МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И.Ульянова (Ленина)
«УТВЕРЖДАЮ» Проректор по учебной работе профессор
_____________________/Лысенко Н.В./
ПРОГРАММА
ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ
ПО НАПРАВЛЕНИЮ
210100 - «ЭЛЕКТРОНИКА И НАНОЭЛЕКТРОНИКА»
Санкт-Петербург
2011 СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
Раздел 1. Материалы и элементы электронной техники.
Общая классификация материалов по составу, свойствам и техническому назначению.
Физическая природа электропроводности металлов, сплавов, полупроводников, диэлектриков и композиционных материалов.
Сверхпроводящие металлы и сплавы.
Характеристика проводящих и резистивных материалов во взаимосвязи с их применением в электронной технике.
Характеристика и основные физико-химические, электрические и оптические свойства элементарных полупроводников, полупроводниковых соединений и твердых растворов на их основе.
Примеры реализации полупроводниковых структур в приборах и устройствах электроники.
Основные физические процессы в диэлектриках (поляризация, пробой, диэлектрические потери) и способы их описания.
Активные и пассивные диэлектрические материалы и элементы на их основе.
Магнитные материалы и элементы общего назначения.
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 / В.С.Сорокин, Б.Л.Антипов, Н.П.Лазарева. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. ISBN 5-7695-2785-4
2. Материалы и элементы электронной техники. В 2 т. Т.2 Активные диэлектрики, магнитные материалы, элементы электронной техники: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В.С.Сорокин, Б.Л.Антипов, Н.П.Лазарева. – М.: Издательский центр «Академия», 2006. ISBN 5-7695-2780-3
3. Антипов Б.Л., Сорокин В.С., Терехов В.А. Материалы 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 А.Д. Вакуумная электроника: Физико-технические основы: Учеб. пособие. СПб.: Лань, 2004.
2. Булычев А.Л., Лямин П.М., Тулинов Е.С. Электронные приборы: Учеб. пособие. М.: Энергоиздат, 2000.
3. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Вводный том, книги №№ 1-4,. М.: Наука/Интерпериодика, 2000.
4. Барченко В.Т., Быстров Ю.А., Колгин Е.А. Ионно-плазменные технологии в электронном производстве /Под ред. Ю.А. Быстрова, СПб.: Энергоатомиздат, СПб. отд-ние, 2001. Раздел 3. Твердотельная электроника
Явления переноса в твердых телах. Подвижность и диффузия носителей заряда.
Выпрямляющий контакт металл-полупроводник. Энергетическая диаграмма контакта, ВАХ. Омический контакт металл-полупроводник
Свойства контакта p – n (p – n переход).
Диоды на основе p – n перехода. Выпрямительный диод, стабилитрон, варактор, pin- диод. Особенности ВЧ и СВЧ диодов.
Туннельный диод. Структура, основные характеристики. Обращенный диод
Конструкция и принцип действия биполярного транзистора
Основные режимы работы биполярного транзистора. Схема с общей базой, с общим эмиттером. Частотные свойства.
Структура и принцип действия тиристора. Эффекты dI/dt и dU/dt.
Структура и принцип действия полевого транзистора с затвором Шоттки (ПТШ)
Полевые транзисторы с управляющим p – n переходом
Поверхностные эффекты. МДП структура и приборы на ее основе
Структура и принцип действия МДП транзистора с индуцированным n-каналом. Основные характеристики. Пороговое напряжение. Быстродействие МДП транзисторов.
Принцип действия лавинно-пролетных (ЛПД) и инжекционно-пролетных (ИПД) диодов.
Гетероструктура – особенности и основные свойства. Зонная диаграмма изотипных и анизотипных гетеропереходов. Основные применения гетероструктур в твердотельной электронике.
Полевой транзистор с высокой подвижностью электронов (HEMT).
Гетеробиполярные транзисторы (ГБТ).
Основные типы полупроводниковых фотоприемников. Конструкция, основные характеристики
Принцип действия солнечных батарей. Принцип действия детекторов ядерных частиц. Триодные фотодетекторы.
Светодиоды и лазеры на основе широкозонных полупроводников.
Полупроводниковые датчики температуры, давления, электрического и магнитного полей.
Литература
Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. Учебник.- М.: Высшая школа, 2006.
Лебедев А.И. Физика полупроводниковых приборов/. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008.
Гуртов В.А. Твердотельная электроника. / Учебное пособие. М.: Техносфера, 2005
Зи С.М. Физика 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
Пасынков В.В., Чиркин Л.К. Полупроводниковые приборы. - СПб., «Лань», 2009 г., 480 с.
Ефимов И.Е., Козырь И.Я. Основы микроэлектроники. - СПб., «Лань», 2008 г., 384 с.
А. А. Барыбин. Электроника и микроэлектроника. Физико-технологические основы. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008 г., 424 стр.
Александров О.В. Технологические процессы изготовления СБИС – СПб: Изд. ЛЭТИ, 2005 г.
Степаненко И.П. – Основы микроэлектроники – М.: ЛБЗ, 2001 г.
Вендик О.Г., Зубко С.П. Микроэлектроника. – 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 А.Н. Оптическая и квантовая электроника., учебник. - М., "Высшая школа", 2001 г
Панов М.Ф., Соломнов А.В., Филатов Ю.В. Физические основы интегральной оптики. – М.: ИД "Академия", 2010 г., 427 с.
Ишанин Г.Г. Приемники излучения, учебное пособие для ВУЗов – СПб., Папирус, 2003 г.
Тарасов С.А., Пихтин А.Н. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы, учебное пособие – СПб, Изд. ЛЭТИ, 2008 г.
|