Geum.ru

Програми дисциплін ● Матеріали електронної техніки Вступ Будова атому, квантові числа; Кристалічна гратка; Індекси Міллера. Провідникові матеріали

Вид материалаДокументы

Содержание


Твердотільна електроніка
Вакуумна та плазмова електроніка
Технологічні основи електроніки
Функціональна електроніка
Подобный материал:
Перелік дисциплін, які виносяться

для вступу на освітньо-кваліфікаційний рівень магістра

зі спеціальності «Електронні прилади та пристрої»


● Матеріали електронної техніки

● Оптоелектроніка

● Вакуумна та плазмова електроніка

● Технологічні основи електроніки

● Квантова електроніка

● Аналогова схемотехніка

● Цифрова схемотехніка

● Фізичні та конструктивно-технологічні основи сенсорики

● Функціональна електроніка

● Твердотільна електроніка


Програми дисциплін


● Матеріали електронної техніки


Вступ

Будова атому, квантові числа; Кристалічна гратка; Індекси Міллера.

Провідникові матеріали

Фізична природа електропровідності металів. Температурна залежність питомого опору. Вплив домішок та структурних дефектів на провідність металів. Правило Матіссена. Електричні властивості сплавів. Опір провідників на високих частотах. Опір тонких плівок. Контактні явища, контакт двох металів. Термо е.р.с.

Напівпровідникові матеріали

Статистика носіїв заряду в напівпровідниках. Власні та домішкові напівпровідники. Донори та акцептори. Температурна залежність питомої електропровідності напівпровідника. Нерівноважні носії заряду та механізми рекомбінації. Оптичні та фотоелектричні явища в напівпровідниках. Поглинання світла. Фотопровідність. Ефект Холла; Класифікація напівпровідників. Германій. Отримання. Фізико-хімічні властивості. Очистка та вирощування монокристалів. Зонна плавка. Метод Чохральського. Кремній. Отримання. Фізико-хімічні властивості. Вирощування монокристалів. Вертикальна без тигельна зонна плавка. Епітаксія кремнію. Захист поверхні кремнію. Полікремній. Напівпровідникові з’єднання А3В5. Фізико-хімічні та електричні властивості. Домішки та дефекти структури. Випромінювальна рекомбінація. Отримання монокристалів. Тверді розчини на основі з’єднань А3В5. Застосування в електронній техніці.

Діелектричні матеріали

Поляризація діелектриків та її види. Класифікація діелектриків за видами поляризації. Електропровідність діелектриків. Види діелектричних втрат. Пробій діелектриків та його види; Класифікація діелектриків за призначеннями та складом. Діелектричні полімери та композиції на їх основі. Шаруваті пластики. Неорганічне скло. Основні етапи технологічного процесу. Класифікація скла за складом та призначенням. Сітали. Кераміка; Активні діелектрики. Сегнетоелектрики – особливості поляризації, діелектричний гістерезис, природа спонтанної поляризації. П’єзоелектрики. Прямий та зворотний п’єзоефект. Піроелектрики. Суть піроелектричного ефекту. Електрети. Природа гомо- та гетерозаряду. Діелектрики для твердотільних лазерів. Вимоги до матриці та активаторів. Вирощування монокристалів рубіну. Рідкі кристали. Електрооптичні ефекти в рідких кристалах. Люмінофори. Види люмінесценції


Література

1. Готра З. Ю. Технологія електронної техніки: підручник для вузів в 2 т. / З. Ю.Готра. Львів : НУ «ЛП», 2009.

2. Корицкий Ю. В. Справочник по электротехническим материалам / . Ю. В. Корицкий, В. В Пасынков, Б. М Тареев. – Л. : Энергоатомиздат. 1995.


● Оптоелектроніка


Взаємодія світла з речовиною і елементи фізичної оптики

Способи опису електромагнітного випромінення; Квантові переходи при взаємодії з електромагнітним випроміненням. Матричний елемент переходу і його ймовірність. Спонтанне і вимушене випромінення. Коефіцієнти Ейнштейна. Дипольне випромінення.

Елементи кристалооптики

Оптична індикатриса; Природне і штучне променезаломлення.

Оптика напівпровідників

Власне поглинання; Комплексні завдання до розділу "Оптика напівпровідників".

Рекомбінаційні процеси в напівпровідниках

Лінійна та квадратична рекомбінація; Фотодифузійний ефект (ефект Дембера).

Люмінесценція

Зсув між спектром поглинання і спектром люмінесцентного випромінювання.

