
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1.1. Свойства электрона
- •1.2. Виды электронной эмиссии
- •Глава 2 ИОННЫЕ ПРИБОРЫ
- •2.1. Вольт-амперная характеристика газового разряда
- •2.2. Стабилитроны
- •2.3. Неоновые лампы
- •2.4. Тиратроны
- •2.5. Разрядники
- •Глава 3 ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ
- •3.1. p-n переход и его свойства
- •3.2. Общие сведения о полупроводниковых диодах
- •3.3. Выпрямительные диоды
- •3.4. Опорные диоды
- •3.5. Варикапы
- •3.6. Туннельные диоды
- •3.7. Биполярные транзисторы
- •3.8. Полевые транзисторы
- •3.9. Составные транзисторы
- •3.10. Нагрузочный режим работы транзистора
- •3.11. Тиристоры
- •3.12. Полупроводниковые фотоприборы
- •3.13. Терморезисторы
- •3.14. Правила монтажа и эксплуатации полупроводниковых приборов
- •4.1. Ионные цифровые и знаковые индикаторы
- •4.2. Полупроводниковые индикаторы
- •4.3. Жидкокристаллические индикаторы
- •Глава 5 ВЫПРЯМИТЕЛИ И СГЛАЖИВАЮЩИЕ ФИЛЬТРЫ
- •5.1. Общие сведения о выпрямителях
- •5.2. Однофазные схемы выпрямления
- •5.3. Трёхфазные схемы выпрямления
- •5.4. Условно-многофазные вентильные схемы выпрямления
- •5.5. Управляемые выпрямители
- •5.6. Сглаживающие фильтры
- •5.7. Коммутация в выпрямителях
- •Глава 6 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ИНВЕРТОРЫ
- •6.1. Общие сведения о преобразователях
- •6.2. Зависимые инверторы
- •6.3. Реверсивные преобразователи
- •Глава 7 ЭЛЕКТРОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ
- •7.1. Общие сведения об усилителях
- •7.2. Режимы работы усилительных элементов
- •7.3. Обратные связи в усилителях
- •7.4. Каскады предварительного усиления
- •7.5. Выходные каскады
- •7.6. Многокаскадные усилители
- •7.7. Операционные усилители
- •7.8. Общие сведения об автогенераторах
- •7.9. Связанные контуры
- •7.10. Автогенераторы типа LC
- •7.11. Трёхточечные автогенераторы
- •7.13. Стабилизация частоты генераторов
- •Глава 8 МИКРОЭЛЕКТРОНИКА
- •8.1. Общие сведения об интегральных микросхемах
- •8.2. Классификация и маркировка интегральных микросхем
- •8.3. Область применения аналоговых ИМС
- •8.4. Область применения цифровых ИМС
- •8.5. Система обозначений интегральных микросхем
- •Глава 9 ОСНОВЫ ИМПУЛЬСНОЙ ТЕХНИКИ
- •9.1. Электрические импульсы и их параметры
- •9.2. Цепи формирования импульсов и ограничители
- •9.3. Работа транзисторов в ключевом режиме
- •9.4. Общие сведения об импульсных генераторах
- •9.5. Работа транзистора в импульсном режиме
- •9.6. Мультивибраторы
- •9.7. Мультивибраторы в интегральном исполнении
- •9.8. Триггеры
- •9.9. Блокинг-генераторы
- •9.10. Импульсные усилители
- •Глава 10 ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
- •10.1. Общие сведения о логических элементах
- •10.2. Основные логические элементы и функции
- •10.3. Комбинированные логические элементы
- •10.4. Логические элементы в интегральном исполнении
- •10.5. Триггеры на логических элементах
- •10.6. Счётчики
- •Глава 11 ДАТЧИКИ И РЕЛЕ
- •11.1. Датчики
- •11.2. Реле
- •Глава 12 ЗАЩИТА ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ
- •12.1. Бесконтактные защиты тиристорных устройств
- •12.2. Защита от перенапряжений
- •12.4. Стабилизаторы напряжения и тока
- •Список литературы
- •СОДЕРЖАНИЕ

большеенапряжениеприходитсянадиод, имеющиймаксимальноезна- |
|
чениеRобр, чтоможетпривестикегопробою, азатемикпробоювсех |
|
диодов цепи. Для устранения этого каждый диод шунтируют вы- |
|
сокоомным резистором Rш (рис. 3.13). Сопротивление Rш выбирают |
|
так, чтобы ток, протекающий через цепь шунтирующих резисторов, |
|
был в 5–10 раз больше обратного тока в цепи диодов. |
|
Если ток нагрузки превышает обратный ток диода, диоды со- |
|
единяют параллельно (рис. 3.14). Чтобы избежать неравномерного |
|
распределения тока между диодами из-за неравенства их сопротив- |
|
лений, при прямом включении подбирают диоды с одинаковыми |
|
прямыми ветвями вольтамперной характеристики или включают |
|
последовательно с каждым диодом балластное сопротивление Rб. |
|
3.4. Опорные диоды |
|
Опорные диоды приме- |
|
няются для поддержания |
|
постоянного напряжения |
|
(стабилизации напряже- |
|
ния) в схемах, где выпрям- |
|
ленное напряжение может |
|
изменяться. Эти диоды по- |
|
лучили название стаби- |
Рис. 3.15. Схемастабилизациинапряжения |
литронов. |
|
На рис. 3.15 приведена |
|
схема стабилизации напря- |
|
жения. Резистор Rб балла- |
|
стное сопротивление. На |
|
него сбрасывается избыток |
|
напряжения. |
|
Отличительная особен- |
|
ность вольт-амперной ха- |
|
рактеристикиэтогодиода— |
|
относительное постоянство |
|
напряжения, создаваемое на |
|
диоде после наступления |
|
электрическогопробоя(рис. |
|
3.16 участок АБ). |
Рис. 3.16. Вольт-ампернаяхарактеристика |
|
опорногодиода |
|
39 |

В германиевых диодах электрический пробой очень быстро пе- |
|||||
реходит в тепловой. Поэтому опорные диоды изготавливаются на |
|||||
основекремния, выдерживающегоболеевысокиетемпературы. Для |
|||||
стабилизации большого напряжения можно включать последова- |
|||||
тельно несколько однотипных опорных диодов. |
|
||||
Прецизионные термокомпенсированные стабилитроны. В этих |
|||||
приборах обычно используются три последовательно соединён- |
|||||
ных p-n перехода. Один из них — стабилизирующий, включается |
|||||
в обратном направлении, а два других — термокомпенсирующие, |
|||||
включающиеся к прямом направлении. Стабилизирующий переход |
|||||
работает в режиме лавинного пробоя. С повышением температуры |
|||||
напряжение на нём растёт. Одновременное прямое напряжение на |
|||||
двух термокомпенсирующих переходах уменьшается. Общее напря- |
|||||
жение на стабилитроне изменяется незначительно. |
|
||||
|
3.5. Варикапы |
|
|
||
Варикапы — это полупроводниковые диоды, действие которых |
|||||
основано на использовании зависимости ёмкости p-n перехода от |
|||||
обратного напряжения. Варикап предназначен для применения в |
|||||
качестве элемента с электрически управляемой ёмкостью. Варика- |
|||||
пы называют также параметрическими диодами. |
|
||||
Варикапы включают в обратном направлении (рис. 3.17, а), т.к. |
|||||
при прямом смещении ёмкость p-n перехода шунтируется его ма- |
|||||
лым сопротивлением. Последовательно с варикапом включают |
|||||
а |
б |
Q |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rб |
|
|
|
|
|
Uст |
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
Rобр |
Cбар |
|
|
А |
К |
|
|
|
|
||
|
Qвmin |
|
ω |
|
|
|
|
0 ωв |
|
|
|
|
|
ωопт |
ωв |
|
|
|
Рис. 3.17. Варикап |
|
|
||
а — эквивалентная схема; б — зависимость добротности варикапа |
|||||
от частоты; в — условное графическое обозначение варикапа |
|
||||
|
|
|
|
|
40 |

высокоомный резистор R, уменьшающий шунтирование ёмкости варикапа внутренним сопротивлением источника питания.
Вольт-фарадная характеристика варикапа представлена на (рис. 3.17, б). Один из основных параметров варикапа — общая ёмкость варикапа Св, включающая барьерную ёмкость и ёмкость корпуса, т.е. ёмкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении.
К варикапам предъявляются следующие требования: обеспечение высокой добротности прибора; максимальный диапазон изменения ёмкости при изменении обратного напряжения; повышение максимальной ёмкости.
На рис. 3.17, в представлено условное графическое обозначение варикапа.
3.6. Туннельные диоды
Дляизготовлениятуннельныхдиодовприменяютполупроводниковый материал (германий, арсенид галлия) с большой концентрацией примесей (до 1019 примесных атомов в 1 см3; в полупроводниках обычных диодов концентрация примесей не превышает 1015 в 1 см3). Полупроводникистакимбольшимсодержаниемпримесейпревращаются в полуметаллы и называются вырожденными; они обладаютвбольшейстепенисвойствамиполупроводников. Электроныв вырожденных полупроводниках ведут себя, как в металлах.
Туннельный эффект заключается в туннельном прохождении тока черезp-n переход. Приэтомтокначинаетпроходитьчерезp-n переход при напряжении, значительно меньшем контактной разности потенциалов. Достигается туннельный эффект созданием очень тонкого обеднённого слоя, который в туннельном диоде достигает 0,01 мкм. При таком тонком обеднённом слое в нём даже при напряжении 0,6—0,7 В напряжённость поля достигает (5—7)105 В/см. При этом через такой узкий p-n переход протекает значительный ток.
Этот ток проходит в обоих направлениях, только в области прямого смещения ток сначала растёт, а достигнув значения Imax при напряженииU1, довольнорезкоубываетдоImin принапряженииU2. Снижение тока связано с тем, что с ростом напряжения в прямом направленииуменьшаетсячислоэлектронов, способныхсовершить туннельный переход. При напряжении U2 число таких электронов становится равным нулю и туннельный ток исчезает.
41

а |
|
б |
Lп |
|
С |
А |
|
В |
|
||
Imax |
|
|
|
|
|
C |
G |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K |
|
|
|
|
|
rп |
|
Б |
|
|
|
Imin |
|
в |
А |
К |
|
|
|
||||
L |
|
U |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 3.18. Туннельный диод: |
|
|
|
а — вольт-амперная характеристика; б — схема замещения; в — условное |
|||||
графическое обозначение туннельного диода |
|
||||
При дальнейшем повышении напряжения выше U2 |
прохожде- |
||||
ние прямого тока такое же, как у обычного диода, и определяется |
|||||
диффузией. |
|
|
|
|
|
Вольт-амперная характеристика туннельного диода приведена |
|||||
на рис. 3.18, а. На ней можно выделить три основных участка: на- |
|||||
чальный участок роста тока (0А); участок спада тока (АБ); участок |
|||||
дальнейшего роста тока (БВ). Очевидно, что на падающем участке |
|||||
АБ положительному приращению напряжения соответствует отри- |
|||||
цательное приращение тока. Поэтому на данном участке туннель- |
|||||
ный диод обладает отрицательным сопротивлением. |
|
||||
Схемазамещениятуннельногодиодаввыбраннойрабочейточкена |
|||||
участкеотрицательногосопротивлениядлямалогосигналаимеетвид, |
|||||
приведённыйнарис. 3.18, б. НаэтойсхемеС— общаяёмкостьдиодав |
|||||
точкеминимумавольт-ампернойхарактеристики; G — отрицательная |
|||||
проводимостьнападающемучастке; Rп— последовательноесопротив- |
|||||
лениепотерь; L — индуктивностьвыводов. Нарис. 3.18, вусловноегра- |
|||||
фическоеобозначениетуннельногодиода. |
|
|
|
||
|
|
Маркировка диодов |
|
|
|
Маркировкадиодов, разработанныхпосле1964 года, предусмат- |
|||||
ривает семь символов. Первый символ — буква (для приборов об- |
|||||
щего назначения) или цифра (для приборов специального назначе- |
|||||
ния), указывает исходный полупроводниковый материал, из ко- |
|||||
|
|
|
|
|
42 |