- •Курс лекцій
- •6.090803 «Електронні системи»,
- •6.090802 «Електронні прилади і пристрої»,
- •6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
- •Курс лекцій
- •6.090803 «Електронні системи»,
- •6.090802 «Електронні прилади і пристрої»,
- •6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
- •Передмова
- •Елементи фізики напівпровідників та електронно- діркових переходів
- •1.1 Загальні відомості про напівпровідники
- •1.1.1 Власна електропровідність напівпровідників
- •1.1.2 Домішкова провідність напівпровідників
- •1.1.3 Діркова провідність напівпровідників
- •1.1.4 Види струмів у напівпровідниках
- •Лекція 2 електронно-дірковий перехід
- •2.1 Електронно-дірковий перехід та фізичні процеси в ньому
- •3.1.2 Ємності переходу
- •3.1.3 Реальна вах р-n-переходу
- •3.1.5 Різновиди електричних переходів та контактів
- •Лекція 4 напівпровідникові діоди
- •4.1 Класифікація та система позначень діодів
- •4.1.1 Випрямлювальні діоди
- •Параметри випрямлювальних діодів
- •4.1.2 Напівпровідникові стабілітрони
- •5.1.2 Імпульсні діоди та перехідні процеси в них
- •5.1.3 Тунельні та обернені діоди
- •5.1.4 Варикапи
- •6.1.2 Способи вмикання й режими роботи біполярних транзисторів
- •6.1.3 Принцип дії біполярного транзистора в активному режимі
- •6.1.5 Схема вмикання транзистора зі спільним емітером та спільним колектором
- •Лекція 7 характеристики біполярних транзисторів
- •7.1 Статичні характеристики і параметри біполярних транзисторів
- •7.1.1 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільною базою
- •7.1.2 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним емітером
- •7.1.3 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним колектором
- •Лекція 8 параметри біполярних транзисторів
- •8.1 Граничні режими транзистора. Робочий діапазон температур
- •8.1.1 Пробої транзистора
- •8.1.2 Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором
- •8.2 Диференційні параметри біполярного транзистора
- •8.2.1 Оцінка властивостей транзистора
- •8.2.2 Фізичні параметри та еквівалентні схеми біполярних транзисторів
- •9.1.2 Схема зі спільним емітером
- •9.2 Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду
- •9.2.1 Схема з фіксованим струмом бази
- •9.2.2 Схема з фіксованим потенціалом бази
- •9.2.3 Схема з температурною стабілізацією в емітерному колі.
- •9.2.4 Схема каскаду зі спільною базою та автоматичним зміщенням робочої точки
- •9.3 Динамічні характеристики біполярного транзистора та їх використання
- •9.3.1 Параметри режиму підсилення та їх розрахунок за динамічними характеристиками транзисторного каскаду
- •Лекція 10 деякі різновиди біполярних транзисторів
- •10.1 Частотні властивості біполярних транзисторів
- •10.1.1 Вплив ємностей переходів і розподільного опору бази на частотні властивості транзистора
- •10.2 Робота біполярного транзистора у ключовому режимі
- •10.3 Одноперехідний транзистор
- •10.4 Високочастотні малопотужні транзистори
- •10.5 Потужні транзистори
- •Лекція 11 польові транзистори
- •11.1 Польові транзистори з керувальними p-n-переходами
- •11.1.1 Статичні вхідні характеристики
- •11.1.2 Статичні прохідні (стокозатворні) характеристики
- •11.1.3 Статичні вихідні (стокові) характеристики
- •11.1.4 Диференційні параметри польових транзисторів
- •11.2 Польові транзистори з ізольованим затвором (мдн - транзистори)
- •11.2.1 Ефект поля.
