
- •Твердотільна електроніка
- •Передмова
- •1 Елементи фізики напівпровідників та електронно-діркових переходів
- •1.1 Загальні відомості про напівпровідники
- •1.1.1 Власна електропровідність напівпровідників
- •1.1.2 Електронна провідність напівпровідників
- •1.1.3 Діркова провідність напівпровідників
- •1.1.4 Рекомбінація носіїв заряду та тривалість їх життя
- •1.1.5 Види струмів у напівпровідниках
- •1.2 Електронно - дірковий перехід та фізичні процеси в ньому
- •Пряме включення переходу
- •Зворотне включення переходу
- •1.2.4 Теоретична вольт-амперна характеристика
- •1.2.5 Параметри переходу
- •Товщина переходу
- •Ємності переходу
- •1.2.6 Реальна вах переходу
- •Пряма гілка вах
- •Зворотна гілка вах
- •1.3 Різновиди електричних переходів та контактів
- •1.3.1 Гетеропереходи
- •1.3.4 Контакти металу з напівпровідниками
- •1.3.5 Омічні контакти
- •2 Напівпровідникові діоди
- •2.1 Класифікація та система позначень діодів
- •2.2 Випрямні діоди
- •Параметри випрямних діодів
- •2.3 Напівпровідникові стабілітрони
- •2.4 Універсальні діоди
- •2.5 Імпульсні діоди та перехідні процеси в них
- •2.6 Тунельні та обернені діоди
- •2.7 Варикапи
- •2.8 Діоди Шотткі
- •3 Біполярні транзистори
- •3.1 Будова та принцип дії біполярних транзисторів
- •3.1.1 Загальні відомості про біполярні транзистори
- •Класифікація транзисторів
- •Система позначень бт
- •Будова сплавних транзисторів
- •3.1.2 Способи вмикання й режими роботи біполярних транзисторів
- •3.1.3 Принцип дії біполярного транзистора в активному режимі
- •3.1.4 Вплив конструкції та режиму роботи транзистора на h21б
- •3.1.5 Схема вмикання транзистора зі спільним емітером та спільним колектором
- •3.1.6 Модель Еберса-Молла
- •3.2 Статичні характеристики і параметри біполярних транзисторів
- •3.2.1 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільною базою
- •Вхідні характеристики
- •Вихідні характеристики
- •Характеристики прямої передачі
- •Характеристики зворотного зв’язку
- •3.2.2 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним емітером
- •Вхідні характеристики
- •Вихідні характеристики
- •Характеристики прямої передачі
- •Характеристики зворотного зв’язку
- •3.2.3 Статичні характеристики біполярного транзистора у схемі зі спільним коллектором
- •3.2.4 Вплив температури на статичні характеристики транзисторів
- •3.2.5 Граничні режими транзистора
- •Пробої транзистора
- •Максимально допустима потужність, що розсіюється колектором
- •3.2.6 Диференціальні параметри біполярного транзистора
- •Зв'язок між h-параметрами для різних схем увімкнення бт
- •3.2.7 Фізичні параметри та еквівалентні схеми біполярних транзисторів
- •3.3 Робота біполярного транзистора у динамічному режимі
- •3.3.1 Принцип дії підсилювального каскаду на біполярному транзисторі
- •3.3.2 Способи забезпечення режиму спокою транзисторного каскаду
- •Емітерному колі
- •Оцінка транзисторних каскадів з точки зору температурної нестабільності
- •3.3.3 Динамічні характеристики біполярного транзистора та їх використання
- •Вихідна навантажувальна характеристика
- •Вхідна навантажувальна характеристика
- •Параметри режиму підсилення та їх розрахунок за динамічними характеристиками транзисторного каскаду
- •3.3.4 Частотні властивості біполярних транзисторів
- •Вплив ємностей переходів і розподіленого опору бази на частотні властивості транзистора
- •3.3.5 Робота біполярного транзистора у ключовому режимі
- •3.4 Деякі різновиди біполярних транзисторів
