|
|
Окончание табл. 3.2 |
|
|
|
№ |
Вопрос |
Варианты ответа |
6 |
Как связаны явления |
а) чем выше проводимость при высоких тем- |
|
сверхпроводимости |
пературах, тем больше вероятность перехода |
|
и электрической проводимости при |
в сверхпроводящее состоянии при низких; |
|
высоких температурах |
б) чем выше проводимость при высоких тем- |
|
|
пературах, тем меньше вероятность перехода |
|
|
в сверхпроводящее состоянии при низких; |
|
|
в) не связаны |
7 |
Как влияют ловушки захвата или |
а) увеличивают вероятность; |
|
неглубокие примесные центры на |
б) уменьшают вероятность; |
|
вероятность рекомбинации нерав- |
в) не влияют |
|
новесных носителей заряда |
|
|
в полупроводниках |
|
8 |
С ростом импульса электрона |
а) увеличивается; |
|
в кристалле его скорость |
б) уменьшается; |
|
|
в) может, как увеличиваться, так и |
|
|
уменьшаться |
9 |
В области высоких температур по- |
а) не изменяется; |
|
ложение уровня Ферми в слаболе- |
б) смещается в зону проводимости; |
|
гированных полупроводниках |
в) смещается к середине запрещенной зоны |
10 |
Время жизни неравновесных носи- |
а) временем жизни неосновных носителей; |
|
телей в примесных полупроводни- |
б) временем жизни основных носителей; |
|
ках определяется |
в) носителями обоих типов |
Вопросы для проверки степени сформированности компетенции «способность строить простейшие физические и математические модели приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения, а также использовать стандартные программные средства их компьютерного моделирования (ПК-1)» (табл. 3.3).
Таблица 3.3
№ |
Вопрос |
|
Варианты ответа |
1 |
Наименьшим объемом, повторением в |
|
а) элементарная ячейка; |
|
пространстве которого образуется |
|
б) базис решетки; |
|
кристаллическая структура, является |
|
в) структурная единица |
2 |
Наиболее прочной из перечисленных |
|
а) ионная связь; |
|
типов связей в кристалле является |
|
б) ковалентная связь; |
|
|
|
в) Ван-дер-Ваальса связь |
3 |
С повышением температуры электри- |
|
а) увеличивается; |
|
ческая проводимость сильно легиро- |
|
б) уменьшается; |
|
ванных полупроводников |
|
в) не изменяется |
4 |
Минимальная энергия, необходимая |
|
а) шириной запрещенной зоны; |
|
для возникновения эффекта фотопро- |
|
б) шириной валентной зоны; |
|
водимости в химически чистом полу- |
|
в) положением уровня Ферми |
|
проводнике, определяется |
|
|
|
|
16 |
|
|
|
Окончание табл. 3.3 |
|
|
|
№ |
Вопрос |
Варианты ответа |
5 |
Сравните среднюю скорость теплово- |
а) средняя скорость теплового движения |
|
го и дрейфового (за счет электриче- |
много меньше дрейфовой скорости; |
|
ского поля) движения носителей за- |
б) средняя скорость теплового движения |
|
ряда в полупроводниках |
много больше дрейфовой скорости; |
|
|
в) скорости одного порядка |
6 |
Приписывание электрону в кристалле |
а) использовать для описания движения |
|
эффективной массы (m*) позволяет |
электрона в кристалле выражения свобод- |
|
|
ного электрона с массой m*; |
|
|
б) решить уравнение Шредингера для |
|
|
электрона в кристалле; |
|
|
в) рассчитать реальную массу электрона |
7 |
При образовании твердого тела энер- |
а) расщепляются в зоны; |
|
гетические уровни валентных элек- |
б) не изменяются; |
|
тронов изолированных атомов |
в) изменяется только положение уровней |
8 |
С повышением температуры электри- |
а) увеличивается; |
|
ческая проводимость металлов |
б) уменьшается; |
|
|
в) не изменяется |
9 |
Создание контакта, обладающего од- |
а) металл–металл; |
|
носторонней проводимостью, воз- |
б) металл–полупроводник; |
|
можно только для системы |
в) металл–диэлектрик |
10 |
Основную роль в механизме люми- |
а) примесные уровни различных типов; |
|
несценции полупроводников играют |
б) концентрация собственных носителей |
|
|
заряда; |
|
|
в) конфигурация кристаллической |
|
|
решетки |
Вопросы для проверки степени сформированности компетенции «способность аргументированно выбирать и реализовывать на практике эффективную методику экспериментального исследования параметров и характеристик приборов, схем, устройств и установок электроники и наноэлектроники различного функционального назначения (ПК-2)» (табл. 3.4).