Оптоелектронні прилади

Фоторезистор, фотодіод, фотоелемент, фототранзистор та їх параметри і характеристики.


Література

1. Фечан А. В. Елементи оптоелектроніки на основі рідкокристалічних матеріалів / А. В. Фечан. – Л. : вид-во Львів. політехніки, 2010.


● Вакуумна та плазмова електроніка


Основні типи еміттерів (катодів) ЕВП

Основні види і закони електронної емісії, що лягли в основу створення катодів: термоелектронна, автоелектронна, вторинноелектронна, фотоелектронна, іонноелектронна емісії; Типи термокатодів. Чисто металеві, тонкоплівкові, товстоплівкові (оксидні та боридні) катоди, складні катоди.

Електронний потік і його входження у ВЕП

Електричне поле в діоді; Закон степені 3/2; Тріодні та багатоелектродні електронні системи. Зведення цих систем до еквівалентного діода. Діючий потенціал. Закон степені 3/2 для тріода і багатоелектродних систем. Острівковий ефект. Струмопроходження в тріодних і багатоелектродних системах. Втрати катодного конвекційного струму на проміжних електродах: папаметри, режими та закони струморозподілу. Вплив на струмопроходження власного просторового заряду електронного потоку. Ефект віртуального катоду. Динатронний ефект, та способи його подолання.

Електронні лампи

Статичні характеристики і параметри електронних ламп, методи їх визначення; Основні математичні вирази, які визначають форму і положення статичних характеристик на графіку. Причини розходження рахункових і експериментальних статичних характеристик; Характеристики і параметри ламп з активним навантаженням в анодному полі;Комплексні завдання до розділу "Електронні лампи"

Електронно-променеві прилади

Електростатичне та магнітне фокусування електронних пучків. лектростатичні; і магнітні лінзи. Формування променя в двохлінзовому прожекторі Будова електронного прожектора. Типи прожекторів. Характеристики та параметри прожекторів Пристрої відхилення електронних променів (пучків): електростатичні, магнітні. Конструктивні особливості і прараметри цих пристроїв, їх переваги і недоліки Осцилографічні променеві трубки (ОПТ). Основні типи ОПТ, їх призначення і конструктивні особливості. Характеристики і параметри ОПТ. Шляхи і перспективи розвитку.

Фотоелектронні прилади

Фотоелементи і фотоелектронні помножувачі струму. Основі типи цих приладів, їх будова, принцип дії, основні характеристики і області застосування. Електронно-оптичні перетворювачі і підсилювачі (струму) яскравості зображення: будова, принцип роботи, основні характеристики і параметри. Типи і конструктивні особливості перетворювачів і підсилювачів яскравості зображення.

Плазма газових розрядів

Математичні моделі для опису процесів в плазмі.

Прилади і пристрої плазмової електроніки

Прилади і пристрої відображення інформації: знакові, лінійні і синтезуючі індикатори.


Література

????????


● Технологічні основи електроніки


Організація виробництва електронних приладів і пристроїв

Методи контролю технологічної гігієни, контрольовані параметри.

Технологія отримання вакууму

Фізичні принципи роботи різних типів вакуумних насосів: насоси компресійної дії, молекулярні насоси, турбомолекулярні насоси, насоси сорбційної дії, гетерні насоси, насоси струменевої дії – ежекторні та дифузійні. Параметри насосів. Порядок проектування системи відкачування. Поняття натікання в вакуумній техніці. Методи знаходження і метрології натікань в виробництві вакуумних приладів.

Механічні методи формоутворення

Технологія металокераміки.

Електрофізичні і електрохімічні методи формоутворення і обробки матеріалів

Електрохімічне травлення як розмірна і поверхнева обробка. Променеві методи обробки: лазерна, електронно-променева, іонно-променева. Порівняння різних методів обробки, області застосування.

Технологія виготовлення елементів та вузлів електронних приладів

Металічні, плівкові, оксидно-барієві катоди, катоди з запасом активної речовини. Технологія оболонок приладів. Основні матеріали, вимоги до матеріалів, способи формоутворення і з'єднання елементів оболонок електронних приладів.

Отримання і механічна обробка напівпровідникових матеріалів

Основні використовувані напівпровідникові матеріали, їх властивості, технологія отримання. Методи отримання рівномірно легованих монокристалів з високою повторюваністю властивостей. Напівпровідникові підкладки, вимоги до їх чистоти і обробки поверхні.

