Добавил:
Upload
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:ФОЭ-И-23,24 бн 2014 г / Электроника УрТИСИ Копи.ppt
X
- •ГОУ ВПО «СибГУТИ» УрТИСИ
- •Дисциплина учебного плана
- •Область науки и техники, занимающаяся разработкой методов создания электронных приборов и устройств, которые
- •Лекция 1 Введение
- •Цель обучения
- •В результате изучения дисциплины студенты должны:
- •Методическое обеспечение курса
- •Литература
- •Литература
- •Место дисциплины Электроника в учебном плане
- •Специальные диоды
- •Специальные диоды
- •Специальные диоды
- •Специальные диоды
- •Специальные диоды
- •Специальные диоды
- •стабилитроны
- •2.17 Классификация и система
- •2-й элемент – буква – подкласс прибора:
- •3-й элемент – число – основные функциональные возможности прибора:
- •Классификация и система обозначений диодов
- •Диодная сборка
- •Тема 3. Биполярные транзисторы
- •Транзисторы
- •Биполярные транзисторы (далее транзисторы)
- •Физические процессы в транзисторе Транзисторы
- •Физические процессы в транзисторе Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •3.3 Вольт-амперные характеристики транзистора (ВАХ)
- •3.3 Вольт-амперные характеристики транзистора (ВАХ)
- •Модель Эберса-Молла
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •Транзисторы
- •ВАХ схемы общий эмиттер
- •Параметры транзистора
- •Биполярные транзисторы
- •3.5 Инерционные свойства транзисторов
- •Инерционные свойства транзисторов
- •Нарастание тока коллектора происходит в течение
- •За одну постоянную времени τ экспонента нарастает до уровня 0,63·∆Iк.
- •3.6 Шумы транзистора
- •Шумы транзистора
- •3.7 Влияние изменения температуры на ВАХ
- •Влияние температуры
- •3.8Предельные режимы работы транзистора
- •3.9Классификация и система обозначений
- •Классификация и система обозначений
- •Классификация и система обозначений
- •Классификация и система обозначений
- •система обозначений
- •Транзисторы
- •Биполярные транзисторы
- •Эквивалентные схемы замещения транзисторов
- •физическая Т-образная эквивалентная схема
- •Эквивалентная схема для включения транзистора по схеме общий
- •физическая Т-образная эквивалентная схема
- •Эквивалентная схема составлена для постоянного тока. Схему можно распространить и для переменного тока,
- •rэ - дифференциальное сопротивление перехода Э-Б, включенного в прямом направлении.
- •Наличие в схеме реактивного элемента в виде емкости говорит о том, что в
- •Параметры эквивалентной схемы:
- •Генератор тока В·Iб можно заменить генератором напряжения на основании теоремы об эквивалентном генераторе.
- •физическая Т-образная эквивалентная схема
- •Вид транзистора КТ908А
- •Биполярные транзисторы
- •Транзистор как линейный четырехполюсник
- •Транзистор как линейный четырехполюсник
- •Представим четырехполюсник в виде системы линейных дифференциальных уравнений.
- •Введем параметры.
- •Запишем систему уравнений четырехполюсника
- •Упростим электрическую схему четырехполюсника
- •Найдем связь между параметрами
- •связь между параметрами
- •Способы получения h- параметров
- •Способы получения h- параметров с помощью вольт-амперных характеристик.
- •Получение h- параметров с помощью вольт-амперных характеристик
- •h- параметры
- •Первый отечественный транзистор П1
- •Тема 4. Полевые транзисторы
- •полевые транзисторы
- •4.1 Классификация ПТ
- •Классификация ПТ
- •Классификация ПТ
- •4.2 Принцип работы ПТ
- •Электрод, через который в канал втекают носители тока называется исток (и).