|
|
|
Таблица 3.4 |
|
|
|
|
№ |
Вопрос |
|
Варианты ответа |
1 |
Электропроводность химически чи- |
|
а) много больше; |
|
стых полупроводников по сравнению |
|
б) много меньше; |
|
с примесными полупроводниками |
|
в) примерно одинаковая |
2 |
Какими носителями определяется об- |
|
а) основными носителями заряда; |
|
ратный ток p–n-перехода |
|
б) неосновными носителя заряда; |
|
полупроводникового диода |
|
в) носителями обоих типов |
3 |
Равновесными (находящимися в тер- |
|
а) собственные точечные дефекты; |
|
модинамическом равновесии с окру- |
|
б) примесные дефекты типа внедрения; |
|
жающей средой по концентрации) де- |
|
в) экситоны |
|
фектами кристаллической структуры |
|
|
|
являются |
|
|
|
|
17 |
|
|
|
Окончание табл. 3.4 |
|
|
|
№ |
Вопрос |
Варианты ответа |
4 |
В электропроводности кристалличе- |
а) электроны, находящиеся в максимально |
|
ского твердого тела основную роль |
удаленной от ядра энергетической зоне; |
|
играют |
б) электроны, находящиеся вблизи ядра; |
|
|
в) все электроны одинаково участвую в |
|
|
электропроводности |
5 |
В состоянии термодинамического |
а) общий для обоих полупроводников; |
|
равновесия уровень ферми в контакт- |
б) в полупроводнике n-типа располагается |
|
ной области полупроводников различ- |
выше чем в полупроводнике p-типа; |
|
ного типа проводимости |
в) в полупроводнике p-типа располагается |
|
|
выше чем в полупроводнике n-типа |
6 |
Наиболее вероятный тип рекомбина- |
а) ударная межзонная рекомбинация; |
|
ции неравновесных носителей |
б) излучательная рекомбинация; |
|
в полупроводниках |
в) безызлучательная рекомбинация |
7 |
Время жизни неравновесных носите- |
а) в собственных полупроводниках; |
|
лей максимально |
б) донорных полупроводниках; |
|
|
в) акцепторных полупроводниках |
8 |
Величина обратного тока диода Шот- |
а) примерно одного порядка; |
|
тки по сравнению с p–n-переходом. |
б) значительно больше; |
|
|
в) значительно меньше |
9 |
Концентрация носителей тока в при- |
а) зависит от концентрации примеси; |
|
месных полупроводниках в области |
б) не зависит от концентрации примеси; |
|
высоких температур |
в) зависит от типа примеси |
10 |
Энергия связи валентного электрона |
а) увеличивается; |
|
атома примеси в полупроводнике |
б) уменьшается; |
|
|
в) не изменяется |
Степень сформированности компетенций обучающихся оценивается в соответствии с Положением о контроле степени сформированности компетенций в СПбГЭТУ «ЛЭТИ» (Приказ № 2283 от 06.06.2017).
3.5. Оценка знаний студентов по теоретической и практической подготовке
Оценка осуществляется по пятибалльной системе как в течение семестра, так и в период сессии. Оцениваются знание теоретического материала, доклад по теме реферата, содержание реферата (полнота раскрытия темы), контрольные работы (для студентов заочной формы обучения).
