Физические основы микроэлектроники

Вопросы к экзамену по дисциплине
«Физические основы микроэлектроники»

1.  Зонная теория полупроводников.

2.  Покажите, что влияние температуры на собственную концентрацию полупроводника тем сильнее, чем больше ширина запрещенной зоны.

3.  Изобразите энергетические диаграммы полупроводника n-типа для двух степеней легирования (NД2 > NД1).

4.  Типы МДП-транзисторов.

5.  Уравнение Эберса-Молла для режима отсечки.

6.  Собственный полупроводник. Собственная концентрация. Положение уровня Ферми в собственном полупроводнике.

7.  Какие составляющие определяют прямой и обратный токи р-n перехода?

8.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NД > NА) в равновесном случае.

9.  Принцип работы туннельного диода.

10.  Энергетическая диаграмма биполярного транзистора в режиме насыщения.

11.  Примесный полупроводник р-типа. Концентрация основных и неосновных носителей заряда. Положение уровня Ферми в зависимости от степени легирования и температуры.

12.  Примесный полупроводник n-типа. Концентрация основных и неосновных носителей заряда. Положение уровня Ферми в зависимости от степени легирования и температуры.

13.  Как можно экспериментально определить тип электропроводности полу проводника?

14.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NА > NД) в равновесном случае.

15.  Зависимость положения уровня Ферми от температуры для полупроводника р-типа.

16.  Покажите, как влияет концентрация легирующей примеси на ширину ОПЗ.

17.  Изобразите энергетическую диаграмму симметричного р-n перехода при прямом напряжении.

18.  Принцип работы диода Ганна.

19.  Энергетическая диаграмма биполярного транзистора в активном режиме.

20.  Статистика Ферми-Дирака в полупроводниках. Вырожденный и невырожденный полупроводники. Условия вырождения.

21.  Как влияет соотношение масс электрона и дырки на положение уровня Ферми в собственном полупроводнике?

22.  Принцип работы ЛПД.

23.  Уравнение Эберса-Молла для активно-инверсного режима.

24.  Зависимость примесной концентрации от температуры на примере полупроводника р-типа.

25.  Объясните, какая из дырок обладает большей энергией: в глубине валентной зоны или у ее потолка?

26.  Изобразите энергетическую диаграмму р-n перехода при обратном напряжении на нем.

27.  Явление дрейфа. Подвижность носителей заряда. Дрейфовый ток.

28.  Как влияет температура на вероятность заполнения электроном энергетического уровня в зоне проводимости?

29.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NД > NА) при прямом напряжении на нем.

30.  Принцип работы полевого транзистора.

31.  Уравнение Эберса-Молла в режиме насыщения.

32.  Зависимость подвижности носителей заряда от напряженности электрического поля и температуры. Механизмы рассеяния носителей заряда.

33.  Объясните, какая из областей обладает большим удельным сопротивлением, если известно, что число дырок ежесекундно инжектируемых в n область больше числа электронов инжектируемых р область.

34.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода при прямом напряжении на нем.

35.  Уравнение Эберса-Молла в режиме отсечки.

36.  Собственная электропроводность. Зависимость от температуры и ширины запрещенной зоны.

37.  Объясните почему прямой и обратный токи реального р-n перехода больше, чем у идеального?

38.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NД < NА) при обратном напряжении на нем.

39.  Примесная электропроводность. Зависимость от степени легирования и от температуры.

40.  Объясните какая из областей обладает большим удельным сопротивлением, если известно, что число электронов ежесекундно инжектируемых в р область больше числа дырок инжектируемых n область.

41.  Явление диффузии. Диффузионные токи электронов и дырок. Соотношение Эйнштейна.

42.  Объясните, в чем различие между вырожденным и невырожденным полупроводниками.

43.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA > NД) в равновесном случае.

44.  Неравновесные и избыточные носители заряда в полупроводнике. Рекомбинация. Скорость рекомбинации.

45.  Объясните, почему увеличивается концентрация основных носителей заряда вблизи р-n перехода при инжекции неосновных носителей заряда.

46.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA > NД) в равновесном случае.

47.  Уравнение непрерывности. Диффузионная длина электронов и дырок.

48.  Где располагается уровень Ферми в вырожденном полупроводнике при высокой степени легирования.

49.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA < NД) в равновесном случае.

50.  Поверхностные явления в полупроводниках. Характеристика поверхностных уровней. Тип электропроводности полупроводника в приповерхностном слое.

51.  Как изменится барьерная емкость р-n перехода при увеличении степени легирования р и n областей?

52.  Явления обеднения, инверсии и обогащения в приповерхностном слое полупроводника.

53.  Объясните, почему при температурах выше температуры ионизации Тi p-n переход теряет свои выпрямительные свойства.

54.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA > NД) при инжекции.

55.  Электронно-дырочный переход. Классификация переходов. Область пространственного заряда (ОПЗ).

56.  Как меняется высота потенциального барьера при увеличении степени легирования р и n областей?

57.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NД < NA) при обратном напряжении на нем.

58.  Энергетическая диаграмма р-n перехода в равновесном состоянии. Определение величины потенциального барьера. Диффузионные и дрейфовые токи.

59.  К несимметричному р-n переходу (Nд > NA) приложено обратное напряжение. Укажите составляющую тока, которая будет наибольшей в этом случае.

60.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA > NД) при экстракции.

61.  Явления инжекции и экстракции. Прямое и обратное напряжения.

62.  Как можно экспериментально определить ширину запрещенной зоны у собственного полупроводника?

63.  Изобразите энергетические диаграммы полупроводника р-типа для двух уровней легирования (NA2 > NA1).

64.  Вольтамперная характеристика (ВАХ) идеального р — n перехода. Прямой и обратный токи. Особенности ВАХ реальных р-n переходов.

65.  Почему при заряжении поверхности полупроводника происходит искривление энергетических зон в приповерхностном слое?

66.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA < NД) при инжекции.

67.  Барьерная емкость р-n перехода. ВФХ. Зависимость барьерной емкости от степени легирования.

68.  Как меняется высота потенциального барьера при увеличении температуры?

69.  Изобразите энергетическую диаграмму несимметричного р-n перехода (NД < NA) при прямом напряжении на нем.

70.  Диффузионная емкость. Эквивалентная схема р-n перехода при различных напряжениях и частотах.

71.  Как зависит ширина ОПЗ от напряжения на р-n переходе и от степени легирования р и n областей?

72.  Изобразите распределение концентраций свободных носителей заряда для несимметричного р-n перехода (NA > NД) при экстракции.