- •Частина і. Базові визначення, параметри та характеристики електронних систем
- •Електричні інформаційні сигнали та типові системи їх обробки
- •Частина іі. Активні компоненти електронних систем
- •Електронно-дірковий перехід - базова напівпровідникова структура твердотілих компонентів
- •Напівпровідникові діоди та їх використання
- •Біполярні транзистори
- •Польові транзистори
- •Інтегральні мікросхеми
- •Оптоелектронні напівпровідникові прилади
- •Частина ііі. Функціональні пристрої електронних систем
- •Електронні підсилювачі
- •Генератори незатухаючих електричних коливань та формувачі імпульсів
- •Вторинні джерела живлення
- •Передмова
- •1.2 Компоненти електронних систем
- •1.2.1 Класифікація
- •1.2.2 Пасивні компоненти
- •1.2.3 Активні компоненти – електронні прилади
- •1.3 Типові процеси обробки еіс
- •1.4 Аналіз електронних пристроїв за постійним струмом,
- •1.5 Відносні та логарифмічні коефіцієнти підсилення
- •1.6 Типові схемні елементи електронних систем
- •1.6.1 Класифікація
- •1.6.2 Подільники напруги
- •1.6.3 Генератори напруги та струму
- •1.6.4 Моделювання електронних пристроїв
- •1.6.5 Дослідження диференціюючих rc-схем
- •1.6.5.2 Амплітудно-частотна характеристика диференціюючих схем
- •6.6 Дослідження інтегруючих rc-схем
- •1.6.6.2 Амплітудно-частотна характеристика інтегруючих схем
- •1.7 Радіотехніка, електроніка та радіоелектроніка
- •1.8 Аналогові та цифрові системи
- •1.9 Нова філософія сучасної техніки
- •1.10 Початкові засади електроніки та схемотехніки
- •1.11 Поточний самоконтроль
- •1.11.1 Завдання для дослідження схем в ms
- •1.11.2 Контрольні запитання
- •Частина іі. Активні компоненти електронних систем Розділ 2. Електронно-дірковий перехід – базова напівпровідникова структура твердотілих компонентів
- •2.1 Класифікація речовин за провідністю
- •2.2 Дрейфовий та дифузійний струми власних напівпровідників
- •2.3 Домішкові напівпровідники
- •2.4 Визначення та класифікація електричних переходів
- •2.5 Електронно-дірковий перехід в стані рівноваги
- •2.6 Пряме та зворотне вмикання едп
- •2.7 Вольт-амперна характеристика ідеалізованого едп
- •2.8 Ємнісні властивості p-n переходу
- •2.9 Пробій p-n переходу
- •2.10 Перехід метал-напівпровідник
- •2.11 Особливості р-n переходів та їх використання для побудови компонентів електронних систем
- •2.12 Поточний самоконтроль
- •2.12.1 Тестові контрольні запитання.
- •Розділ 3. Напівпровідникові діоди та їх використання
- •3.1 Визначення, структура та класифікація
- •3.2 Вольт-амперна характеристика нд
- •3.3 Параметри нд
- •3.4 Електрична модель та частотні властивості нд
- •3.5 Основні види пробою нд
- •3.6 Основні типи діодів та електронні пристрої на їх основі
- •3.6.1 Випрямні діоди та випрямлячі
- •3.6.2 Високочастотні діоди
- •3.6.3 Імпульсні діоди та ключі
- •3.6.4 Напівпровідникові стабілітрони
- •3.6.5 Обмежувачі амплітуди
- •3.6.6 Варикапи та пристрої електронного регулювання частоти
- •3.8 Діоди Шотткі
- •3.8 Поточний самоконтроль
- •3.8.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •3.8.2 Контрольні запитання
- •Розділ 4. Біполярні транзистори
- •4.1 Структури, режими та схеми вмикання
- •4.2 Фізичні процеси в бт
- •4.3 Статичні характеристики бт
- •4.3.1 Статичні характеристики бт із се
- •4.3.2 Статичні характеристики бт із сб
- •4.4 Температурний дрейф характеристик бт
- •4.5 Підсилення потужності еіс за допомогою бт
- •4.6 Графоаналітичний метод аналізу та розрахунку
- •4.7 Динамічні властивості бт
- •4.8 Ключовий режим бт
- •4.9 Порівняльний аналіз трьох схем вмикання бт
- •4.10 Власні шуми та шумові параметри транзисторів
- •4.11 Температурний режим та пробій бт
- •4.12 Основні типи бт
- •4.13 Поточний самоконтроль
- •4.13.1 Завдання для моделювання та дослідження схем
- •4.13.2 Контрольні запитання
- •Розділ 5. Польові транзистори
- •5.1 Типи польових транзисторів
- •5.2 Польовий транзистор з керувальним p-n‑переходом
- •5.3 Підсилювач з автоматичним зміщенням на пт