- •3.4.1 Одноперехідний транзистор
- •3.4.2 Високочастотні малопотужні транзистори
- •3.4.3 Потужні транзистори
- •4 Польові транзистори
- •4.1 Польові транзистори з керувальним переходом
- •Статичні вхідні характеристики
- •Статичні прохідні (стокозатворні) характеристики
- •Статичні вихідні (стокові) характеристики
- •Диференціальні параметри польових транзисторів
- •4.2 Польові транзистори з ізольованим затвором (мдн - транзистори)
- •4.2.1 Ефект поля
- •4.3 Залежність характеристик і параметрів польових транзисторів від температури
- •4.4 Динамічний режим роботи польових транзисторів
- •4.4.1 Каскад на польовому транзисторі: розрахунок у статиці та динаміці
- •4.4.2 Частотні властивості польових транзисторів
- •4.5 Потужні польові транзистори
- •Потужні мдн – транзистори
- •Транзистори зі статичною індукцією
- •4.6 Польові прилади із зарядовим зв’язком
- •5 Тиристори
- •5.1 Будова, принцип дії та режими роботи тиристора
- •5.1.1 Загальні відомості
- •5.1.2 Диністорний режим
- •5.1.3 Триністорний режим
- •5.1.4 Симістори
- •5.2 Способи комутації тиристорів
- •5.2.1 Увімкнення тиристорів
- •Увімкнення за допомогою струму керування
- •Увімкнення тиристора за допомогою імпульсу анодної напруги
- •5.2.2 Вимкнення тиристорів
- •Вимкнення за допомогою подачі напруги на керувальний електрод (за допомогою струму керування)
- •5.3 Біполярні транзистори з ізольованим затвором
- •6 Оптоелектронні напівпровідникові прилади
- •6.1 Загальні відомості
- •6.2 Випромінювальні діоди
- •6.3 Напівпровідникові фотоприймачі
- •6.3.1 Фоторезистори
- •6.3.2 Фотодіоди
- •6.3.3 Фотоприймачі з внутрішнім підсиленням
- •6.4 Оптрони та їх застосування
- •7 Основи мікроелектроніки
- •7.1 Основні поняття і визначення
- •Історична довідка
- •7.2 Гібридні інтегральні схеми
- •7.3 Напівпровідникові інтегральні схеми
- •7.3.1 Технологія
- •Планарно-дифузійна технологія виготовлення біполярних напівпровідникових інтегральних схем
- •7.3.2 Технологія виготовлення інтегральних
- •Ізоляція
- •7.3.3 Біполярні транзистори
- •Багатоемітерні транзистори
- •Супербета - транзистори
- •Біполярні транзистори з бар'єром Шотткі
- •7.3.4 Мон (мдн)- транзистори
- •7.3.6 Резистори
- •7.3.7 Конденсатори
- •7.4 Інтегральні схеми з інжекційним живленням
- •Позначення основних величин
- •Список літератури
- •1.1.4 Рекомбінація носіїв заряду та тривалість їх життя 11
- •1.2.4 Теоретична вольт-амперна характеристика p-nпереходу 28
- •1.2.5 Параметри переходу 30
- •3 Біполярні транзистори 69
- •3.1 Будова та принцип дії біполярних транзисторів 69
- •3.1.1 Загальні відомості про біполярні транзистори 69
- •6 Оптоелектронні напівпровідникові
- •Твердотільна електронікА
Позначення основних величин
W – ширина забороненої зони
ρ – питомий опір
Т – абсолютна температура
Wф – енергетичний рівень Фермі
WД, WА – енергія активації донорів, акцепторів
NД , NА – концентрація донорів, акцепторів
–
власна концентрація електронів дірок
–
концентрація електронів у n
-
області
–
концентрація електронів у p
-
області
–
концентрація донорів у n
-
області
–
концентрація донорів у p
-
області
,
–
середня тривалість життя електрона,
дірки
,
– коефіцієнти дифузії дірок, електронів
q – заряд електрона
–
час
Т – абсолютна температура
k – стала Больцмана
–
середня швидкість дрейфу
–
рухомість електронів, дірок
j – густина струму
jдр, jдиф – густина струму дрейфова, дифузійна
–
контактна різниця потенціалів
–
пряма напруга
–
зворотна напруга