Оценка формируется по следующей шкале:
5 баллов – ответы на вопросы точные и полные; 4 балла – ответы на вопросы правильные, но неполные;
3 балла – ответы на вопросы неточные и неполные; 2 балла – ответ хотя бы на один вопрос неправильный.
18
Студенты заочной формы обучения должны в течение семестра подготовить две контрольные работы. Одна из них в виде реферата, другая должна содержать подробные письменные ответы на вопросы по одному из приведенных ниже вариантов. Студент должен быть готов дать устные пояснения по существу своих ответов.
Вопросы контрольной работы
1.Каковы причины появления сил отталкивания между атомами в кристаллической решетке?
2.Расскажите о причинах возникновения сил Ван-дер-Ваальса и о свойствах веществ с этим типом связи.
3.Расскажите об ионной связи в кристалле (на примере молекулы хлористого натрия). Что такое энергия диссоциации? Какими свойствами обладают ионные кристаллы?
4.Покажите возникновение ковалентной связи на примере двухатомной молекулы. Какими свойствами обладают вещества с ковалентной связью? Какова структура четырехвалентного ковалентного кристалла?
5.Расскажите о прямом и обратном пьезоэффекте и об электрострикции. Расскажите о свойствах сегнетоэлектриков и антисегнетоэлектриков.
6.Расскажите о трех стадиях процесса намагничивания ферромагнетика. Что такое парапроцесс?
7.Нарисуйте и поясните график зависимости энергии электрона от волнового числа (для свободного электрона и для электрона в кристалле). Что называется зоной Бриллюэна? Каков физический смысл границ зон Бриллюэна?
8.Как меняется эффективная масса в пределах энергетической зоны и как можно объяснить это изменение? Что означает физически отрицательная эффективная масса?
9.Как делятся вещества по характеру заполнения электронами энергетических зон? Как это влияет на величину проводимости?
10.Поясните физические процессы в полупроводнике при введении донорной примеси. Поясните физические процессы в полупроводнике при введении акцепторной примеси.
11.Напишите условие электронейтральности для полупроводника и покажите положение уровня Ферми на энергетических диаграммах.
19
12. Поясните процесс рекомбинации через ловушки. Нарисуйте и объясните график зависимости среднего времени жизни электронно-дырочных пар от положения уровня Ферми на энергетической диаграмме полупроводника и от температуры.
13.Что такое диэлектрическая релаксация? Каков ее механизм?
14.Расскажите о возможностях использования явления сверхпроводимости, технических трудностях, высокотемпературной сверхпроводимости.
15.В чем заключается эффект Холла? Поясните причину возникновения ЭДС Холла и выведите формулу ЭДС.
16.Чем ограничивается применимость закона Ома с ростом напряженности электрического поля? Какие поля называются сильными? В чем смысл понятия «горячие электроны»?
17.Поясните причины возникновения отрицательной дифференциальной проводимости с помощью энергетической диаграммы арсенида галлия. Нарисуйте и поясните ВАХ.
Таблица 3.5
Вариант |
1-й вопрос |
2-й вопрос |
18. Поясните механизм нараста- |
||
1 |
1 |
11 |
ния электростатического домена |
в |
|
2 |
2 |
12 |
|||
арсениде галлия и причины колебаний |
|||||
3 |
3 |
13 |
|||
4 |
4 |
14 |
тока во внешней цепи. |
|
|
5 |
5 |
15 |
19. Объясните причины возник- |
||
6 |
6 |
16 |
|||
новения потенциального барьера |
на |
||||
7 |
7 |
17 |
|||
8 |
8 |
18 |
границе тела. Какие силы удержива- |
||
9 |
9 |
19 |
ют электрон, вылетающий из тела? |
|
|
0 |
10 |
20 |
|
||
|
|
||||
20. Нарисуйте прямую Шоттки и поясните причины отклонения от этой прямой в слабых и сильных эле к- трических полях.
Темы контрольной работы определяются последней цифрой номера зачетной книжки (табл. 3.5).
20