- •Принцип работы ПТ
- •Принцип работы ПТ
- •Принцип работы ПТ
- •4.3 Вольт-амперные характеристики ПТ
- •4.3 Вольт-амперные характеристики ПТ
- •Вольт-амперные характеристики ПТ
- •4.4Параметры ПТ
- •Параметры ПТ
- •Возможны три схемы включения полевого
- •4.5Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •Особенность транзисторов данного типа – очень высокое входное сопротивление, поскольку управляющий затвор отделен
- •МДП транзистор со встроенным каналом
- •Встроенный канал
- •МДП транзисторы с индуцированным каналом
- •МДП транзисторы с индуцированным каналом
- •МЕП транзисторы
- •МЕП - транзисторы (металл-полупроводник)
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором
- •4.6 Ячейка памяти на основе МОП-транзистора
- •Ячейка памяти на основе МОП-транзистора
- •ячейка флэш-памяти
- •ячейка флэш-памяти
- •4.7 Модели полевого транзистора
- •Модели полевого транзистора
- •Модели полевого транзистора
- •4.8 Классификация и система обозначений
- •Система обозначений полевого транзистора
- •5.1 Тиристоры
- •Тиристоры
- •5.2 Устройство тиристора
- •Контакт к внешнему p-слою называют анодом, а к внешнему n-слою - катодом. Внутренние
- •Рассмотрим физические процессы в тиристоре, для чего представим его в виде двух биполярных
- •На физические процессы в тиристоре основное влияние оказывают два фактора:
- •5.3 Динистор
- •динистор
- •динистор
- •динистор
- •динистор
- •динистор
- •динистор Динисторы применяются в быстродействующих системах защиты схем, нагрузки от перенапряжения.
- •5.4 Тиристор
- •Тиристоры
- •5.5Симисторы
- •Симисторы
- •Симисторы
- •5.6Классификация и система обозначений
- •Классификация и система обозначений
- •Графическое обозначение тиристоров
- •5.7 Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •Применение тиристоров
- •тиристоры
- •Тема 6. Усилительный каскад на транзисторе
- •Усилители
- •Усилители
- •Усилители
- •Усилители
- •Усилители
- •Усилители
- •Усилители Графическое представление амплитудной характеристики
- •6.2Включение транзистора
- •Включение транзистора в схему усилительного каскада
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Режим работы транзистора
- •Начальный режим работы транзистора
- •Начальный режим работы транзистора
- •Начальный режим работы транзистора
- •Начальный режим работы транзистора
- •Ячейка усилителя на электронных лампах. Вверху виден усилитель в интегральном исполнении,
- •6.3 Методы стабилизации положения РТ
- •Как отмечалось ранее с повышением температуры транзистора его параметры изменяются таким образом, что
- •С повышением температуры транзистора его ток базы увеличивается, ток коллектора также увеличивается на
- •Схема с эмиттерной стабилизацией
- •эмиттерная стабилизация положения РТ
- •эмиттерная стабилизация положения РТ
- •коллекторная стабилизация положения РТ
- •коллекторная стабилизация положения РТ
- •Термокомпенсация положения РТ
- •Термостабилизация
- •Методы стабилизации положения РТ могут применяться совместно и не противоречат друг другу.
