• Ćwiczenie 3: Charakterystyka I-U złącza p-n.Diody.

1. Budowa złącza p-n, symbol diody, polaryzacja.

2. Rodzaje nośników i mechanizmy ich przepływu w złączu p-n.

3. Model pasmowy złącza p-n bez polaryzacji i dla polaryzacji przewodzenia.

4. Model pasmowy złącza p-n bez polaryzacji i dla polaryzacji zaporowej.

5. Pojęcia: warstwa zubożona złącza, nośniki prądu.

6. Co to jest napięcie dyfuzyjne złącza p-n?. Od czego zależy jego wartość?

7. Wzór Shockley'a. Uproszczenie wzoru dla kierunku zaporowego i przewodzenia.

8. Wyprowadzenie wzoru na wpółczynnik doskonałości złącza (ze wzoru Shockley'a).

9. Rezystancja dynamiczna złącza p-n. Zależność od prądu złącza.

10. Rezystancja szeregowa złącza p-n. Wyznaczanie doświadczalne.

11. Współczynnik idealności złącza, n. Wyznaczanie doświadczalne.

12. Charakterystyka I-U diody Si oraz Ge dla kierunku przewodzenia. Wyjaśnić różnice.

13. Charakterystyka I-U diody Si oraz Ge dla kierunku zaporowego. Wyjaśnić różnice.

Ćwiczenie 4: Elementy stabilizacyjne.Dioda Zenera.

1. Mechanizmy przebicia w złączu p-n spolaryzowanym w kierunku zaporowym.

2. Zakres pracy ( polaryzacja) diody prostowniczej oraz diody stabilizacyjnej.

3. Charakterystyka I-U diody stabilizacyjnej. Parametry dopuszczalne i charakterystyczne.

4. Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, w zakresie przebicia.Zdefiniować odpowiedni współczynnik temperaturowy.

5. Układ pracy stabilizatora w ćwiczeniu, zastosowane przyrządy pomiarowe.

6. Stabilizator napięcia z diodą Zenera. Zasada działania.

7. Współczynnik stabilizacji napięcia badanego stabilizatora. Jak mierzymy?

8. Przebiegi czasowe napięcia na wejściu i wyjściu stabilizatora.

9. Zasada doboru rezystora szeregowego w układzie stabilizatora.

10. Rola filtra (kondensatora) w układzie stabilizatora.

3. Ćwiczenie 5: Wpływ temperatury na półprzewodnik (termistory) oraz na złącze p-n

1. Podać ogólną zależność koncentracji n_i w półprzewodniku samoistnym od temperatury oraz rodzaju półprzewodnika.

2. Półprzewodnik domieszkowany o koncentracji akceptorów N_a. Model pasmowy. Jak wyznaczyć koncentrację dziur i elektronów ?

3. Półprzewodnik domieszkowany o koncentracji donorów N_d. Model pasmowy.Jak wyznaczyć koncentrację elektronów i dziur?

4. Wykres konduktywności od temperatury dla półprzewodnika typu-n. Objaśnić zależność.

5. Podać i objaśnić wzór na konduktywność półprzewodnika samoistnego.

6. Podać i objaśnić wzór na konduktywność półprzewodnika domieszkowanego w temperaturze pokojowej.

7. Objaśnić zależność konduktywności półprzewodnika samoistnego od temperatury.

8. Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, dla kierunku zaporowego, przed wystąpieniem przebicia. Podać wartość odpowiedniego współczynnika temperaturowego.

9. Wpływ temperatury na charakterystykę I-U złącza p-n, dla kierunku przewodzenia.Podać wartość odpowiedniego współczynnika temperaturowego

