Основы физики полупроводников и электроники

Электронный учебный курс «Основы физики полупроводников и электроники» посвящен физическим основам полупроводниковой электроники и схемотехники. В курсе рассматриваются физические принципы работы полупроводниковых приборов, а так же их связь с вольтамперными характеристиками (ВАХ) биполярных и МДП транзисторов. На основе законов Кирхгофа в курсе рассматриваются различные методы анализа схем, содержащих транзисторы. Так же достаточно подробно рассматривается устройство различных цифровых электронных приборов, в том числе приборов, обладающих свойством памяти.

Целью данного курса является формирование у обучающихся понимания принципов работы электронных приборов и интегральных микросхем (ИМС), как на физическом, так и на схемотехническом уровне.

Цель обучения достигается за счет сочетания основ физики полупроводниковых приборов и основ схемотехники в едином курсе. В современной практике физика и схемотехника обычно выделены в качестве самостоятельных дисциплин, которые, зачастую, ведут разные преподаватели. В процессе изучения данного курса появляется возможность проследить взаимосвязь физических эффектов в полупроводниковых структурах с электрическими параметрами транзисторов и более сложных интегральных микросхем, что способствует формированию глубокого понимания принципов работы современных электронных приборов. Полученные знания будут очень полезны для дальнейшего изучения различных дисциплин полупроводниковой электроники. Глубокое понимание физики полупроводников и схемотехники даст основу для разработки принципиально новых электронных приборов и революционных технических решений.

Неделя 1
Введение. Принцип работы биполярного транзистора

Неделя 2
Граничные условия Шокли
Неосновные носители заряда в области базы биполярного транзистора

Неделя 3
Ток коллектора биполярного транзистора
Ток базы биполярного транзистора
Вольтамперные характеристики биполярного транзистора

Неделя 4
Графический метод анализа транзисторных схем
Приближенный метод анализа транзисторных схем
Биполярный транзистор в режиме насыщения
Дифференциальный метод анализа транзисторных схем

Неделя 5
Электрофизические свойства структуры металл-диэлектрик-полупроводник
Транзисторы на основе структуры металл-диэлектрик-полупроводник

Неделя 6
Логические схемы на полевых МОП-транзисторах
Передача данных и комбинационные логические схемы
Устройства памяти и последовательные логические схемы на основе триггеров

Неделя 7
Итоговый тест