ĐỀ THI VẬT LIỆU ĐIỆN ĐIỆN TỬ SPKT TPHCM

Phân biệt đặc điểm của các sự phá huỷ điện và nhiệt điện trong điện môi rắn.. Ưu điểm của cáp quang so với cáp kim loại trong việc truyền tín hiệu thông tin.. Biện pháp tăng độ bền điện

Trang 1

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 Mơn: VẬT LIỆU ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Mã mơn học: EEMA220544

Đề số/Mã đề: 12-2016 Đề thi cĩ 2 trang Thời gian: 60 phút

SV Khơng sử dụng tài liệu

Câu 1: (2 điểm)

Hãy cho biết phá hủy điện môi là gì? Phân biệt đặc điểm của các sự phá huỷ điện và nhiệt điện trong điện môi rắn Các biện pháp nâng cao khả năng bền điện đối với sự phá huỷ này

Câu 2: (3 điểm)

Diode quang là gì ? Ứng dụng của Led và Photo Diode Sợi quang dẫn là gì ? Hãy tóm tắt cấu tạo, nguyên lý và phương pháp truyền tín hiệu trong sợi cáp quang? Ưu điểm của cáp quang so với cáp kim loại trong việc truyền tín hiệu thông tin

Câu 3: (2 điểm)

Mg có cấu trúc 6 phương xếp chặt, hằng số mạng a = 0,32 nm; c = 0,52 nm Mg có số nguyên tố Z = 12, phân bố (2,8,2) Hãy tính:

 Mật độ nguyên tử (1/m3).và mật độ electron tự do (1/m3)

 Tính điện dẫn suất và điện trở suất ở 3000 K, với bước quãng đường tự do của Mg là :  = 55 A0

Câu 4: (3 điểm)

Một thanh Si tinh khiết có kích thước (221)mm3

Cho biết: ở 3000K ni = 5,12 .1015/m3 ; N =0,13m2/Vs ; P = 0,05m2/Vs; Wg không đổi Wg = 1,13eV Tính R theo phương x của thanh bán dẫn trên

 Pha tạp chất Asen (As) vào bán dẫn trên Hỏi thanh bán

dẫn thuộc loại gì? Pha với mật độ bao nhiêu ở 300 0K thì điện trở thanh giảm còn 340 

 Dùng thanh tạp chất này làm phần tử cảm biến Hall và đặt vào điện áp 13,6 V từ trường theo phương z có từ cảm Bz là 0,4 T Tính hằng số Hall (RH) và điện áp Hall (Uh)

Ghi chú: Cán bộ coi thi khơng được giải thích đề thi.

Ngày 23 tháng 12 năm 2016

Thơng qua bộ mơn

Trang 2

Chuẩn đầu ra của học phần (về kiến thức) Nội dung kiểm tra

[CĐR 1.2]: Có kiến thức cơ bản về vật liệu cơ bản cấu tạo

thành các chi tiết thiết bị điện và linh kiện điện tử Phân biệt

và sử dụng đúng vật liệu tương thích cấp điện áp trong hệ

thống cung cấp điện và máy điện

Câu 1, 2, 4

[CĐR 2.3]: Có kỹ năng tính toán các thông số kỹ thuật vật

liệu và ứng dụng lựa chọn vật liệu thích hợp trong các thiết bị

Câu 3, 4

[CĐR 4.3]: Có kiến thức nhận biết và xác định về vật liệu kỹ

thuật mới chọn lựa và sử dụng hiệu quả

Câu 2,4

Thông qua bộ môn

(ký và ghi rõ họ tên)

Trang 3

ĐÁP ÁN

Câu 1: (2 điểm)

Yêu cầu nêu định nghĩa về phá huỷ điện môi

Phân biệt phá huỷ điện và phá huỷ nhiệt điện Phân tích đặc điểm từng loại phá hủy điện và nhiệt điện, sự khác biệt giữa 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 đúng điện áp cho phép

Biện pháp tăng độ bền điện với phá huỷ nhiệt điện

 tăng cường tiết diện tỏa nhiệt như dùng cánh tản

nhiệt và hệ số toả nhiệt  như dùng quạt thổi hay quạt hút … với phá huỷ nhiệt điện còn có thể dùng biện pháp giảm nhiệt độ môi trường như đặt thiết bị trong