10. Omówić zależność zmian rezystancji termistora z temperaturą.

• Ćwiczenie 6: Wpływ oświetlenia na półprzewodnik oraz na złącze p-n

1. Fotokonduktywność półprzewodnika. Omówić zjawisko. Podać wzór.

2. Zjawisko fotowoltaiczne w złączu p-n. Omówić.

3. Charakterystyka I-U fotodiody. Fotoprąd, prąd ciemny - zdefiniować.

4. Polaryzacja fotodiody w zakresie pracy. Parametry charakterystyczne.

5. Charakterystyka I-U ogniwa słonecznego w zakresie pracy.

6. Wyznaczanie punktu pracy ogniwa słonecznego.

7. Współczynnik wypełnienia FF i sprawność ogniwa słonecznego.

8. Moc maksymalna i obciążenie optymalne ogniwa słonecznego - wyjaśnić.

9. Szeregowe i równoległe łączenie ogniw. Oczekiwany rezultat.

10. Układ do pomiaru charakterystyki I-U ogniwa słonecznego.

Ćwiczenie 7: Elementy optoelektroniczne (LED+transoptory)

1. Co to jest detekcja?

2. Rodzaje fotodetektorów półprzewodnikowych;budowa,klasyfikacja.

3. Podstawowe parametry fotodetektora.

4. Omówić różnice pomiędzy diodą p-n i p-i-n.

5. Fotogeneracja i rekombinacja w przyrządach półprzewodnikowym i w złączu p-n.

6. Parametry diod LED, diod laserowych i fotodetektorów.

7. Półprzewodnikowe źródła promieniowania optycznego; budowa, klasyfikacja.

8. Transoptory; budowa i zasada działania.

9. Parametry i zastosowanie transoptorów.

10. Pomiary oscyloskopowe przebiegu impulsowego.

6. Ćwiczenie 8: Charakterystyki statyczne tranzystora bipolarnego

1. Model pasmowy tranzystora bipolarnego npn (pnp) bez polaryzacji.

2. Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WEmiter.

3. Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WBaza.

4. Zwarciowy współczynnik wzmocnienia prądowego tranzystora. Definicja, wyznaczanie.

5. Definicje parametrów {h} dla układów WEmiter i WBaza.

6. Przepływ nośników w tranzystorze npn (pnp) spolaryzowanym dla pracy aktywnej.

7. Polaryzacja i funkcja złącz tranzystora dla różnych zakresów pracy tranzystora.

8. Charakterystyki WEJ. i WYJ. tranzystora w układzie OE. Zaznaczyć zakres pracy aktywnej.

9. Charakterystyki WEJ. i WYJ. tranzystora w układzie OB. Zaznaczyć zakres pracy aktywnej.

10. Wyznaczanie parametrów małosygnałowych {h} z charakterystyk I-U tranzystora.

• Ćwiczenie 9: Tranzystor bipolarny w układzie wzmacniacza małej częstotliwości

1. Parametry ograniczające zakres pracy aktywnej tranzystora w układzie WE.

2. Charakterystyki WYJ. tranzystora WE. Zdefiniować prąd zerowy i napięcie przebicia.

3. Układ pracy i wzmocnienie prądowe w układzie WE.

4. Prosta pracy i pkt. pracy dla tranzystora w układzie wzmacniacza WE.

5. Polaryzacja na WE i WY tranzystora npn (pnp) dla pracy aktywnej w układzie WEmiter.

6. Zdefiniować elementy czwórnika [h] tranzystora w układzie WE.

7. Model zastępczy tranzystora dla małych sygnałów zmiennych, małych częstotliwości.

8. Sterowanie prądowe i napięciowe tranzystora we wzmacniaczu WE.

9. Dobór rezystorów polaryzujących tranzystor (WE) we wzmacniaczu m.cz.

10. Zasada stabilizacji punktu pracy we wzmacniaczu WE z rezystorem emiterowym.

Ćwiczenie 10,11: Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET, MOSFET

1. Charakterystyki wyjściowe i przejściowe tranzystora JFET; parametry stałoprądowe.

2. Budowa struktury i polaryzacja tranzystora JFET z kanałem -n (z kanałem-p).

3. Model zastępczy tranzystora JFET dla małych sygnałów małych częstotliwości.

4. Charakterystyki wyjściowe tranzystora MOSFET norm. załączony, kanał-p (kanał-n).

5. Charakterystyka przejściowa tranzystora MOSFET norm. wyłączony kanał-p (kanał-n).

6. Budowa struktury i polaryzacja tranzystora MOSFET norm. załączony, kanał-p (kanał-n).

7. Budowa struktury i polaryzacja tranzystora MOSFET norm. wyłączony, kanał-p (kanał-n).

8. Układ do pomiaru charakterystyk I-U tranzystora polowego.

9. Definicje parametrów małosygnałowych tranzystora JFET.

10. Podstawowy układ polaryzacji tranzystora JFET we wzmacniaczu WS z rezystorem w źródle.

9. Ćwiczenie 12: Praca impulsowa tranzystora bipolarnego

1. Analiza położenia punktu pracy tranzystora w układzie OE podczas pracy impulsowej.

2. Zjawiska związane z gromadzeniem nośników mniejszościowych podczas pracy impulsowej tranzystora.

3. Definicje i sens fizyczny czasów charakterystycznych dla pracy impulsowej tranzystora.

4. Zdefiniować czasy przełączania tranzystora bipolarnego.

5. Od czego zależy czas przełączania w tranzystorze bipolarnym?

6. Wpływ sposobu sterowania tranzystora na czasy przełączania.

7. Jak wpływa wielkość prądu tranzystora na szybkość przełączania tranzystora?

8. Współczynnik przesterowania tranzystora - definicja.

9. Jakimi właściwościami powinien charakteryzować się tranzystor impulsowy (budowa)?

10. Jak można zmniejszyć czas życia nośników nadmiarowych w bazie tranzystora?

11. Polaryzacja złącz tranzystora podczas przełączania.

10. Ćwiczenie 13: Badanie elementów składowych monolitycznych układów scalonych

1. Rodzaje izolacji pomiędzy elementami w układzie scalonym monolitycznie.

2. Objaśnij elementy schematu zastępczego izolacji złączowej w układzie monolitycznym.

3. Systematyka układów scalonych.

4. Budowa i typy rezystorów w krzemowym układzie scalonym.

5. Budowa tranzystora bipolarnego npn w krzemowym układzie scalonym.

6. Rodzaje tranzystorów pnp w układach monolitycznych.

7. Wyznaczanie rezystancji szeregowej rzeczywistego złącza p-n.

8. Obliczanie pojemności złącza p-n.

9. Zasada pomiaru temperatury za pomocą złącza p-n.

10. Maksymalna moc rozpraszania elementów półprzewodnikowych.

11. Ćwiczenie 14: Badanie właściwości układów cyfrowych TTL, CMOS

1. Podstawowe bramki logiczne. Wyjaśnić ich funkcje logiczne.

2. Tabela stanów logicznych bramki NOR i NAND.

3. Budowa i zasada działania inwertera i bramki NOR CMOS.

4. Zasada zasilania i podstawowe parametry statyczne i dynamiczne układów TTL,CMOS.

5. Sprawdzanie poprawności działania układu TTL, CMOS.

6. Podstawowe parametry statyczne i dynamiczne (napięcie zasilania, stany logiczne, charakterystyka przejściowa, moc tracona, czasy propagacji) układów TTL i CMOS.

7. Charakterystyka przejściowa bramki TTL. Podać oczekiwane wartości napięć.

8. Układ pomiarowy i charakterystyka wyjściowa w stanie "0" na wyjściu.

9. Układ pomiarowy i charakterystyka wyjściowa w stanie "1" na wyjściu.

10. Co to jest obciążalność bramki? Jak ją wyznaczyć eksperymentalnie?

11. Wyznaczanie maksymalnego prądu wyjściowego w stanie "0" i "1" na wyjściu.

12. Metoda wyznaczenia rezystancji wyjściowej bramki w stanach "0" i "1" na wyjściu.

13. Podstawowe parametry rodziny układów TTL standard.

14. Porównanie układów cyfrowych wytwarzanych w technologii TTL i CMOS

15. Na czym polega modyfikacja wprowadzona w układach TTL-S (Schottky)

16. Wyjaśnij skróty i symbole: 74S..., 74L..., 74LS..., 74AS..., 74ALS....

17. Podaj typowe wartości parametrów charakterystycznych układów TTL standard oraz TTL-S.

18. Narysować przekrój struktury wejściowego tranzystora 2-wejściowej bramki NAND TTL.

19. Narysować przekrój tranzystora npn z układu TTL-Schottky.