- •11.3 Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури
- •Лекція 12 динамічний режим роботи польових транзисторів
- •12.1 Підсилювальні каскади на польовому транзисторі
- •12.2 Частотні властивості польових транзисторів
- •12.3 Потужні польові транзистори
- •12.3.1 Потужні мдн - транзистори
- •12.3.3 Транзистори з статичною індукцією
- •Лекція 13 тиристори
- •13.1 Будова, принцип дії та режими роботи тиристора
- •13.1.2 Диністорний режим
- •13.1.3 Триністорний режим
- •13.1.4 Симістори
- •13.2 Способи комутації тиристорів
- •13.2.2 Вимкнення тиристорів
- •Лекція 14 оптоелектронні напівпровідникові прилади
- •14.1 Загальні відомості
- •14.2 Випромінюючі діоди
- •14.3 Напівпровідникові фотоприймачі
- •14.3.1 Фоторезистори
- •14.3.2 Фотодіоди
- •14.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням
- •14.4 Оптрони та їх застосування
- •Список скорочень
- •Список літератури
- •10.2 Робота біполярного транзистора у ключовому режимі 128
- •12.1 Підсилювальні каскади на польовому транзисторі 160
- •6.090803 «Електронні системи»,
- •6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
- •Курс лекцій
- •6.090803 «Електронні системи»,
- •6.090802 «Електронні прилади і пристрої»,
- •6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
Міністерство освіти і науки України
Сумський державний університет
Курс лекцій
з дисципліни «Твердотіла електроніка»
для студентів спеціальностей
6.090803 «Електронні системи»,
6.090802 «Електронні прилади і пристрої»,
6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
заочної і денної форм навчання
Затверджено
на засіданні кафедри електроніки
і комп’ютерної техніки
як конспект лекцій
з дисципліни
«Твердотіла електроніка»
Протокол № 2 від 30.10.2007р.
Суми
Вид-во СумДУ
2008
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
СУМСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
До друку і в світ
дозволяю на підставі
„Єдиних правил”,
п. 2.6.14
Заступник першого проректора –
начальник організаційно-методичного
управління В.Б. Юскаєв
Курс лекцій
з дисципліни «Твердотіла електроніка»
для студентів спеціальностей
6.090803 «Електронні системи»,
6.090802 «Електронні прилади і пристрої»,
6.090804 «Фізична і біомедична електроніка»
заочної і денної форм навчання
Укладачі: А. І. Новгородцев, О.А.Борисенко,
О.М. Кобяков
Відповідальний за випуск О .А. Борисенко
Декан заочного інституту В.Я. Стороженко
Сум ДУ
Декан фізико-технічного Г.С.Воробйов
факультету СумДУ
Суми
Вид-во СумДУ
2007
Передмова
Дисципліна "Твердотіла електроніка" є вступним предметом у циклі промислової електроніки. Детальний розгляд фізичних процесів і напівпровідникових елементах електронних схем і принципів їх списання сприяє розвитку у студентів уміння правильно вибирати ці елементи й режими їх застосування, грамотно експлуатувати напівпровідникову апаратуру. Крім того, дана учбова дисципліна може розглядатись як база до вивчення основ мікроелектроніки і мікросхемотехніки з огляду на аналогію процесів у напівпровідникових інтегральних схемах та дискретних напівпровідникових приладах.
У лекціях даної навчальної дисципліни наведені основні положення фізики напівпровідників і напівпровідникових приладів та їх провідність. Детально розглянуто властивості р-n- переходу та способи його виготовлення.
У наступних параграфах лекцій розглянуті будова, принцип дії та статичні характеристики біполярних транзисторів. Приділено увагу роботі біполярного транзистора у динамічному режимі. Приведені деякі різновиди біполярних транзисторів.
Поданий аналіз фізичних основ роботи польових транзисторів, їх основних характеристик й основ експлуатації в ключовому та підсилювальному режимах.
Розглянуті також різновиди тиристорів, параметри і характеристики напівпровідникових випромінювачів, фотоприймачів і оптопар. Приділено увагу методам розрахунку теплових режимів і роботі приладів разом з охолоджувачем, а також особливостям роботи при послідовно-паралельному з’єднанні приладів.
При викладанні матеріалу в лекціях паредусім розглядаються фізичні процеси в структурі приладу, які є загальними як для інтегральних, так і для дискретних приладів. Потім проводиться параметризація приладів в основних режимах експлуатації.
Використовується також метод порівняння розглянутих класів напівпровідникових приладів з точки зору їх експлуатації в тому чі іншому режимі.
Лекції з дисципліни “Твердотіла електроніка” призначені насамперед для студентів спеціальності 7.090803 “Електронні системи”, однак вони будуть, безперечно, корисними і для спеціальностей: “Автоматика і управління в технічних системах”; “Фізична електроніка”; “Електронні прилади і пристрої”.
ЛЕКЦІЯ 1