
- •Курс лекцій
- •Курс лекцій
- •6.090803 «Електронні системи»,
- •Передмова
- •1. Елементи фізики напівпровідників та електронно-діркових переходів
- •1.1 Загальні відомості про напівпровідники
- •Власна електропровідність напівпровідників
- •1.1.2 Електронна провідність напівпровідників
- •Діркова провідність напівпровідників
- •1.1.4 Рекомбінація носіїв заряду та тривалість їх життя
- •1.1.5 Види струмів у напівпровідниках
- •1.2 Електонно - дірковий перехід та фізичні процеси в ньому
- •1.2.4 Теоретична вольт-амперна характеристика
- •1.2.5 Параметри p-n-переходу
- •Реальна вах р-n-переходу
- •1.3 Різновиди електричних переходів та контактів
- •1.3.1 Гетеропереходи
- •1.3.2 Та переходи
- •1.3.4 Контакти металу з напівпровідниками
- •1.3.5 Омічні контакти
- •2. Напівпровідникові діоди
- •2.1 Класифікація та система позначень діодів
- •2.2 Випрямні діоди
- •2.3 Напівпровідникові стабілітрони
- •2.4 Універсальні діоди
- •2.5 Імпульсні діоди та перехідні процеси в них
- •2.6. Тунельні та обернені діоди
- •2.7 Варикапи
- •2.8 Діоди Шотткі
- •3. Біполярні транзистори
- •3.1 Будова та принцип дії біполярних транзисторів
- •3.1.1 Загальні відомості про біполярні транзистори
- •3.1.2 Способи вмикання й режими роботи біполярних транзисторів
- •3.1.3 Принцип дії біполярного транзистора в активному режимі
- •3.1.4 Вплив конструкції та режиму роботи транзистора на h21б.
- •3.1.5. Схема включення транзистора зі спільним емітером та спільним колектором
- •3.1.6 Модель Еберса-Молла
- •3.2. Статичні характеристики і параметри біполярних транзисторів
- •3.2.1 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільною базою
- •3.2.2 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним емітером
- •3.2.3 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним коллектором
- •3.2.4 Вплив температури на статичні характеристики транзисторів
- •3.2.5 Граничні режими транзистора
- •3.2.6 Диференційні параметри біполярного транзистора
- •3.2.7 Фізичні параметри та еквівалентні схеми біполярних транзисторів
- •3.3 Робота біполярного транзистора у динамічному режимі
- •3.3.1 Принцип дії підсилювального каскаду на біполярному транзисторі
- •3.3.2 Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду
- •3.3.3 Динамічні характеристики біполярного транзистора та їх використання
- •3.3.4 Частотні властивості біполярних транзисторів
- •3.3.5 Робота біполярного транзистора у ключовому режимі
- •3.4 Деякі різновиди біполярних транзисторів
- •3.4.1 Одноперехідний транзистор
- •3.4.2 Високочастотні малопотужні транзистори
- •3.4.3 Потужні транзистори
- •3.5 Біполярні транзистори з ізольованим затвором (бтіз)
- •4. Польові транзистори
- •4.1. Польові транзистори з керуючим p-n-переходом
- •4.2 Польові транзистори з ізольованим затвором (мдн - транзистори)
- •4.2.1 Ефект поля
- •4.3 Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури.
- •4.4 Динамічний режим роботи польових транзисторів
- •4.4.1 Каскад на польовому транзисторі: розрахунок у статиці і динаміці
- •4.4.2 Частотні властивості польових транзисторів
- •4.5 Потужні польові транзистори
- •4.6 Польові прилади з зарядовим зв’язком
- •5. Тиристори
- •5.1 Будова, принцип дії та режими роботи тиристора
- •5.1.1 Загальні відомості
- •5.1.2 Диністорний режим
- •5.1.3 Триністорний режим
- •5.1.4 Симістори
- •5.2 Способи комутації тиристорів
- •5.2.1 Включення тиристорів
- •5.2.2 Вимкнення тиристорів
- •6. Оптоелектронні напівпровідникові прилади
- •6.1 Загальні відомості
- •6.2 Випромінювальні діоди
- •6.3 Напівпровідникові фотоприймачі
- •6.3.1 Фоторезистори
- •6.3.2 Фотодіоди
- •6.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням
- •6.4 Оптрони та їх застосування
- •7. Основи мікроелектроніки
- •7.1 Основні поняття і визначення
- •7.2 Гібридні інтегральні схеми
- •7.3 Напівпровідникові інтегральні схеми
- •7.3.1 Технологія
- •7.3.2 Технологія виготовлення інтегральних мдн структур.
