как управляемый нелинейный электронный прибор. Коэффициент усиления по току биполярного транзистора. Характерные режимы работы транзистора: открыт, заперт, насыщение, инверсный режим. Семейство входных (базовых) статических характеристик биполярного транзистора структуры п-р-п. Эффект Эрли. Входные сопротивления транзистора по постоянному и переменному токам. Семейство выходных (коллекторных) статических характеристик биполярного транзистора структуры п-р-п. Особенности характеристик. Выходные сопротивления транзистора по постоянному и переменному токам. Структуры и обозначения полевых транзисторов c управляющим электронно-дырочным переходом. Физические величины, характеризующие режимы работы транзистора. Представления о независимых и зависимых физических величинах. Принцип работы полевого транзистора c управляющим электронно-дырочным переходом на примере структуры с каналом п-типа. Входное сопротивление транзистора. Формирование горловины в канале полевого транзистора. Полевой транзистор как управляемый нелинейный электронный прибор. Семейства стоко-затворных (управляющих) статических характеристик полевых транзисторов с управляющим электронно-дырочным переходом и каналом n-типа. Крутизна характеристик. Семейства стоковых (выходных) статических характеристик полевых транзисторов с управляющим электронно-дырочным переходом и каналом п-типа. Выходные сопротивления транзистора по постоянному и переменному токам. Структуры и обозначения полевых транзисторов c изолированными затворами и встроенными (собственными) каналами. Достоинства и недостатки таких транзисторов. Физические величины, характеризующие режимы работы транзистора c изолированным затвором и встроенным (собственным) каналом. Представления о независимых и зависимых физических величинах. Особенности технологии изготовления таких транзисторов. Принцип работы полевого транзистора c изолированным затвором и встроенным (собственным) каналом п-типа. Входное сопротивление транзистора. Семейства стоко-затворных (управляющих) статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и встроенным (собственным) каналом n-типа. Крутизна характеристик. Семейства стоковых (выходных) статических характеристик полевых транзисторов с изолированным затвором и встроенным (собственным) каналом п-типа. Выходные сопротивления транзистора по постоянному и переменному токам. Полевой транзистор с изолированным затвором как нелинейный управляемый электронный прибор. Входное сопротивление транзистора c изолированным затвором. Явление инверсии типа проводимости полупроводника. Структуры и условные графические обозначения полевых транзисторов c изолированными затворами и индуцированными каналами. Достоинства и недостатки этих транзисторов. Физические величины, характеризующие режимы работы транзистора c изолированным затвором и индуцированным каналом. Представления о независимых и зависимых физических величинах. Особенности технологии изготовления таких транзисторов. Принцип работы полевого транзистора c изолированным затвором и и индуцированным каналом п-типа. Входное сопротивление транзистора. Семейства стоко-затворных (управляющих) статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом n-типа. Крутизна характеристик. Семейства стоковых (выходных) статических характеристик полевого транзистора с изолированным затвором и индуцированным каналом п-типа. Выходные сопротивления транзистора по постоянному и переменному токам. Комплементарные биполярные и полевые транзисторы. Достоинства таких транзисторов.

Часть 2. Схемотехника: электрические процессы и сигналы, преобразователи сигналов

Синусоидальный переменный ток: мгновенные, амплитудные, средние и действующие значения силы тока и напряжения, период, частота, полная и начальные фазы колебаний тока. Закон Ома для участка цепи с активным сопротивлением. Временные графики и векторная диаграмма для тока и напряжения на активном сопротивлении. Закон Ома для участка цепи с индуктивным сопротивлением. Временные графики и векторная диаграмма для тока и напряжения на индуктивном сопротивлении. Закон Ома для участка цепи с емкостным сопротивлением. Временные графики и векторная диаграмма для тока и напряжения на емкостном сопротивлении. Назначение, устройство, принцип действия и применение однофазных трансформаторов. Коэффициент трансформации. Однополупериодный выпрямитель переменного тока: назначение, схема, принцип работы, недостатки. Временные графики токов и напряжений на элементах схемы. Двухполупериодный выпрямитель переменного тока с трансформатором со средней точкой: назначение, схема, принцип работы, недостатки. Временные графики токов и напряжений на элементах схемы. Двухполупериодный выпрямитель переменного тока с диодным мостом: назначение, схема, принцип работы, недостатки. Временные графики токов и напряжений на элементах схемы. Применение ряда Фурье для анализа периодических негармонических колебаний. Сглаживающие фильтры выпрямителей: назначение, простейшая реализация и принцип её работы. Временные графики токов и напряжений на элементах схемы. Объяснение работы простейшего фильтра с использованием ряда Фурье. Стабилизаторы силы тока и напряжения: назначение, области применения, используемые электронные компоненты. Простейший стабилизатор напряжения на полупроводниковом стабилитроне: схема и принцип работы. Задача фильтрации электрических сигналов. Представление фильтра в виде четырехполюсника. Коэффициент передачи фильтра. Частотные свойства элементов фильтра. Фильтры нижних частот: назначение и вид амплитудно-частотной характеристики. Фильтры верхних частот: назначение и вид амплитудно-частотной характеристики. Полосовые фильтры: назначение и вид амплитудно-частотной характеристики. Задерживающие фильтры: назначение и вид амплитудно-частотной характеристики. Электронные усилители: назначение, классификация, основные характеристики. Обобщённая схема усилителя. Резестивный усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером: простейшая схема, назначение элементов схемы. Резестивный усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером: токи и напряжения различных элементов схемы, необходимость представления токов и напряжений в виде постоянной и переменной составляющих. Резестивный усилитель на биполярном транзисторе с общим эмиттером: порядок расчета режима работы биполярного транзистора. Использование обратной связи в электронных усилителях. Электронные генераторы синусоидальных колебаний: назначение, принцип построения, области применения. Операционные усилители: назначение, основные характеристики, условные обозначения, области применения. Алгебра логики как основа цифровой электронной техники. Логические переменные и их свойства. Логические функции одного аргумента. Электронные логические элементы. Широко применяемые логические функции нескольких аргументов. Примеры функций двух и трёх аргументов. Задача физического моделирования логических функций. Примеры электромеханических моделей логических функций. Физическое моделирование логических функций в электронной цифровой технике. Соглашения положительной и отрицательной логик. Необходимость и принципы дискретизации работы цифровых устройств по уровню сигналов и во времени. Пример дискретизации цифрового сигнала. Необходимость использования логических стандартов цифровой техники. Стандарты транзисторно-транзисторной логики, комплементарной металл-оксид-полупроводниковой логики, RS-232 и USB. Электронные логические элементы. Условные графические обозначения элементов. Широко применяемые элементы. Значение теоремы Котельникова для цифровой обработки сигналов. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи: назначение и области применения.