ĐỀ THI VẬT LIỆU ĐIỆN ĐIỆN TỬ SPKT TPHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO NGÀNH CN ĐIỆN-ĐIỆN TỬ - ĐỀ THI CUỐI KỲ HỌC KỲ II NĂM HỌC 14-15 Môn: VẬT LIỆU ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Mã môn học: EEMA220544 Đề số/Mã đề: 12-2016 Đề thi có trang Thời gian: 60 phút SV Khơng sử dụng tài liệu Câu 1: (2 điểm) Hãy cho biết phá hủy điện môi gì? Phân biệt đặc điểm phá huỷ điện nhiệt điện điện môi rắn Các biện pháp nâng cao khả bền điện phá huỷ Câu 2: (3 điểm) Diode quang ? Ứng dụng Led Photo Diode Sợi quang dẫn ? Hãy tóm tắt cấu tạo, nguyên lý phương pháp truyền tín hiệu sợi cáp quang? Ưu điểm cáp quang so với cáp kim loại việc truyền tín hiệu thông tin Câu 3: (2 điểm) Mg có cấu trúc phương xếp chặt, số mạng a = 0,32 nm; c = 0,52 nm Mg coù số nguyên tố Z = 12, phân bố (2,8,2) Hãy tính:  Mật độ nguyên tử (1/m3).và mật độ electron tự (1/m3)  Tính điện dẫn suất điện trở suất 300 K, với bước quãng đường tự Mg :  = 55 A0 Câu 4: (3 điểm) Một Si tinh khiết có kích thước (221)mm3 Cho biết: 3000K ni = 5,12 1015/m3 ; N =0,13m2/Vs ; P = 0,05m2/Vs; Wg khoâng đổi Wg = 1,13eV Tính R theo phương x bán dẫn  Pha tạp chất Asen (As) vào bán dẫn Hỏi bán dẫn thuộc loại gì? Pha với mật độ 300 0K điện trở giảm 340   Dùng tạp chất làm phần tử cảm biến Hall đặt vào điện áp 13,6 V từ trường theo phương z có từ cảm Bz 0,4 T Tính số Hall (R H) điện áp Hall (Uh) Ghi chú: Cán coi thi không giải thích đề thi Ngày 23 tháng 12 năm 2016 Thông qua môn Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang: 1/1 Chuẩn đầu học phần (về kiến thức) [CĐR 1.2]: Có kiến thức vật liệu cấu tạo thành chi tiết thiết bị điện linh kiện điện tử Phân biệt sử dụng vật liệu tương thích cấp điện áp hệ thống cung cấp điện máy điện [CĐR 2.3]: Có kỹ tính tốn thơng số kỹ thuật vật liệu ứng dụng lựa chọn vật liệu thích hợp thiết bị [CĐR 4.3]: Có kiến thức nhận biết xác định vật liệu kỹ thuật chọn lựa sử dụng hiệu Nội dung kiểm tra Câu 1, 2, Câu 3, Câu 2,4 Ngày 23 tháng 12 năm 2016 Thông qua môn (ký ghi rõ họ tên) Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang: 2/1 ĐÁP ÁN Câu 1: (2 điểm) Yêu cầu nêu đònh nghóa phá huỷ điện môi Phân biệt phá huỷ điện phá huỷ nhiệt điện Phân tích đặc điểm loại phá hủy điện nhiệt điện, khác biệt chúng (1 điểm) Biện pháp tăng độ bền điện với phá huỷ điện  Dùng vật liệu có Độ bền điện cao hơn, Chỉ sử dụng điện áp cho phép Biện pháp tăng độ bền điện với phá huỷ nhiệt điện  tăng cường tiết diện tỏa nhiệt dùng cánh tản nhiệt hệ số toả nhiệt  dùng quạt thổi hay quạt hút … với phá huỷ nhiệt điện dùng biện pháp giảm nhiệt độ môi trường đặt thiết bò điều kiện làm mát khí lạnh (1 điểm) Câu 2: (3 điểm) Tiếp xúc P/N có phản ứng quang phân cực gọi diode quang, có loại phản ứng quan trọng phát quang phân cực thuận với bước sóng  nhìn thấy gọi LED phản ứng tăng dòng bão hòa ngược trước bước sóng  phù hợp tạo dòng dẫn ngược đáng kể gọi Photo diode Cả có nhiều Ứng dụng thực tế, đặc biệt truyền tín hiệu quang (1 điểm) Sợi quang dẫn ống hình trụ suốât ánh sáng truyền dọc theo ống nhờ phản xạ toàn phần Sợi quang dẫn lúc đầu cấu tạo từ sợi thuỷ tinh kéo nhỏ sau làm plastic gọi lõi truyền sóng, mặt ống trụ tráng lớp phản quang (cladding) tất đặt lớp vỏ bọc dọc theo ống trụ Cáp quang bó sợi quang dẫn đặt lớp vỏ bọc đặc biệt, nhiệm vụ cáp quang truyền tín hiệu thông tin mã hoá thành tín hiệu điện chuyển đổi thành tín hiệu ánh sáng có bước sóng  khác Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang: 3/1 Nguyên lý truyền tín hiệu cáp quang tín hiệu thông tin tín hiệu điện dạng số hay tương tự chuyển đổi sang ánh sáng với bùc sóng  nh sáng có bùc sóng  truyền sợi quang nhờ phản xạ toàn phần Tại đầu tín hiệu sáng, ánh sáng thu chuyển đổi lại thành tín hiệu điện (1 điểm) Tín hiệu quang truyền cáp pp dơn mode ( bước sóng  )hay đa mode ( nhiều bước sóng  khác lúc) Cáp quang truyền tín hiệu thông tin có nhiều ưu điểm so với cáp kim loại như: Cáp quang truyền nhanh tốc độ tốc độ ánh ánh sáng Truyền tính hiệu cáp quang không bò nhiễu điện từ, tổn hao đường truyền thấp, an toàn điện không gây tai nạn hay ảnh hưởng môi trường Tín hiệu truyền cáp quang có dung lượng truyền lớn áp dụng nhiều phương pháp an toàn hiệu qủa cao Tín hiệu có tính bảo mật cao Giá cáp rẻ thiết bò kèm mắc công nghệ hàn nối, đấu nối cáp với phát triển ứng dụng rộng rãi giá thành tổng thể rẻ nhiều (1 điểm) Câu 3: (2 điểm) r a 0,32   0,16nm 2 nn  a c 2  (0,32 �10 9 ) (0,52 �109 ) 2.10 27 nn  �4, 34 �1028 0, 0461 ne  nn �( so.e / nguyentu )  nn �2  8, 68 �1028    ne �e � 3.m.k T  8, 68 �1028 �(1, 602 �1019 ) �55 �1010 1224 �1020 11302 �1054 �9,1�10311.38 �1023 �300  1,15 �108 (1/ m) 1  �8, 7.109 m  1,15.10 Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang: 4/1 Câu 4: (2 điểm)  i  3000 K   ni e  n   p   5,12.1015 �1, 6.1019  0,13  0,05   1, 47.10 4 Ri  3000 C   l 2.103   6800 �103  6,8 M  4 6  i s 1, 47.10 �2.10 (1 điểm) Asen (As) thuộc nhóm V bảng phân loại tuần hoàn bán dẫn tạp chất thuộc loại N  Ri 3000 K RN Nd    6,8.106   20.000 i 340 N 20.000 � i �1, 47   14,14.1019 19 m e � N 1, 6.10 �0,13 RH  (1 điểm)  1 2 m3   4, 42 � 10 As Nd e 14,14.1019 �1, 6.1019  UX �BZ RN IX I X �BZ U H  E y b  J X BZ RH b  BZ b  b.c Nd �e Nd �e �c Nd �e �c 13, 2 10 �0.4 1, �102 3, �UH   �0, 708  V   708  mV  14,14.1019 �1, 6.10 19 �1.10 3 2, 26 �102 (1 điểm) Ngày 23 tháng 12 năm 2016 Thông qua môn (ký ghi rõ họ tên) Số hiệu: BM1/QT-PĐBCL-RĐTV Trang: 5/1 ... [CĐR 1.2]: Có kiến thức vật liệu cấu tạo thành chi tiết thi t bị điện linh kiện điện tử Phân biệt sử dụng vật liệu tương thích cấp điện áp hệ thống cung cấp điện máy điện [CĐR 2.3]: Có kỹ tính... phá huỷ điện môi Phân biệt phá huỷ điện phá huỷ nhiệt điện Phân tích đặc điểm loại phá hủy điện nhiệt điện, khác biệt chúng (1 điểm) Biện pháp tăng độ bền điện với phá huỷ điện  Dùng vật liệu có... [CĐR 2.3]: Có kỹ tính tốn thơng số kỹ thuật vật liệu ứng dụng lựa chọn vật liệu thích hợp thi t bị [CĐR 4.3]: Có kiến thức nhận biết xác định vật liệu kỹ thuật chọn lựa sử dụng hiệu Nội dung