Перечень вопросов, выносимых на экзамен,
По курсу «Основы электроники и радиоматериалы», 2017
(на основе презентаций)
Тема 1. Описание структуры радиоматериалов
РЕШЕТКИ БРАВЕ
Кристаллическая структура металлов
Индицирование узлов, направлений и плоскостей в кристаллах
Cимметрия кристаллов
Cимметрия кристаллов на примере кубической элементарной ячейки
32 Класса симметрии кристаллов
Физические свойства кристаллов.
Принципы кристаллофизики.
Предельные классы симметрии Кюри
Связь физических свойств и явлений в кристаллах с симметрией структуры.
Пьезоэлектрический эффект (на примере кварца).
Дефекты структуры радиоматериалов
Классификация по размерности:
• точечные (соизмеримы с размером элементарной ячейки),
• линейные- краевые и винтовые дислокации,
• протяженные- границы и поверхности зерен
Классификация точечных дефектов
Краевые дислокации
Винтовые дислокации
Влияние дислокаций на физические свойства кристаллов
Cпособы увеличения механической прочности
Тема 2 Динамика кристаллической решетки
Модель изолированного атома
Одномерная цепочка атомов одного сорта
Циклические Граничные условия Борна–Кармана
Одномерная цепочка атомов двух сортов
Фононы Упругие волны смещений атомов. Фононные спектры в кристаллах.
Теплоемкость кристаллической решетки (по модели Дебая)
Тема 3 Энергетический спектр электронов (Зонная теория)
Основные положения квантовой механики и физики твердого тела.
Соотношение де-Бройля
Постулаты квантовой физики. Уравнение Шредингера
Стационарное уравнение Шредингера и его решения для частных случаев.
Уравнение Шредингера для кристалла
Энергетический спектр электронов в кристалле
Метод слабой связи и Метод сильной связи
Влияние ограниченного размера кристалла. Зоны Бриллюэна
Зонная теория. Классификация твердых тел по проводимости.
Обратное Пространство. Направляющие (базисные) вектора обратной решетки.
Ячейка Вигнера-Зейтца.
Зона Бриллюэна - отображение ячейки Вигнера-Зейтца в обратном пространстве
Физический смысл Зоны Бриллюэна
Практическое использование концепции зон Броиллюэна
Приведенные зоны Бриллюэна.
Статистика электронного газа
Статистика Ферми — Дирака.
Статистика Бозе-Эйнштейна.
Вырожденный электронный газ
Плотность состояний
Cвязь концентрации электронов с энергией Ферми. Металлы. Фермиевские параметры
Поверхность Ферми..
Классификация твердых тел по проводимости Проводники- металлы
Примесные полуроводники
Эффективная масса электрона в кристалле.
Тема 4 Кинетические свойства радиоматериалов
Уравнения Онсагера
Кинетическое Уравнение Больцмана
Элементарный кинетический метод.
Теория металлов Друде-Лоренца. Зако́н Видема́на — Фра́нца
Электропроводность металлов.
Правило Матиссена
Зависимость электропроводности и теплопроводности металлов от температуры.
Электропроводность тонких пленок (металлы).
Размерный эффект электропроводности
Высокочастотная электропроводность металла
Тема 4 Кинетические свойства полупроводников
Токи в полупроводниках
Характерные параметры полупроводников
Cвязь концентрации электронов с энергией Ферми. Полупроводники
Электропроводность полупроводников
Электропроводность примесных полупроводников
Электропроводность полупроводников в сильных электрических полях
Эффект Ганна
Эффект разогрева электронно-дырочного газа Электронная температура
Тема 5 Контактные и поверхностные явления
Работа выхода
Контактная разность потенциалов.
Зонные диаграммы контакта металл-полупроводник
Выпрямляющие свойства барьера Шоттки:
Вольт-амперная характеристика (ВАХ) барьера Шоттки
p-n переход. Вольт-амперная характеристика (ВАХ) p-n перехода
Туннельный и обращенный диоды.
Гетеропереходы.
Тема 5.1 БП Биполярные транзисторы.
Основные физические процессы в биполярных транзисторах.
Биполярный транзистор в схеме с общей базой. Зонная диаграмма и токи.
Эквивалентная схема биполярных транзисторов во всех режимах работы.
Дифференциальные параметры БТ в схеме с общей базой.
Биполярный транзистор в схеме с общим эмиттером.
Вольт‑амперные характеристики биполярного транзистора
Тема 5.2 ПТ Поверхностные состояния.
Поверхностные состояния.
Эффект поля, зонная диаграмма при эффекте поля
Зонная диаграмма приповерхностной области полупроводника n -типа.
при различных состояниях поверхности
Устройство МДП‑структур и их энергетическая диаграмма.
МДП-транзистор (MOSFET) с индуцированным каналом.
МДП-транзистор с встроенным каналом.