Егоров Н.М. Электроника

Конспект лекций. — Красноярск: ИПК СФУ, 2008. — 330 с. — ISBN 978-5-7638-1478-1.Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Электроника», включающего учебную программу, учебное пособие «Исследование параметров и характеристик полупроводниковых приборов с применением интернет-технологий», интерактивное электронное техническое руководство к АПК УД «Электроника», демо-версию системы OrCAD 9.1, файлы проектов для математического моделирования полупроводниковых приборов, систему компьютерной проверки знаний тестированием с примерами тестовых заданий, 30-дневную версию LabVIEW 8.5, примеры виртуальных приборов, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Электроника. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Электроника. Презентационные материалы».
Рассмотрены физические основы работы, характеристики, параметры и модели основных типов активных приборов, режимы их работы в радиотехнических цепях и устройствах, основы технологии производства микроэлектронных изделий, принципы построения базовых ячеек интегральных схем, механизмы влияния условий эксплуатации на работу активных приборов и микроэлектронных изделий, а также физические и технологические основы наноэлектроники.
Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 210200.62 «Радиотехника» укрупненной группы 210000 «Электроника, радиотехника и связь».Введение.

Предмет электроники. Материалы электронной техники и их электрофизические свойства.
Введение.
Краткая история развития электроники.
Структура кристаллической решетки твердых тел.
Кристаллическая структура и типы межатомных связей металлов.
Кристаллическая структура и типы межатомных связей полупроводников.
Индексы Миллера.
Дефекты кристаллической решетки.Зонная теория твердого тела и статистика носителей заряда.
Введение.
Зонная теория твердого тела и статистика носителей заряда.
Обратная решетка.
Волновая механика свободных электронов.
Движение в пространстве с периодическим потенциалом.
Зоны Бриллюэна.
Плотность заполнения энергетических уровней в состоянии термодинамического равновесия.
Статистика носителей заряда в полупроводниках.
Зонная структура собственных и примесных полупроводников.
Зонная структура металлов и диэлектриков.
Генерация и рекомбинация носителей заряда в полупроводниках.Электропроводность твердых тел.
Электропроводность твердых тел.
Электропроводность металлов и диэлектриков.
Электропроводность полупроводников.
Дрейф носителей заряда в полупроводниках.
Диффузия носителей заряда в полупроводниках.
Плотность полного тока.
Уравнение непрерывности.
Явления в сильных электрических полях.
Дрейф носителей заряда в сильных электрических полях.Электронно-дырочный переход.
Электронно-дырочный переход.
Механизм образования p-n-перехода.
p-n-переход в равновесном состоянии.
Анализ неравновесного p-n-перехода.
Вольт-амперная характеристика идеального диода (формула Шокли).
p-n-переход при прямом и обратном напряжениях. Механизмы пробоя p-n-перехода (туннельный, лавинный, тепловой).Полупроводниковые диоды.
Разновидности полупроводниковых диодов.
Выпрямительные полупроводниковые диоды. Характеристики и параметры. Влияние внешних условий на характеристики и параметры.
Рабочий режим диода на постоянном токе. Применение диодов для выпрямления переменного тока.
Модели выпрямительных диодов.
Стабилитроны: характеристики, параметры, применение.
Туннельный диод. Зонная диаграмма и ВАХ.
Варикап: принцип действия, применение.
Импульсные диоды.Структура и принцип действия биполярного транзистора.
Биполярные транзисторы.
Структура и принцип действия биполярного транзистора. Схемы включения (ОЭ, ОБ, ОК). Статические ВАХ и параметры для основных схем включения.Активный режим работы биполярных транзисторов.
Режим работы на постоянном токе.
Режим работы на переменном токе.Классы усиления.
Понятие о классах усиления.Влияние внешних условии на характеристики и параметры БТ.
Влияние внешних условий на характеристики и параметры БТ.
Проблема стабилизации рабочей точки и усиления.Источники шумов в БТ. Модели БТ.
Источники собственных шумов в БТ.
Модели биполярных транзисторов. Малосигнальные высокочастотные эквивалентные схемы БТ (П- и Т-образные). Модель Эберса - Молла. Понятие о нелинейных моделях БТ для высоких и сверхвысоких частот.Тиристоры и симисторы.
Структура и принцип действия тиристоров и симисторов. Характеристики и параметры.
Применение тиристоров.Полевые транзисторы.
Классификация полевых транзисторов. Принцип действия полевого транзистора.
Структура и принцип действия полевого транзистора с управляющим p-n-переходом и полевого транзистора с барьером Шоттки.МОП-транзисторы
Структура и принцип действия МОП-транзистора.Применение полевых транзисторов.
Основные схемы включения ПТ.
Применение полевых транзисторов в схемах усиления.
Работа ПТ в импульсном режиме.Модели полевых транзисторов

Фотоэлектрические и излучательные приборы.
Излучательная генерация и рекомбинация носителей заряда в полупроводниках под действием излучения.
Фотосопротивления, фотодиоды, фотоэлементы, фототранзисторы, фототиристоры, оптроны: характеристики, параметры, применение.Гетеропереходы и приборы на их основе.
Гетеропереходы. Зонная модель и инжекционные свойства гетеропереходов.Основы технологии полупроводниковых интегральных схем.
Предмет микроэлектроники. Классификация интегральных схем.
Технология полупроводниковых интегральных схем.
Подготовительные операции.
Эпитаксия.
Термическое окисление.
Легирование.
Травление.
Техника масок.Пленочные технологии в производстве интегральных схем.
Нанесение тонких пленок.
Металлизация.
Сборочные операции.
Технология тонкопленочных гибридных ИС.
Технология толстопленочных гибридных ИС.Элементы интегральных схем.
Элементы интегральных схем.
Изоляция элементов.
Транзисторы n-p-n.
Разновидности n-p-n-транзисторов.
Транзисторы p-n-p.Элементы интегральных схем (окончание).
Интегральные диоды.
Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом.
МОП-транзисторы.Базовые ячейки аналоговых интегральных схем.
Базовые ячейки аналоговых интегральных схем.
Дифференциальные усилители.Базовые логические элементы цифровых интегральных схем.
Базовые логические элементы цифровых ИС на биполярных и полевых транзисторах.
Логические элементы на биполярных транзисторах.
Логические элементы на МОП-транзисторах.Электровакуумные приборы и основы их работы.
Классификация электровакуумных приборов.
Физические основы работы электровакуумных приборов.
Приборы на основе термоэлектронной эмиссии.Приборы на основе автоэлектронной эмиссии.
Приборы на основе автоэлектронной эмиссии.
Практическое применение автоэлектронной эмиссии.Перспективы развития электроники. Наноэлектроника – новый исторический этап развития электроники.
Перспективы развития электроники.
Квантовые основы наноэлектроники.
Технологические особенности формирования наноструктур и элементы наноэлектроники.Заключение.
Библиографический список.