- •Конспект лекций
- •Содержание
- •1 Основы зонной теории Классификация твердых тел по проводимости
- •Энергетическая диаграмма твердого тела
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •2.2 Токи в полупроводниках
- •2.2.1 Дрейфовый ток
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •3.2.1 Барьерная емкость
- •3.2.2 Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •А) Лавинный пробой
- •Б) Туннельный пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5 Полупроводниковые диоды
- •Обозначение:
- •5.1 Буквенно-цифровое обозначение (бцо) диодов бцо диодов содержит 4 элемента:
- •5.2 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •5.3 Стабилитрон
- •Применение стабилитронов:
- •5.4 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •5.6 Светодиод
- •Принцип работы:
- •Конструктивно светодиоды выполняются:
- •Применение:
- •6 Транзисторы
- •6.1.Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •6.1.1 Назначение областей транзистора
- •6.1.2 Режимы работы транзистора
- •6.1.3 Буквенно-цифровое обозначение транзисторов
- •6.1.4 Принцип работы транзистора
- •6.1.5 Основные коэффициенты, характеризующие работу транзистора
- •Статические вах транзистора оэ
- •6.1.10 Первичные параметры транзистора
- •Пример расчета h-параметров транзистора оэ
- •Примечание:
- •6.2 Полевые транзисторы
- •Полевой транзистор содержит 3 электрода:
- •Полевые транзисторы бывают:
- •6.2.1 Полевой транзистор с p-n затвором
- •Обозначение:
- •Принцип действия полевого транзистора
- •Стоковые (выходные) характеристики
- •Стоко-затворные (передаточные) характеристики
- •Обозначение:
- •7 Тиристоры
- •7.1 Динисторы
- •Обозначение:
- •Вах динистора
- •7.2 Тринисторы
- •Пример: ку 201а, ку 202а
- •Вах тринистора
- •8 Интегральные микросхемы (имс)
- •8.1 Основные понятия микроэлектроники
- •Степень интеграции
- •8.2 Тенденции развития имс
- •Эволюция развития бис:
- •Проблемы:
- •8.3 Интегральные микросхемы логических элементов
- •8.3.1 Транзисторно-транзисторная логика (ттл)
- •Ттл с простым инвертором (и-не)
- •8.3.2 Эмиттерно-связанная логика (эсл)
- •Характерная особенность схемы:
- •Принцип работы переключателя тока:
- •8.3.4 Комплементарная моп-транзисторная логика (кмоп тл)
- •Кмоп тл (или-не)
- •Кмоп тл (и-не)
- •Преимущества кмоп тл перед моп тл:
- •9 Усилительные устройства
- •9.1 Структурная схема усилителя
- •9.2 Классификация усилителей
- •По диапазону усиливаемых частот:
- •9.3 Коэффициенты усиления
- •9.4 Линейные искажения
- •9.5 Обратная связь в усилителях
- •Структурная схема усилителя с ос:
- •Виды обратной связи
- •9.6 Питание усилителей по постоянному току
- •Смещение фиксированным током базы
- •Назначение элементов:
- •Назначение элементов:
- •Коллекторная стабилизация
- •9.8 Анализ ачх шпу
- •Факторы, оказывающие влияние на ачх в области нч и вч:
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Рассмотрим область средних частот
- •9.9 Резонансные усилители
- •Резонансный усилитель напряжения (рун)
- •Принцип усиления:
- •Недостаток схемы:
- •Автотрансформаторное включение контура
- •Многоконтурный рун
- •Упч с полосовым фильтром
- •Ачх такого усилителя:
- •9.10 Оконечные каскады (усилители мощности)
- •Однотактный трансформаторный усилитель мощности (ум)
- •Принцип работы параметрической стабилизации:
- •Бестрансформаторные ум
- •Принцип работы:
- •9.11 Усилители постоянного тока (упт)
- •Ачх упт выглядит:
- •9.11.1 Дрейф нуля
- •Основные причины дрейфа нуля:
- •Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.