điều kiện làm mát của khí lạnh (1 điểm)

Câu 2: (3 điểm)

Tiếp xúc P/N có các phản ứng quang khi phân cực được gọi là diode quang, có 2 loại phản ứng quan trọng là phát quang khi phân cực thuận với bước sóng  nhìn thấy được gọi là LED và phản ứng tăng dòng bão hòa ngược trước bước sóng  phù hợp tạo dòng dẫn ngược đáng kể được gọi là Photo diode Cả 2 có rất nhiều Ứng dụng thực tế, đặc biệt trong truyền tín hiệu quang. (1 điểm)

Sợi quang dẫn là những ống hình trụ trong suốât trong đó ánh sáng được truyền đi dọc theo ống nhờ sự phản xạ toàn phần

Sợi quang dẫn lúc đầu được cấu tạo từ những sợi thuỷ tinh kéo nhỏ và sau này làm bằng plastic được gọi là lõi truyền sóng, mặt ngoài ống trụ được tráng lớp phản quang (cladding) và tất cả đặt trong lớp vỏ bọc dọc theo ống trụ

Cáp quang là những bó sợi quang dẫn được đặt trong những lớp vỏ bọc đặc biệt, nhiệm vụ của cáp quang là truyền tín hiệu thông tin đã được mã hoá thành tín hiệu điện và chuyển đổi thành những tín hiệu ánh sáng có các bước sóng  khác nhau

Trang 4

Nguyên lý truyền tín hiệu trong cáp quang là các tín hiệu thông tin là các tín hiệu điện dạng số hay tương tự được chuyển đổi sang ánh sáng với buớc sóng  Aùnh sáng có buớc sóng  được truyền trong sợi quang nhờ sự phản xạ toàn phần Tại đầu ra của tín hiệu sáng, ánh sáng được thu và chuyển đổi lại thành tín hiệu điện. (1 điểm)

Tín hiệu quang có thể truyền trong cáp bởi pp dơn mode ( 1 bước sóng  )hay đa mode ( nhiều bước sóng  khác nhau cùng lúc)

Cáp quang truyền tín hiệu thông tin có nhiều ưu điểm

so với cáp kim loại như:

1 Cáp quang truyền nhanh hơn tốc độ bằng tốc độ ánh ánh sáng

2 Truyền tính hiệu trong cáp quang không bị nhiễu điện từ, tổn hao đường truyền rất thấp, an toàn không có điện và không gây tai nạn hay ảnh hưởng môi trường

3 Tín hiệu truyền trong cáp quang có dung lượng truyền rất lớn có thể áp dụng nhiều phương pháp an toàn và hiệu qủa cao Tín hiệu có tính bảo mật cao

4 Giá cáp rẻ nhưng thiết bị đi kèm thì rất mắc nhất là công nghệ hàn nối, đấu nối cáp nhưng với sự phát triển và ứng dụng rộng rãi thì giá thành tổng thể sẽ rẻ hơn nhiều. (1 điểm)

Câu 3: (2 điểm)

0,32

0,16

a

27

28

2.10

4,34 10 0,0461

n

a c n

28

20

8 54

8,68 10 (1,602 10 ) 55 10

3 3 9,1 10 1.38 10 300

1224 10

1,15 10 (1/ )

11302 10

e

n e

m k T

m







�

9 8

8, 7.10



Trang 5

Câu 4: (2 điểm)

3000    5,12.1015 1,6.10 190,13 0,05 1, 47.10 4

i K n e i n p

2.10

i

l

s





Asen (As) thuộc nhóm V trong bảng phân loại tuần hoàn

do vậy bán dẫn tạp chất thuộc loại N

19 3 19

20.000 340

14,14.10 1,6.10 0,13

i N

R

Nd

m e



 3

2

4, 42 10 14,14.10 1,6.10

Nd e



�

   

2

1

13,6

1,6 10

X Z N

H

U B R



�

Thơng qua bộ mơn

(ký và ghi rõ họ tên)

Định dạng
Số trang	5
Dung lượng	51,2 KB