- •7.3.3 Біполярні транзистори.
- •7.3.4 Мон (мдн) транзистори.
- •7.3.6 Резистори.
- •7.3.7 Конденсатори.
- •7.4 Інтегральні схеми з інжекційним живленням.
- •7.5 Схемотехнічні особливості мікроелектроніки – вступ у мікросхемотехніку.
- •Позначення основних величин
- •Список скорочень
- •Список літератури
- •Передмова 3
- •1. Елементи фізики напівпровідників та електронно-діркових переходів 5
- •2. Напівпровідникові діоди 44
- •3. Біполярні транзистори 71
- •4. Польові транзистори 172
- •5. Тиристори 211
- •6. Оптоелектронні напівпровідникові прилади 225
- •7. Основи мікроелектроніки 241
- •Позначення основних величин 269
- •Список скорочень 274
- •Список літератури 275
5.2.2 Вимкнення тиристорів
Виключення тиристора шляхом розриву анодного кола
Тиристор переходить до виключеного стану тільки після розсмоктування нерівноважних носіїв заряду в базах. Якщо перед закінченням процесу виключення знову до тиристора прикласти анодну напругу, прилад опиниться у ввімкненому стані. Тому, оскільки процес розсмоктування носіїв відбувається не миттєво, для виключення тиристора потрібен деякий час.
При виключенні тиристора шляхом розриву анодного кола розсмоктування відбувається тільки внаслідок рекомбінації, і тому час виключення тиристора великий і залежить від тривалості життя носіїв заряду.
Виключення за рахунок зміни полярності
анодної напруги
Очікуваний виграш часу при виключенні тиристора даним способом відбудеться лише при великих зворотних напругах (рис. 5.8).
Це зумовлено тим, що для прискорення процесу розсмоктування носіїв у базах треба забезпечити їх ефективну екстракцію через емітерні переходи. Для цього треба включити ЕП1 і ЕП2 у зворотному напрямі й значно підвищити їх потенційні бар’єри. Зробити це одразу, в момент подачі на анод зворотної напруги, неможливо, тому що поки носії у базах не розсмоктались, негативний заряд у n-базі та позитивний надлишковий заряд у p-базі підтримуватимуть емітерні переходи у відкритому стані. При помірних зворотних напругах практично відбувається підвищення потенційних бар’єрів ЕП1 та ЕП2. Крім того, перезаряд бар’єрної ємності КП також заважає швидкій зміні стану тиристора. Саме тому звичайно тиристор вими-кають шляхом подачі великої зворотної напруги на анод.
Рис. 5.8. – Залежність часу виключення тиристора від величини зворотної напруги.
Виключення за допомогою подачі напруги на керуючий електрод (за допомогою струму управління)
Д
ля
виключення тиристора необхідно відвести
нерівноважні носії заряду з бази,
з’єднаної з керуючим електродом.
Анодний струм, що протікає через ще
відкритий тиристор, постійно поповнює
кількість нерівноважних носіїв заряду
в базах. Тому значення струму управління
(викликаного напругою на керуючому
електроді зворотної полярності), яке
необхідне для виключення тиристора,
залежить від значення анодного струму
через тиристор (рис. 5.9).
Рис. 5.9 – Залежність зворотного струму управління, необхідного для виключення тиристора, від прямого анодного струму
6. Оптоелектронні напівпровідникові прилади
6.1 Загальні відомості
Електронні пристрої та системи, в яких використовують разом із традиційними електричними ефектами неелектричні, лежать в основі нового напряму в електроніці – оптоелектроніки.
Оптоелектроніка – це область електроніки, в якій вивчаються як оптичні, так і електронні явища в кристалах, а також розглядаються питання перетворення оптичних сигналів у електричні й навпаки.
Практичною задачею оптоелектроніки є створення оптоелектронних приладів, до яких належать різноманітні джерела світла, фотоприймачі, індикатори, лінії зв’язку, оптрони тощо. Всі ці прилади знаходять широке застосування в галузі промислової електроніки.
Розглянемо деякі приклади оптоелектронних напівпровідникових приладів.