Электроника. Конспект лекций

Литература

1. 1. Гусев В. Г., Гусев В. М. Электроника. – М.: Высшая школа, 1991. – 622 с.

2. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника. – М.: "Гелиос АРВ" 2002. -304 с.

3. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника. – Ростов-на-Дону. "Феникс" 2004.- 576 с.

4. Уткин Г.М. Проектирование радиопередающих устройств СВЧ: Учеб. пособие для вузов. – М. Советское радио, 1979. – 320 с.

5. Суэмацу Я. и др. Основы оптоэлектроники. – М.: Мир, 1988. – 288 с.

6. Юдин В.И., Володько А.В., Краснов Р.П., Останков А.В. Волоконно-оптические линии связи. – Воронеж: Междунар. инс-т компьютерных технологий, 2009. – 163 с.

Лекция 1.

Электроника занимается изучением принципов действия, характеристик, параметров, моделей и особенностей использования полупроводниковых и электровакуумных приборов.

► Характеристика — зависимость одной величины от другой.

►Параметр — некая величина в числовом выражении.

►Модель — аналогичное устройство, более удобное для изучения.

Получаемые знания необходимы при разработке, ремонте и эксплуатации электронных устройств звуко-и видеотехники, а также являются основой для дальнейшего изучения специальных дисциплин.

Электронные приборы применяются как элементы радиоэлектронной аппаратуры, не подлежащие разборке и ремонту. В основе их функционирования лежат процессы, происходящие при непосредственном участии электронов. Электронные приборы можно разделить на полупроводниковые (твердотельные) и электровакуумные. Электровакуумные приборы делятся на электронные (движение электронов в вакууме) и ионные, или газоразрядные (электрические разряды в газе или паре).

►Микроэлектроника — раздел электроники, занимающийся разработкой, исследованием и изучением принципов работы интегральных микросхем (ИМС).

►Полупроводниками называются вещества, занимающие промежуточное положение между проводниками и диэлектриками по удельной электропроводности.

Полупроводники могут быть элементами (Si, Ge и др.) и соединениями (GaAs).

Полупроводники являются кристаллическими веществами, то есть имеют кристаллическую решётку, атомы в которой связаны ковалентными связями. Эти связи образуются за счёт валентных электронов (электронов, находящихся на внешней оболочке ядра).

► Процесс возникновения пары «свободный электрон — дырка» называется генерацией. Обратный процесс — рекомбинацией.

ΔW = W_П -W_В - ширина запрещённой зоны.

► Зона образуется электронами, имеющими близкие значения энергии.

Для проводника ΔW =0.

Для диэлектрика ΔW >4 эВ.

У полупроводников ΔW <4 эВ. ΔWsi = 1,1 эВ, ΔWGe = 0,7 эВ.

Проводимость полупроводников сильно зависит от внешних воздействий. Может быть определена по формуле

где e — элементарный заряд, n — концентрация свободных электронов, p — концентрация дырок. μ — подвижность.

где — средняя скорость движения, Е — напряжённость поля, вызвавшего это движение.

► Полупроводники без примесей называются собственными.

При увеличении температуры на 10°C проводимость возрастает в два-три раза.

Собственные полупроводники применяются крайне редко. В боль-шинстве полупроводниковых приборов применяются примесные по-лупроводники. Для полупроводников четвёртой группы системы Менделеева (Si, Ge) в качестве примесей применяются элементы третьей группы (Al, B, In) или пятой группы (As, Sb, P).