- •5.4 Польові транзистори з ізольованими затворами
- •5.5 Ключовий режим мдн-транзисторів
- •5.6 Температурні залежності та шуми пт
- •5.7 Класифікація та особливості використання пт
- •5.8 Порівняння польових та біполярних транзисторів
- •5.9 Поточний самоконтроль
- •5.9.2 Контрольні запитання
- •Розділ 6. Інтегральні мікросхеми
- •6.1 Особливості імс як активних компонентів
- •6.2 Класифікація інтегральних мікросхем
- •6.3 Аналогові інтегральні мікросхеми
- •6.3.1 Основні типи аіс
- •6.3.2 Схеми стабілізації режиму а іс
- •6.3.3 Схеми зсуву рівнів напруг
- •6.4 Однокаскадні багатоцільові підсилювачі
- •6.5 Диференціальні підсилювачі
- •6.6 Операційні підсилювачі
- •6.6.1 Особливості оп
- •6.6.2 Інвертувальна схема вмикання оп
- •6.6.3 Неінвертувальна схема вмикання оп
- •6.6.4 Імпульсний режим оп
- •6.7 Поточний самоконтроль
- •6.7.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •6.7.2 Контрольні запитання
- •Розділ 7. Оптоелектронні напівпровідникові прилади
- •7.1 Особливості оптоелектроніки
- •7.2 Джерела оптичного випромінювання
- •7.2.1 Люмінесценція
- •7.2.2. Електролюмінесцентні індикатори
- •7.2.3 Випромінювальні діоди
- •7.3 Фотоелектричні напівпровідникові
- •7.3.1 Внутрішній фотоефект
- •7.3.2 Фоторезистори
- •7.3.3 Фотодіоди
- •7.3.4 Фототранзистори
- •7.4 Оптрони та оптоелектронні імс
- •7.5 Поточний самоконтроль
- •7.5.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •7.5.2 Контрольні запитання
- •Частина ііі. Функціональні пристрої електронних систем Розділ 8. Електронні підсилювачі
- •8.1 Визначення, структурні схеми
- •8.2 Основні характеристики та параметри еп
- •8.3 Підсилювачі з резистивно-ємнісним зв`язком
- •8.3.1 Особливості підсилювачів з резистивно-ємнісним зв`язком
- •8.2.2 Амплітудно-частотна та перехідна характеристики
- •8.3.3 Корекція лінійних та нелінійних спотворень
- •8.4 Зворотний зв`язок та його використання
- •8.4.1 Визначення та класифікація
- •8.4.2 Вплив зворотного зв`язку на основні параметри еп
- •8.4.3 Паразитні зворотні звязки в підсилювачах
- •8.5 Підсилювачі постійного струму
- •8.5.1 Визначення та класифікація
- •8.5.2 Підсилювачі постійного струму з безпосереднім зв`язком
- •8.5.3 Підсилювачі постійного струму
- •8.6 Вибірні (селективні) підсилювачі
- •8.6.1 Визначення та класифікація
- •8.6.2 Резонансні підсилювачі
- •8.6.3 Підсилювачі з частотно–залежним зворотним зв'язком
- •8.7 Підсилювачі потужності
- •8.7.1 Особливості побудови та класифікація
- •8.7.2 Безтрансформаторні підсилювачі потужності
- •8.8 Завдання для самоконтролю
- •8.8.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •8 .8.2 Контрольні запитання
- •Розділ 9. Генератори незатухачих електичних коливань та формувачі імпульсів
- •9.1 Визначення, умови самозбудження
- •9.2 Генератори гармонічних коливань
- •9.2.2 Низькочастотні rс –генератори
- •9.2.3 Стабілізація частоти коливань в автогенераторах
- •9.3 Автоколивальні мультивібратори
- •9.4 Загальмовані мультивібратори
- •9.5 Формувачі лінійно-змінної напруги
- •9.6 Завдання для самоконтролю
- •9.6.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •9.6.2 Контрольні запитання
- •Розділ 10. Вторинні джерела живлення електронних систем
- •10.1 Особливості енергетичної (силової) електроніки
- •10.2 Основні типи випрямлячів
- •10.3 Згладжувальні фільтри
- •10.3.1 Пасивні фільтри
- •10.3.2 Активні фільтри
- •10.4 Стабілізатори напруги
- •10.4.1 Параметричні стабілізатори напруги
- •10.4.2 Компенсаційні стабілізатори напруги
- •10.5 Завдання для самоконтролю
- •10.5.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms
- •10.5.2 Контрольні запинтання
- •Список рекомендованої літератури
1.9 Нова філософія сучасної техніки
Навчальні дисципліни радіоелектронного спрямовування вивчаються студентами на перших курсах навчальних закладів. Навіть до кінця навчання слід чекати суттєвих кроків по вдосконаленню ЕС, розробці нових програмних та апаратних методів обробки ЕІС.