- •6.4 Прохождение сигнала через усилительный каскад
- •Подключим ко входу усилителя источник
- •Под действием этих напряжений в цепи базы потечет
- •Входная цепь усилительного каскада или цепь базы транзистора
- •Коллекторная цепь транзистора В коллекторной цепи также течет ток
- •Коллекторная цепь транзистора
- •Коллекторная цепь транзистора
- •Из построения видно:
- •Из построения видно:
- •Из построения следует: амплитудное значение напряжения сигнала равно 10 мВ, амплитудное значение напряжения
- •6.5 Усилительный каскад
- •Усилительный каскад. Назначение элементов
- •Усилительный каскад. Назначение элементов
- •Сопротивление Rэ обеспечивает обратную связь,
- •Усилитель в интегральном исполнении
- •6.6 Параметры усилительного каскада
- •6.6.1 Каскад ОЭ
- •Каскад ОЭ
- •Каскад ОЭ
- •Каскад ОЭ
- •Каскад ОЭ
- •Параметры каскада ОЭ
- •Преобразуем схему согласно условиям
- •Определим параметры каскада
- •параметры каскада
- •Оценим значения параметров
- •6.6.2 Каскад ОБ
- •Эквивалентная схема
- •Параметры усилительного каскада ОБ
- •Параметры усилительного каскада ОБ
- •6.6.3 Каскад ОК
- •Эквивалентная схема
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •Таким образом, каскад ОК имеет следующие
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •6.7 Методы улучшения параметров каскадов
- •Анализ параметров каскадов
- •Эмиттерный повторитель на составном транзисторе схема Дарлигтона
- •Эмиттерный повторитель на составном транзисторе схема Шиклаи
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •Источник тока
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •Параметры каскада ОК
- •Источник напряжения
- •Пример источника напряжения
- •Подключение каскада ОК
- •Параметры каскада
- •Каскад ГСТ
- •Каскад ГСТ
- •Схема «токовое зеркало»
- •Транзистор 2 охвачен 100%-ной обратной связью, т.к. его выход (вывод коллектора) соединен с
- •Каскад ГСТ
- •Усилительный каскад с ГСТ ГСТ включим в коллекторную цепь усилительного
- •Каскад ГСТ
- •Каскад ГСТ
- •Каскад с ГСТ
- •Каскад с ГСТ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Делитель напряжения с элементом, имеющим нелинейную ВАХ
- •Ограничитель напряжения со стабилитроном КС147А
- •На прямой ветви до напряжения 0,6 В диод закрыт. Его сопротивление много больше
- •Образуется делитель напряжения R – rд.
- •На обратной ветви до напряжения Uст стабилитрон также закрыт, его сопротивление много больше
- •Поменяем местами диод и стабилитрон
- •Ограничитель напряжения со стабилитроном КС147А
- •Применение выпрямительных диодов
- •Применение выпрямительного диода
- •Применение выпрямительного диода
- •Применение выпрямительного диода
- •Кристалл интегральной микросхемы
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Бескорпусные транзисторы
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Второй уровень - структурная схема.
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Основы микроэлектроники
- •Кристалл интегральной микросхемы
- •Конструктивно-технологические типы ИМС
- •Конструктивно-технологические типы ИМС
- •Конструктивно-технологические типы микросхем
- •Конструктивно-технологические типы микросхем
- •Конструктивно-технологические типы микросхем
- •Конструктивно-технологические типы микросхем
- •Конструктивно-технологические типы микросхем
- •2. Технологические основы микроэлектроники
- •2. Технологические основы микроэлектроники
- •2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ
- •Технологический цикл разделяют на два больших этапа – обработки пластин и сборочно-контрольной.
- •Технологические приемы создания микросхем
- •Технологические приемы создания микросхем
- •Диффузия примесей – технологическая операция легирования – введение примесей в пластину или эпитаксиальную
- •Основной механизм проникновения примесного атома в кристаллическую решетку состоит в последовательном перемещении по
- •Диффузия
- •Ионное легирование – технологическая операция введения примесей в поверхностный слой пластины или эпитаксиальной
- •Ионное легирование
- •Ионное легирование позволяет создавать слои с субмикронными горизонтальными размерами толщиной менее 0,1 мкм
- •Термическое окисление
- •Термическое окисление
- •Если после окисления удалить маску нитрида и провести неглубокое легирование донорами, то получим
- •Травление
- •Травление. Удаление участка двуокиси кремния.
- •Литография
- •После локальной засветки растворяются и удаляются незасвеченные участки.
- •Свет Литография
- •Литография
- •3.БИПОЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ
- •3.1 Структура эпитаксиально-планарного транзистора
- •Структура эпитаксиально-планарного транзистора
- •МНОГОЭМИТТЕРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
- •ТРАНЗИСТОРЫ С ДИОДОМ ШОТКИ
- •РЕЗИСТОРЫ
- •КОНДЕНСАТОРЫ Структура МДП-конденсатора может быть следующей.
- ••При создании интегральной схемы памяти МОП -транзисторы с плавающим затвором очень
- ••Еще большее увеличение информационной емкости может быть достигнуто тем, что каждая ячейка памяти
- •Литература
- •Литература
- •Бескорпусной транзистор с упаковкой
- •Электроваккумные приборы
- •Мощный генераторный триод с радиатором
- •Электровакуумный пентод
- •Микросхемы памяти и транзисторы
Литография
Разрешающая способность.
Она оценивается максимальным числом линий раздельно воспроизводимых в маске в пределах 1 мм. Принципиальным ограничительным фактором является дифракция света. Нельзя получить линию толщиной менее длины волны λ света.
Для повышения разрешающей способности применяют:
-Освещение ультрафиолетовым светом,
-Рентгеновская литография.
-Электронно-лучевая литография.
474
3.БИПОЛЯРНЫЕ СТРУКТУРЫ
ВИМС применяются в основном транзисторы n-p-n-типа. Их особенность в интегральном исполнении состоит в наличии дополнительных областей, изолирующей их от общей полупроводниковой подложки.
Все выводы от областей транзистора располагаются в одной плоскости на поверхности подложки. Такая структура называется планарной.
349
3.1 Структура эпитаксиально-планарного транзистора
Транзистор выполнен на высокоомной подложке р– типа. Локальной диффузией донорных примесей создается скрытый слой n+-типа.
Диффузией бора через маску формируют изолирующую область р+-типа окружающую коллекторную область n-типа.
В пленке диоксида кремния , покрывающей поверхность кристалла, создают контактные отверстия через которые напылением пленки алюминия формируют контакты к эмиттеру, коллектору, базе, подложке.
476
Структура эпитаксиально-планарного транзистора |
|||||
|
Э |
Б |
К |
Al |
SiO2 |
р+ |
n+ |
р |
n+ |
р+ |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
n+ |
|
|
|
р- |
|
|
|
Si |
|
477
МНОГОЭМИТТЕРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ
Многоэмиттерные транзисторы n-p-n-типа отличаются от обычных тем, что в их базовой области р-типа создают несколько эмиттерных областей n+-типа.
Основная область применения МЭТ – цифровые микросхемы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ).
к |
Б |
э
Б |
э |
к |
|
478
ТРАНЗИСТОРЫ С ДИОДОМ ШОТКИ |
||||
Э |
Б |
К |
Al |
SiO2 |
n+ |
р |
n+ |
|
|
|
|
n |
|
|
р+ |
n+ |
|
р+ |
|
р- |
|
|
Si |
|
|
|
К |
|
|
|
Б |
|
|
|
|
|
Э |
|
479 |
|
|
|
|
|
РЕЗИСТОРЫ
В микросхемах в качестве резисторов применяются базовые высокоомные слои р-типа. Изопланарная структура может быть следующей.
В |
В |
Al SiO2 |
р |
n+ |
n |
n |
n+ |
Si |
р- |
480
КОНДЕНСАТОРЫ Структура МДП-конденсатора может быть следующей.
Одной из обкладок является n+-слой, другой – слой металла (алюминий), а диэлектриком – слой диоксида кремния
В |
В Al SiO2 |
р |
n |
|
|
р- |
Si |
|
|
• |
482 |
•При создании интегральной схемы памяти МОП -транзисторы с плавающим затвором очень
часто выполняются в едином технологическом цикле в паре с обычным МОП-транзистором с управляющим затвором.
И2 |
С2 |
И1 |
З |
С1 |
p+- |
p - |
p+- |
|
р+- |
|
n- |
|
|
|
• |
483 |
• |
В последние годы разработан новый элемент |
|
флэш- памяти, названный StrataFlash, в котором |
|
в одном элементе памяти хранятся два бита. |
|
Это достигается тем, что в плавающем затворе |
|
транзистора определяется не только наличие |
|
или отсутствие заряда, но и измеряется его |
|
абсолютная величина (а в случае необходимости |
|
— и его знак) по нескольким заданным |
|
значениям. В частности, записывая и затем |
|
определяя четыре значения величины заряда, |
|
можно хранить в одном элементе два бита |
|
информации. |
484
Соседние файлы в папке ФОЭ-И-23,24 бн 2014 г