Технології легування напівпровідників

Легування монокристалів і епітаксійних шарів. Фізичні основи процесу епітаксії. Легування в процесі епітаксії. Контроль параметрів епітаксійних шарів. Фізичні основи іонної імплантації. Методи дослідження напівпровідникових структур.

Променеві методи в технології напівпровідникових структур

Лазерне легування. Класифікація іонно-шіазмових методів обробки, основне технологічне устаткування.

Технологічні основи мікроелектронних пристроїв

Типи мікросхем: плівкові / товсто та тонко / інтегральні схеми, напівпровідникові схеми, суміщені схеми, великі інтегральні схеми та надвеликі інтегральні схеми. Структура і технологія пасивних та активних елементів ІС. Фізичні основи фотолітографії, обмеження, електроно- рентгено- та іонолітографія. Контроль процесу отримання тонких плівок. Технологія контролю пористості плівок. Основи технології товстоплівкових ІС. Матеріали для товстоплівкової технології.Основні фізико-хімічні способи дії на елементи, які можуть бути використанні при підгонці. Механічна обробка, обробка анодуванням, лазерна і електронно-променева обробка, комбіновані методи. Вплив обробки на стабільність структур ІС


Література

1. Готра З. Ю. Технологія електронної техніки: підручник для вузів в 2 т. / З. Ю. Готра. – Львів : НУ «ЛП», 2009.

2. Технология СБИС. Пер. с анг. / С. Зи, И. Броудай, Дж. Мюрс, Н. А. Колобов. – М. : Мир, 2004.


● Квантова електроніка


Енергетичний стан атома

Класифікація енергетичних рівнів. Правила відбору. Магнітні моменти атомів. Тонка і надтонка структура енергетичних рівнів.

Електронні спектри молекул

Класифікація електронних спектрів. Правила відбору для радіаційних переходів у двоатомних молекулах.

Енергетичні спектри молекул

Коливально-обертові спектри молекул. R, Q, P-гілки частотної залежності. Правила відбору в коливально-обертовому спектрі.

Спонтанні та індуковані переходи

Коефіцієнти Ейнштейна. Спонтанні та індуковані переходи.

Спектральна лінія

Природна ширина спектральної лінії. Однорідне та неоднорідне розширення спектральної лінії. Спектральна лінія.

Дворівнева модель квантової системи

Дворівнева модель квантової системи

Багаторівневі системи

Одержання інверсної населеності та їх використання в лазерах. Умови інверсії три- та чотирирівневих систем . Багаторівневі системи.

Особливості відкритих резонаторів

Моди відкритого резонатора. Інтегральні рівняння відкритого резонатора. Спектр відкритого резонатора. Особливості відкритих резонаторів.

Умова та діаграми стійкості резонатора

Гауссові промені у відкритому резонаторі.

Характеристики лазерного випромінювання

Спектр генерації лазера.

Особливості газових активних середовищ

Резонансне передавання енергії.

Схема енергетичних рівнів ексімерних лазерів

Особливості одержання генерації в ексімерних лазерах.

Енергетична діаграма лазера на ітрій алюмінієму гранаті

Комплексні завдання до розділу.

Енергетична діаграма молекулярних лазерів

Одержання лазерної генерації на переходах між коливально-обертовими станами різних електронних станів. Особливості створення інверсії в СО та СО2. Енергетична діаграма азотного лазера.

Гомо- та гетеро структурні напівпровідникові лазери

Умова створення інверсії в н/п лазерах.


Література

1. Фізичні основи електронної техніки / З. Ю. Готра, І. Є. Лопатинський, Б. А. Лукіянець, З. М. Микитюк. – Львів : «Бескид Біт», 2004.

2. Карлов Н. В. Лекции по квантовой электронике: учеб. руководство.-2-е изд., испр. и доп. / Н. В. Карлов. – М. : Наука, 1988.


● Аналогова схемотехніка


Вступ

Основні поняття, мета та завдання курсу. Аналогові сигнали, їх класифікація, параметри та спектри. Елементна база лінійної аналогової схемотехніки та мікросхемотехніки. Базові аналогові елементи з пасивними компонентами. Класифікація, структура, схеми та характеристики. Частотозалежні RCL-елементи, диференціювальні, інтегрувальні, роздільчі, розширювальні, фазообертальні, резонансні та квазирезонансні кола, частотні фільтри.

