Câu 1: Vi mạch tích hợp là một chíp bán dẫn, trong đó tích hợp các cấu kiện điện tử bán dẫn trên một dây chuyền công nghệ được tự động hóa từ khấu thiết kế mạch đến khi cho ra một cấu kiện.
Câu 2: Các cách phân loại vi mạch tích hợp: chủ yếu dựa vào 4 tiêu chí:
Dựa vào khả năng xử lý dữ liệu vi mạch chia làm hai loại: vi mạch tuyến tính và vi mạch số.
Dựa vào công nghệ chế tạo vi mạch chia làm 4 loại: vi mạch bán dẫn, vi mạch màng mỏng, vi mạch màng dày và vi mạch lai.
Dựa vào tranzito được tích hợp vi mạch chia làm 2 loại: vi mạch lưỡng cực, vi mạch MOS/CMOS. Dựa vào số lượng phần tử được tích hợp vi mạch được chia làm 4 loại: SSI, MSI, LSI và VLSI.
Câu 3: Công nghệ Plana: là công nghệ cho phép gia công các phần tử của mạch điện tử trên bề mặt của một phiến đơn tinh thể bán dẫn silic. Công nghệ plana là công nghệ kết hợp hai quá trình quang khắc và khuếch tán. Sau khi tạo ra mask ta sẽ tiến hành khuếch tán tạp chất vào đế bán dẫn theo cấu hình của mask. Khi chế tạo tranzito lưỡng cực thì số mặt nạ sẽ nhiều nhất. Các điot, điện trở, tụ điện cũng được chế tạo đồng thời cùng với quá trình chế tạo tranzito.
Câu 4: Công nghệ epitaxi-Plana là quá trình nuôi cấy một lớp đơn thể mỏng gọi là lớp epitaxi bên trên một đế tinh thể bán dẫn khác. Sau đó là quá trình plana để tạo ra các cấu kiện điện tử trên bề mặt của
lớp epitaxi trên.
Chương 8: Cấu kiện quang điện tử
Câu 1:
Cấu tạo: LED chỉ thị (hay còn gọi là điôt phát quang) gồm một lớp tiếp xúc P-N và hai chân cực anot (A) và catot (K). Anot được nối với bán dẫn loại P, catot được nối với bán dẫn loại N.
Nguyên lí hoạt động: Khi LED phân cực thuận, các hạt dẫn đa số khếch tán ồ ạt qua lớp tiếp xúc P-N, chúng gặp nhau sẽ tái hợp và các photon được phát sinh. Tốc độ tái hợp trong quá trình bức xạ tự phát này tỉ lệ với nồng độ điện tử trong phần bán dẫn P và nồng độ lỗ trống trong bán dẫn N. Như vậy để tăng số photon bức xạ ra cần phải gia tăng nồng độ hạt dẫn thiểu số trong các phần bán dẫn. Cường độ của điôt tỉ lệ với nồng độ hạt dẫn được thêm vào trong phần bán dẫn, do đó cường độ phát sáng của LED tỉ lệ với cường độ dòng điện qua điốt.
Câu 2:
LED cấu trúc dị thể kép gồm 5 lớp bán dẫn có vật liệu và nồng độ pha tạp khác nhau để tạo ra lớp giam giữ hạt dẫn và giam giữ ánh sáng.
Nguyên lí làm việc: Khi phân cực thuận cho điôt, các hạt dẫn đa số sẽ khếch tán qua lớp tiếp xúc P-N, chúng tái hợp với nhau và phát ra bức xạ hồng ngoại.
Câu 3:
Hệ số nhiệt: đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ lên giá trị điện áp phân cực.
S = với I = const
Công suất của LED khoảng từ vài trăm �w đến vài w
Độ rộng vùng cấm của các vật liệu càng lớn thì năng lượng được giải phóng ra càng lớn và bức xạ vừa phát ra có bước sóng càng ngắn.
Câu 4:
Cấu tạo: gồm 2 tấm kính đặt cách nhau khoảng 10�m. Mặt phía trong của 2 tấm kính tráng một lớp oxit kẽm (ZnO) trong suốt làm hai điện cực. Xung quanh bên cạnh 2 tấm kính được hàn kín, sau đó ddooor tinh thể lỏng vào khoảng giữa 2 tấm kính và gắn kín lại. Hai tấm nhựa có tính phân cực ánh sáng được dán bên ngoài hai tấm kính sao cho hình ảnh phản chiếu của mặt chỉ thị được nhín từ một phía nhờ gương phản chiếu.
Nguyên lí làm việc: Khi chưa có điện áp đặt vào, các thanh LCD không làm việc thì ánh sáng sẽ đi qua tấm nhựa phân cực thứ nhất, qua chất tinh thể lỏng, qua tấm nhựa phân cực thứ hai đến gương phản chiếu và phản chiếu trở về phía người quan sát và thanh LCD không nhìn thấy – Mặt chỉ thị trong suốt. Khi có nguồn điện áp cung cấp cho thanh LCD trục dài của các phân tử tinh thể lỏng được định hướng theo hướng của điện trường. Như vậy ánh sáng đi qua tấm nhựa phân cực thứ nhất sẽ bị thay đổi do chất tinh thể đã bị hoạt hóa, do đó ánh sáng không thể đi qua tấm phân cực thứ hai đẻ phản chiếu lại bằng gương phản chiếu. Như thế thanh tinh thể chụi tác động của điện trường sẽ bị tối đi. Với hai màng lọc phân cực 900 ta có nền của mặt chỉ thị trong suốt và những chữ, số, dấu hiệu tối đen. Đây là mặt chỉ thị hoạt động ở chế độ phản chiếu.
Cấu trúc của Laser tương tự cấu trúc LED nhăng có thêm một hốc cộng hưởng nhỏ.
Trong laser, ba quá trình quang điện đều xảy ra: quá trình hấp thụ photon, quá trình bức xạ tự phát và quá trình bức xạ kích thích. Muốn laser bức xạ thì ta phải cung cấp cho nó một dòng điện có cường độ lớn hơn giá trị ngưỡng nào đó (ICC ICC ngưỡng). Lúc đó trạng thái “đảo điện” sẽ xảy ra trong các lớp bán dẫn. Điều kiện để có bức xạ laser là sự khếch đại ánh sáng thắng được sự hấp thụ quang trong buồng cộng hưởng của điốt laser.
Câu 6:
Các tham số cơ bản của laser:
Hiệu suất lượng tử vi phân ngoài xác định số photon bức xạ ra trên đôi điện tử-lỗ trống: