2072
.pdf
Rогр
~ u
VL1
Рис. 13.7. Схема включения неоновой лампы
VL1
0
1
2
. . . 
n
К1К2...
а б
Рис. 13.8. Устройство знакового индикаторного прибора (а) и его условное графическое и позиционное обозначения (б)
Электролюминесцентные индикаторы
Электролюминесцентные индикаторы (ЭЛИ) широко применяются в
устройствах отображения информации (рис. 13.9). |
|
||
На металлический электрод 4 |
Люминесцирующий |
|
|
нанесен слой диэлектрика 3 – ор- |
|
||
ганической смолы с люминесци- |
порошок |
|
|
|
|
||
рующим порошком (сульфат цин- |
|
1 |
|
ка). Слой 3 покрыт электропрово- |
|
2 |
|
дящей прозрачной пленкой 2, ко- |
|
||
|
3 |
||
торая закрыта стеклянной пла- |
|
||
~u |
4 |
||
стинкой 1. Если к электродам 2 и |
|||
4 приложить переменное напря- |
|
|
|
жение, то под действием электри- |
|
|
|
ческого поля в слое 3 возникает |
Рис. 13.9. Устройство электролюминес- |
||
свечение. |
центного индикатора: 1 – стеклянная плас- |
||
Электрод 2 обычно сделан из |
тина; 2 – электропроводящая прозрачная |
||
оксида олова и является сплош- |
пленка (оксид олова); 3 – слой диэлектрика, |
||
ным, а электрод 4 выполняют в |
покрытый электролюминесцирующим по- |
||
рошком (сульфат цинка); 4 – металличес- |
|||
виде цифр, букв, сегментов или |
|||
кий электрод, выполненный в виде цифры, |
|||
точек для получения знаков опре- |
буквы и т.п. |
|
|
деленной формы.
Срок службы ЭЛИ – несколько тысяч часов, рабочая температура – от минус 40 до 50 С. Достоинство – малый ток потребления при достаточно высокой яркости. Недостаток – сложная схема управления.
Жидкокристаллические индикаторы
Жидкокристаллические индикаторы (ЖКИ) основаны на использовании свойств жидких кристаллов. Они прозрачны для световых лучей, но
161
под действием электрического поля с напряженностью Е = 2 – 5 кВ/см кристаллическая структура их нарушается, молекулы располагаются беспорядочно и жидкость становится прозрачной.
ЖКИ широко применяются в наручных электронных часах (рис. 13.10). Жидкий кристалл толщиной 10 – 20 мкм расположен между стеклянными пластинами 1 и 3. Пластина 3 покрыта проводящим зеркальным слоем 5.
Световой поток |
|
|
Напряжение |
подает- |
||||
|
1 |
ся на электрод 5 и на ка- |
||||||
10-20 мкм |
|
|
кой-либо |
из |
электродов |
|||
|
|
2 |
А, Б, В. Если на электрод |
|||||
|
А |
Б В |
||||||
|
3 |
В подать напряжение, то |
||||||
|
|
... |
область |
6 |
становится |
|||
|
|
... |
|
|||||
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
.. |
|
непрозрачной |
и |
через |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
пластину 1 станет виден |
||||
4 |
5 |
6 |
|
темный знак. |
|
|
||
Рис. 13.10. Устройство жидкокристаллического индика- |
ЖКИ почти не по- |
|||||||
требляют тока, но имеют |
||||||||
тора: 1 и 3 – стеклянные пластины; 2 – полимерный |
малое |
быстродействие: |
||||||
клей, соединяющий пластины 1 и 3; 4 – жидкий про- |
требуется |
около |
0,2 с, |
|||||
зрачный кристалл; 5 – сплошной зеркальный проводя- |
чтобы |
кристалл |
восста- |
|||||
щий слой; 6 – непрозрачная часть жидкого кристалла, |
||||||||
возникающая в кристалле при появлении электрическо- |
новил свои свойства. |
|||||||
го поля
162
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1.Прянишников В. А. Электроника: Учебник. – СПб.: Корона-принт, 2000. – 416 с.