- •Меры по уменьшению дрейфа нуля:
- •9.11.2 Дифференциальный усилитель (ду)
- •Назначение элементов:
- •9.11.3 Операционные усилители (оу)
- •Обозначение оу:
- •Параметры оу
- •Инвертирующий оу
- •Не инвертирующий oу
- •Интегрирующая rc-цепь. Интегратор
- •Рассмотрим частные случаи:
- •Дифференцирующая rc-цепь. Дифференциатор
- •10 Генераторы
- •10.1 Самовозбуждение автогенераторов
- •Временные диаграммы:
- •Триггер называется симметричным, если:
- •10.3.2 Мультивибратор
- •Симметричный автоколебательный мультивибратор
- •Список литературы
4.2 Внешний фотоэффект
Внешний фотоэффект – это появление фото-ЭДС в p-n переходе при его электромагнитном облучении.
p
n
ОНЗ
Ө
ОНЗ
+
-
+
ННЗ Ө
-
+ ЕВН ННЗ -
PV
+
–
Поток падающих на p-n переход фотонов вызывает фотогенерацию пар носителей заряда, т.е. возникает внутренний фотоэффект. Образовавшиеся при этом носители заряда под действием внутреннего поля ЕВН начинают перемещаться: дырки двигаются по направлению поля, а электроны – против. В результате этого перемещения в p-области скапливаются положительные заряды, а в n-области – отрицательные. Возникает разность потенциалов. Если к такому переходу подключить микровольтметр, то прибор покажет какое-то напряжение, которое и является фото-ЭДС.
Фото-ЭДС – это разность потенциалов, возникающая в результате разделения внутренним полем перехода носителей заряда, образовавшихся за счет электромагнитного облучения перехода.
5 Полупроводниковые диоды
Полупроводниковый диод – это прибор с двумя выводами, принцип действия которого основан на использовании свойств p-n перехода.
Обозначение:
VD
Стрелка
указывает направление прямого тока
.
Диод – это несимметричный p-n
переход. Несимметричность перехода
достигается разной степенью легирования
полупроводников.
5.1 Буквенно-цифровое обозначение (бцо) диодов бцо диодов содержит 4 элемента:
1-й элемент - (буква или цифра) указывает материал полупроводника:
Г (1) – германий (Ge)
К (2) – кремний (Si)
А (3) – соединения галлия (например, арсенид галлия – GaAs)
И (4) – соединения индия (например, фосфид индия – InP)
Буква ставится, если диод предназначен для бытовой аппаратуры. Цифра означает военную приемку, т.е. если диод предназначен для спецтехники.
2-й элемент - (буква) указывает область применения, например:
Д – выпрямительные или импульсные диоды
В – варикапы
Л – свето-диоды
И – туннельные диоды
С – стабилитроны, стабисторы
А – СВЧ – диоды и т.д.
3-й элемент – трехзначное число, так называемая серия.
Серия указывает назначение или электрические свойства диода, например:
(101 ÷ 199) – выпрямительные диоды малой мощности
(201 ÷ 299) – выпрямительные диоды средней мощности
(301 ÷ 399) – мощные выпрямительные диоды
(401 ÷ 499) – ВЧ – диоды
(501 ÷ 599) – импульсные диоды и т.д.
Вторая и третья цифра серии указывают порядковый номер разработки.
4-й элемент – (буква от А до Я) характеризует технологический разброс параметров.
Пример 1: 2Д503Б
2 – кремниевый диод с военной приемкой
Д – импульсный диод (т.к. далее следует цифра 5)
503 – серия
03 – номер разработки
Б – разброс параметров
Пример 2: 3И101А
3 – диод с военной приемкой из арсенида галлия
И – туннельный диод
101 – серия
01 – номер разработки
А – разброс параметров