Багато років суспільство сповідувало принцип: краще те, що найбільше в світі. Досягнення та широке впровадження сучасних приладів, пристроїв та систем радіоелектороніки свідчать щодо домінування нової філософії сучасної техніки: реалізація максимальних функцій в мінімальному обсязі. Вершинним проявом досягнення таких задач виявляється нанотехнологія.
Традиційна електроніка створюється завдяки мікротехнології, яка дозволяє формувати елементи мікроелектронних розмірів. Впроваджується також нанотехнологія (від грец. нанос – карликовий), за якою виготовляють деталі розмірами близько нанометра. У той час, як деталі мікроелектроніки являють собою масиви з міліардів атомів, нанотехнологія синтезує речовини або прилади впорядкованим складанням “деталей” з окремих атомів.
Розвивались та продовжують вдосконалюватись мікробіологія, мікроелектроніка, мікроприладобудування, але піднявшись в дослідженнях сходинкою вверх, в наносвіт, учені зрозуміли – там існує зовсім інший світ із можливостями, що значно перевищують усе те, про що тільки могли мріяти вчені та інженери. Часточки 1...10 нанометрів мають унікальні хімічні, фізико-технічні та фізичні властивості. Уже тепер можна стверджувати: розвиток техніки управління нанорозмірами дозволить змінити світ.
На межі двох тисячоліть людство вступило в нову епоху – в епоху нанотехнологій, наноматеріалів та нанопристроїв.
Не нівелюючи жодним чином сьогоднішні результати, пов`язані з впровадженням нанокомпозицій у медицині, харчовій промисловості, широкому застосуванню надтонких шарів, можна стверджувати, що магістральна лінія розвитку нанотехнологій – створення наноелектронних приладів, насамперед транзисторів та інтегральних схем, із багатоплановою номенклатурою використання в обчислювальній і мікрохвильовій техніці, метрології, вимірювальній техніці, сонячних батареях, дисплеях, великих екранах. Такі прилади дозволяють освоювати хвилі терагерцового діапазону, які охоплюють частоти від 100 ГГц до 10 ТГц, а відтак - створювати принципово нові системи радіозв`язку, радіолокації, радіонавігації, біології, медицини, контролю навколишнього середовища та криміналістики. Створюються теравізори для виявлення різноманітних сторонніх предметів. Завдяки освоєнню терагерцових хвиль стає можливим в практиці медицинської діагностики замінити небезпечні рентгенівські апарати
Теоретично вважається, що нанотехнологія дозволить створювати будь–які вироби: від обчислювальних машин надвисокої продуктивності – до штучних органів людини, від конструкційних матеріалів з недоступними сьогодні властивостями до високоякісних продуктів харчування та одягу. Як перший етап становлення та розвитку нанотехнології розглядається сучасна біотехнологія.
Методи кількісного прогнозування описують майбутнє,яке фактично є продовженням або екстраполяцією минулого. Це суттєво обмежує можливості таких методів. Насамперед тому, що ми живемо у світі, в якому постійно відбуваються якісно нові події, не властиві минулому, і тому їх не можна враховувати в ретроспективних даних. До них належать різні зламо- та стрибкоподібні зміни, які відбуваються з величезною швидкістю. Це вже спостерігається завдяки впровадженю нанотехнологій.
Поданий вище матеріал дає всі підстави вважати, що студент, вивчивши сучасну компонентну базу та принципи побудови ЕС, в період досягнення творчого підйому (тобто через 10 – 15 років), буде експлуатувати та створювати принципово нову апаратуру і системи обробки інформації. В той же час можна стверджувати: - електронні системи залишаться найбільш досконалими; - базою для створення нових компонентів та ЕС зостануться принципи керування електронними потоками, принципи, які реалізуються за допомогою сучасних активних компонентів. Щоб бути готовим для подальшої творчої роботи, пропоную ретельно вивчити прилади твердотілої електроніки, описані нижче. В той же час раджу повернутись до матеріалу цього розділу, який необхідно не тільки вивчити але осмислити, зробити зручним інструментом для поглибленого вивчення сучасних активних компонент.
Із класичної економічної теорії відомо, що традиційними чинниками виробництва були земля, капітал і праця. У сучасних виробничих умовах великого значення набувають нові знання, які стають найважливішим виробничим чинником, що вимагає впровадження якісно нових методів підготовки інженерів та науковців.
