Основы физики полупроводников и электроники

Глубокое понимание аналоговой и цифровой схемотехники базируется на хорошем знании физических принципов работы биполярных и полевых транзисторов. В данном курсе рассматриваются аспекты физики современных полупроводниковых приборов, непосредственно связанные с вопросами разработки электронных схем на транзисторном уровне, а так же даются основы аналоговой и цифровой схемотехники, позволяющие заложить базу для изучения курсов по приборостроению и разработке изделий электронной техники.

Девять последовательно связанных модулей (наименования есть в программе курса), в каждом модуле контрольные вопросы, зачетные материалы в электронной форме. 

1. Маллер Р., Кейминс Т. Элементы интегральных микросхем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 630 с., ил. ISBN 5-03-001100-5

2. П. Хоровиц, У. Хилл Искусство схемотехники: Пер. с англ. - в двух томах М.: Мир, 1986

Владение основами интегрального и дифференциального исчисления, векторным и тензорным анализом, курсом общей физики в части электричества и магнетизма, базовые знания в области физики твердого тела или основ физики полупроводников.

Модуль 1. Введение. Принцип работы биполярного транзистора.

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

Модуль 3. Ток коллектора биполярного транзистора. Ток базы биполярного транзистора. Вольтамперные характеристики биполярного транзистора.

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

Модуль 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.

• основные типовы дискретных полупроводниковых приборов, широко использующихся в микроэлектронике;
• вольтамперные характеристики приборов и методы расчета нелинейных электрических цепей на основе графического анализа вольтамперных характеристик элементов схемы;
• функциональные возможности дискретных полупроводниковых приборов, а также основные ограничения их схемотехнического применения;
• схемотехническое устройство типовых элементов аналоговой схемотехники: каскада с общим эмиттером, токового зеркало, дифференциального усилителя, выходных двухтактных усилительных каскадов;
• основные элементы цифровой схемотехники, их электрические параметры;
• схемотехническую реализацию логических элементов цифровой схемотехники на основе дискретных полупроводниковых приборов;
• функциональное назначение и возможности основных элементов цифровой схемотехники.

• производить расчет нелинейных электрических цепей на основе графического анализа вольтамперных характеристик элементов схемы;
• производить расчет электрических параметров основных элементов аналоговой схемотехники: входного сопротивления, выходного сопротивления, передаточных характеристик;
• разрабатывать схемы, производить инженерный расчет, моделирование, оценку и оптимизацию параметров каскадов, блоков и аналоговых устройств;
• проектировать схемы обработки аналоговых сигналов на основе операционных усилителей.

• владеть компьютерными технологиями и  практические навыки компьютерного моделирования аналоговых и аналого-цифровых схем на функциональном и транзисторном уровне с использованием одного из типовых пакетов средств автоматизированного проектирования электронной аппаратуры.