Базові аналогові елементи з активними компонентами

Еталони напруги та струму, транзисторні структури: підсилювальні елементи з різними схемами ввімкнення, складені транзистори, каскади, активні фільтри, вхідні, вихідні, зсувальні та диференціювальні елементи.

Аналогові перетворювачі напруги

Одно- та двохперіодні, середньоточкові, мостові, трьохфазні та керовані випрямлячі. Пульсації напруги та згладжувальні фільтри.

Аналогові підсилювачі слабких сигналів
(малосигнальні підсилювальні лінійні елементи та пристрої класу "А").

Методика розрахунку та комп'ютерно-експериментального аналізу малосигнальних підсилювачів. Низько- та високочастотні, широко- та вузькосмугові, резонансні, балансні, диференційні та операційні підсилювачі.

Елементна база нелінійної аналогової схемотехніки та мікро схемотехніки.
Аналогові підсилювачі потужності (класів В, АВ, С та D).

Класифікація, принципи будови, основні параметри, характеристики та методи розрахунку. Однотактні та двотактні схеми підсилювачів потужності. Трансформаторні та безтрансформаторні вихідні елементи підсилення.

Автогенератори гармонійних коливань

Основні поняття, принципи побудови, схеми, параметри, характеристики, методи розрахунку та комп'ютерного моделювання. Резистивно-ємнісні та індуктивно-ємнісні автогенератори, внутрішні зворотні зв'язки, фазообертальні кола та схеми стабілізації.

Аналогові перетворювачі спектру сигналів

Амплітудні, фазові та частотні детектори.

Імпульсні аналогові пристрої

Ключі, тригери та таймери. Схемні рішення, параметри та характеристики. Генератори прямокутних імпульсів низької та середньої потужності. Автоколивальні та чекальні (загальмовані) мультивібратори на аналогових інтегральних схемах (АІС) операційних підсилювачів (ОП) та логічних елементів. Алгоритми та комп'ютерні програми розрахунку мультивібраторів на АІС ОП з використанням інтегрованих пакетів прикладних программ. Релаксаційні генератори імпульсів лінійно змінних напруги (ГЛЗН) та струму (ГЛЗС). ГЛЗН та ГЛЗС на АIС.

Генератори прямокутних імпульсів високої та надвисокої потужності

Генератори на формувачах з зосередженими та розподіленими параметрами.


Література

1. Савицька М. П. Аналогові електронні пристрої: навч. посіб. / М. П. Савицька, М. С. Гаврилюк. – Одеса : ОНАЗ, 2003.

2. Бабич М. П. Комп'ютерна схемотехніка / М. П. Бабич. – К. : МК-Прес, 2004.


● Цифрова схемотехніка


Двійкова арифметика

Властивості логічних функцій. Таблиці Карно.

Мультиплексори та демультиплексори

Мультиплексори та демультиплексори.

Арифметичні пристрої

Суматори. Послідовні пристрої цифрової техніки та форми опису їх роботи. Тригери типу RS, MSL, D, T, JK.

Регістри. Визначення, принципи дії, побудова

Паралельні регістри. Зсувні (послідовні) регістри.

Програмуємі логічні інтегральні схеми (ПЛІС)

Програмуючі логічні інтегральні схеми (ПЛІС). Призначення, застосування та перспективи розвитку ПЛІС.


Література

1. Рицар Б. Е. Цифрова техніка / Б. Е. Рицар. – СПб. : БХВ, 2000.(1991).

2. Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств / Г. И. Волович. – М. : Издательский дом «Додэка-ХХI», 2005.

● Фізичні та конструктивно-технологічні основи сенсорики


Вступ

Розвиток сучасної сенсорики. Аналіз основних проблем та систематизація напрямків математичного моделювання, конструювання та технології виготовлення електронних сенсорів. Лінеаризація функції перетворення первинних перетворювачів.

Дротяні та плівкові терморезистори

Основні матеріали, їхні характеристики. Конструкції та схеми включення терморезистивних перетворювачів.

Напівпровідникові термоперетворювачі

Терморезистори.

Напівпровідникові тензоперетворювачі

Розрахунок чутливості сенсорів тиску з плоскими мембранами. Анізотропія механічних властивостей кремнію, розрахунок пружних коефіцієнтів.

Інтегральні тензоперетворювачі

Фізичні основи розробки інтегральних тензоперетворювачів (ІТП). Специфіка технології виготовлення ІТП. Методи двохстороннього суміщення. Мікропрофілювання. Контроль та відтворення форми пружного елементу. Характеристики і параметри мостових схем ІТП. Методи термокомпенсації.