2.Окидчий Ю. Ф., Глудкин О. П., Гуров А. И. Аналоговая и цифровая электроника: Учебник для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2002. – 768 с.
3.Полупроводниковые приборы: Учебник для вузов / Н. М. Тубов, Б. А. Глебов, Н. А. Чарыков; Под ред. В. А. Лабунцова. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 575 с.
4.Основы промышленной электроники: Учебник для вузов / В. Г. Герасимов, О. М. Князьков, А. Е. Краснопольский, В. В. Сухоруков; Под ред. В. Г. Герасимова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989.
5.Бурков А. Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. трансп. – М.: Транспорт, 2001. – 464 с.
6.Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш.
шк., 1991. – 622 с.
7.Лачин В. И., Савёлов Н. С. Электроника: Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2002. – 576 с.
8.Прохончуков С. Р., Кравец О. Я. Основы электроники: Курс лекций. – Воронеж: Центрально-черноземное книжное изд-во, 2000. – 189 с.
9.Попов А. П., Кавко В. Г. Основы электроники: Тексты лекций. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 1995. – 152 с.
10.Жеребцов Н. П. Основы электроники. – 5-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. – 352 с.
11.Федосеева Е. О., Федосеева Г. П. Основы электроники и микроэлектроники.
–М.: Искусство, 1990. – 240 с.
12.Ханин Я. И. Основы динамики лазеров. – М.: Наука физматлит, 1999. – 368 с.
13.Технологические лазеры: Справочник: В 2 т. / Г. А. Абильсинтов, В. С. Голубев, В. Г. Гонтарь и др.; Под ред. Г. А. Абильсинтова. – М.: Машиностроение, 1991. –
Т. 1 – 431 с.; Т. 2 – 543 с.
163
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Введение…………………………………………………………………......... |
3 |
1. Классификация электронных приборов………………………………. |
3 |
2. Движение электрона в электрическом и магнитном полях……........ |
4 |
2.1. Движение электрона в электрическом поле в вакууме………………. |
5 |
2.2. Движение электрона в кристаллическом электропроводящем теле. |
|
Электрическая проводимость и сопротивление проводника………… |
8 |
2.3. Движение электрона в магнитном поле в вакууме…………………… |
10 |
2.4. Эффект Холла…………………………………………………………… |
11 |
3.Электропроводность полупроводников……………………………….. 14
3.1.Строение и энергетические уровни атомов. Возбуждение атома, ионизация, рекомендация. Энергетические уровни проводников, полупроводников, диэлектриков…………………………………………….. 14
3.2.Электропроводность беспримесных полупроводников. Генерация
пар подвижных носителей зарядов (электронов и дырок)…………… |
16 |
3.3. Электропроводность примесных полупроводников. Донорные и ак- |
|
цепторные примеси……………………………………………………… |
18 |
3.4. Дрейфовый и диффузный токи в полупроводниках………………….. |
20 |
4. Электронно-дырочный переход………………………………………… |
20 |
4.1. Образование электронно-дырочного перехода в кристалле полупро- |
|
водника. Потенциальный барьер при отсутствии внешнего электри- |
|
ческого поля……………………………………………………………... |
20 |
4.2. Электронно-дырочный переход при прямом напряжении…………... |
23 |
4.3. Электронно-дырочный переход при обратном напряжении………… |
25 |
4.4.Вольт-амперная характеристика электронно-дырочного перехода. Пробой перехода (лавинный, полевой, тепловой). Емкость
р–n-перехода……………………………………………………………... 26
5.Полупроводниковые диоды……………………………………………... 31
5.1.Устройство, характеристики и параметры выпрямительных полу-
проводниковых диодов…………………………………………………. 31
5.2.Стабилитроны. Характеристики, параметры и применение…………. 35
5.3.Импульсные диоды……………………………………………………... 38
5.4. Туннельные диоды……………………………………………………… 56
5.5.Варикапы………………………………………………………………... 64
5.6.Обозначение диодов……………………………………………………. 65
6.Транзисторы………………………………………………………………. 65