Напівпровідникові фотоперетворювачі

Фоторезистори. Фотодіоди. Фототранзистори.

Гальваномагнітні перетворювачі

Магніторезистори. Магнітодіоди. Магніто-транзистори.

Термоелектричні перетворювачі

Принцип дії. Основні характеристики.

П'єзоелектричні перетворювачі

П'єзоелектричні матеріали та їх характеристики.

Оптоелектронні перетворювачі

Місце оптоелектронних напівпровідникових перетворювачів у вимірювальній техніці. Основні матеріали, конструкції, застосування.

Рідкокристалічні перетворювачі

Теплова чутливість термоіндикаторів на основі холестеричних рідких кристалів.


Література

1. Вуйцік В. Експертні системи / В. Вуйцік, О. Готра, В. Григор’єв. – Львів : Ліга-Прес, 2006.


● Функціональна електроніка


Мікроелектроніка в медицині. Електронні прилади в медичному обладнанні

Інтегральні мікросхеми, класифікація, характеристика. Застосування мікросхем в біомедичній апаратурі.

Принцип побудови електронних приладів та пристроїв

Два підходи до проектування електронних пристроїв. Електромоделювання та фізичне моделювання. Схемний та об'ємний метод створення електронних пристроїв.

Основні фізичні явища, що використовуються в роботі пристроїв функціональної електроніки

Структура кристалів, дефекти структури. Теплові, діелектричні, магнітні властивості твердих тіл. Кінетичні, контакти і оптичні явища в твердих тілах. Розмірні ефекти. Тунельний ефект. Процеси в аморфних напівпровідниках.

Оптоелектронні функціональні пристрої. Зір людини, процес зору, його характеристики

Світло, його характеристики. Розповсюдження світла, взаємодія світла з твердим тілом. Оптичні методи обробки інформації. Голографія. Оптичні запам'ятовуючі пристрої. Оптоелектронні слідкуючи системи. Оптрон. Оптронні перетворювачі зображень. Оптронноінтегральні схеми і можливості їх використання в діагностиці захворювань.

Функціональні електронні пристрої із зарядовим зв'язком (ПЗЗ)

Методи створення заряду в напівпровіднику. Пересування заряду вздовж поверхні напівпровідника. Діагностика наявності заряду. Пристрої перетворення зображення на ПЗЗ. Цифрові та аналогові пристрої на ПЗЗ.

Функціональні електронні пристрої на основі об'ємного негативного опору

Від'ємний опір та від'ємна провідність. Принципи використання від'ємного опору в електронних пристроях.

Акустоелектронні пристрої

Перетворення акустичного сигналу в електричний сигнал і зворотне перетворення. Поверхневі акустичні хвилі (ПАХ) і методи їх збудження. Вплив різних факторів на швидкість розповсюджених ПАХ.

Магнітоелектронні пристрої

Магнітний запис інформації. Магніто акустичні пристрої. Магнітооптичні пристрої.

Діелектрична електроніка

Взаємодія між шарами багатошарових структур.Прилади діелектричної електроніки.


Література

1. Готра З. Ю. Фізичні основи електронної техніки / За ред. З.Ю. Готри. – Л .: в-во "Бескид Біт", 2004.

2. Вуйцік В. Експертні системи / В. Вуйцік, О. Готра, В. Григор’єв. – Львів : Ліга-Прес, 2006.


● Твердотільна електроніка


Зонна теорія напівпровідників

Зонна теорія напівпровідників. Носії заряду та їх розподіл. Провідність напівпровідників. Рівень Фермі.

Потенційні бар’єри

Потенційні бар’єри. Електронно-діркові p-n переходи. Вольт-амперна характеристика та основні параметри p-n переходів. Гетеропереходи.

Напівпровідникові діоди, їх характеристики та еквівалентна схема

Напівпровідникові діоди, їх характеристики та еквівалентна схема.

Біполярні транзистори

Вхідна та вихідна характеристика біполярного транзистора.

Польові транзистори

МДН транзистори.


Література

1. Фізичні основи електронної техніки / З. Ю. Готра, І.Є.Лопатинський, Б.А.Лукіянець, З.М.Микитюк. – Львів : «Бескид Біт», 2004.

2. Дружинін А. О. Твердотільна електроніка: Фізичні основи і властивості напівпровідникових приладів / А.О. Дружинін Львів : НУ«ЛП», 2001.