6.1.Биполярные транзисторы и их структура……………………………... 65
6.2. |
Физические процессы в биполярном транзисторе…………………… |
67 |
6.3. |
Статистические характеристики биполярных транзисторов………… |
70 |
6.4.Усиление сигнала биполярным транзистором………………………... 73
6.5.Полевые транзисторы…………………………………………………... 75
164
6.6.Однопереходные транзисторы: устройство, принцип действия, ВАХ
ипараметры……………………………………………………………… 84
7.Тиристоры……………………………………………………………......... 90
7.1.Устройство, принцип действия и вольт-амперная характеристика тиристора………………………………………………………………… 90
7.2.Симметричный тиристор (симистор)………………………………….. 95
7.3.Основные параметры тиристоров……………………………………... 98
8.Полупроводниковые терморезисторы, термоэлектрические преоб-
разователи и фотоэлектрические приборы………………………… |
98 |
8.1. Полупроводниковые терморезисторы (термисторы)………………… |
98 |
8.2. Термоэлектрические полупроводниковые преобразователи………… |
99 |
8.3.Полупроводниковые фотоэлектронные приборы…………………….. 100
9.Силовые транзисторы……………………………………………………. 113
9.1.Биполярные транзисторы с изолированным затвором……………….. 113
9.2. Статический индукционный транзистор……………………………… 116
10.Электровакуумные приборы…………………………………………... 117
10.1.Общие сведения, классификация…………………………………….. 117
10.2.Устройство электровакуумного диода. Виды электронной эмис-
сии. Термокатоды……………………………………………………….. 118
10.3.Физические процессы в двухэлектродной лампе–диоде. Закон сте-
пени трех вторых………………………………………………………... 121
10.4.Вакуумный триод: устройство и принцип действия, параметры и характеристики…………………………………………………………... 122
10.5.Тетрод: конструкция, принцип действия, характеристики…………. 127
10.6.Пентод: устройство, принцип действия…………………………….... 129
11.Электронно-оптические приборы…………………………………….. 130
11.1.Электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением лучом……………………………………………………………………... 130
11.2.Электронно-лучевая трубка с магнитным управлением лучом……. 133
11.3.Кинескопы. Принцип получения на экране кинескопа оптического изображения……………………………………………………………... 135
11.4.Передающие телевизионные электронно-лучевые трубки…………. 138
11.5.Электровакуумные фотоэлектронные приборы…………………….. 140
11.6.Фотоумножитель: устройство, принцип действия………………….. 143
12.Квантовая электроника………………………………………………… 146
12.1. Физические основы лазерного излучения…………………………… 146
12.2.Принцип работы лазера……………………………………………….. 147
12.3.Свойства лазерного излучения……………………………………….. 148
12.4.Основные типы лазеров……………………………………………….. 149
12.5.Применение лазерного излучения……………………………………. 151
13.Газоразрядные приборы………………………………………………... 151
165
13.1. Электрический разряд в газе. Самостоятельный, несамостоятель-
ный разряды……………………………………………………………… 151
13.2.Вольт-амперная характеристика газотрона………………………….. 153
13.3.Распределение потенциала между электродами в газоразрядном приборе. Катодное падение напряжения………………………………. 155
13.4.Коронный, высокочастотный, искровой разряды…………………… 156
13.5.Газоразрядные стабилитроны………………………………………… 157
13.6.Тиратроны тлеющего разряда (с холодным катодом)……………..... 158
13.7.Индикаторные приборы………………………………………………. 160 Библиографический список………………………………………………... 163
166
Учебное издание
Попов Анатолий Петрович, Степанов Владимир Исаакович
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебное пособие
Редактор И. Г. Кузнецова
Подписано к печати .
Формат 60×90 1/16. Бумага писчая. Оперативный способ печати. Гарнитура Таймс. Усл. п. л. уч.-изд. л. Тираж экз. Заказ . Цена договорная.
Издательство СибАДИ. 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
Отпечатано в ПЦ издательства СибАДИ. 644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
167