Eдиф – дифузійне електричне поле у p-n –переході
–
прямий струм
–
зворотний струм
–
струм насичення
–
струм генерації
–
струм поверхневого витоку
–
бар’єрна ємність
–
дифузійна ємність
–
електрична стала
–
відносна діелектрична проникність
–
розподілений опір областей бази
–
диференціальний опір переходу
,
,
– робота
виходу електрона з металу, з напівпровідниківn-
та p-
типу
P – потужність
–
диференціальний опір стабілітрона
–
прямий диференціальний опір
–
зворотний диференціальний опір
–
ємність варикапа
–
температурний коефіцієнт напруги
стабілізації
–
ширина активної області бази
,
– дифузійна довжина електронів, дірок
–
площа емітерного переходу, колекторного
переходу
–
напруга між емітером і колектором
–
напруга між емітером і базою
–
напруга між базою і емітером
–
напруга між колектором і емітером
–
струм емітера
–
струм бази
–
струм колектора
–
зворотний(тепловий) струм емітера
–
зворотний(тепловий) струм колектора
,
–діркова, електронна складова емітерного
струму
–
температурний потенціал
–
коефіцієнт інжекції
–
рівноважна концентрація дірок як
неосновних носіїв (у базі)
–
концентрація дірок у базі біля емітерного
переходу
–
концентрація дірок у базі біля
колекторного переходу
–
координата активної області бази
–
дірковий струм колектора
–
коефіцієнт перенесення носіїв через
базу
–
керована складова колекторного струму
М – коефіцієнт множення носіїв у колекторному переході
–
статичний коефіцієнт передачі струму
емітера в схемі зі спільною базою
–
статичний коефіцієнт передачі струму
бази в схемі зі спільним емітером
–
напруга пробою на колекторному переході
–
рекомбінаційна складова базового
струму
–
некерована складова колекторного
струму в схемі зі спільним емітером
–
статичний коефіцієнт передачі струму
бази в схемі зі спільним колектором
–
вхідна та вихідна напруга
–
вхідний та вихідний струм
–
напруга між базою і колектором
–
тепловий опір
–
максимальна потужність, що розсіюється
колектором
–
товщини емітерного та колекторного
переходів
–
вхідний опір
–
коефіцієнт зворотного зв’язку
–
коефіцієнт передачі струму
–
вихідна провідність
–
диференціальний опір емітерного
переходу
–
диференціальний опір колекторного
переходу
–
розподілений (об’ємний) опір бази
–
диференціальний коефіцієнт передачі
струму емітера
–
ємність роздільного конденсатора
–
ЕРС емітерного джерела живлення
–
ЕРС колекторного джерела живлення
–
струм, що протікає через роздільник
напруги
–
вхідний та вихідний опори каскаду
–
коефіцієнти підсилення напруги, струму,
потужності
–
опір джерела вхідного сигналу
–
опір навантаження
j – уявна одиниця
–
циклічна частота
–
частота зрізу транзистора
–
бар’єрна ємність колекторного переходу
–
напруженість електричного поля
–
коефіцієнт передачі струму складеного
транзистора
–струм
увімкнення, вимкнення
–
напруга між стоком та витоком ПТ
–
напруга між затвором та витоком ПТ
,
– струм затвора, стоку ПТ
–
напруга відсічки на затворі
–
контактна різниця потенціалів
δ – товщина р-n – переходу
wк – ширина каналу
–
опір каналу
–
довжина каналу
Uсвпер – напруга перекриття каналу (на стоці)
U – напруга між стоком і затвором ПТ
–
крутість польового транзистора
riпт – внутрішній опір ПТ
µпт – статичний коефіцієнт підсилення напруги
σ – питома електропровідність
рі, ni – власна концентрація дірок
Іспоч – початковий струм стоку
µт – рухомість носіїв залежно від температури
rксер – середній опір каналу
–
ємність між затвором і витоком, стоком
і витоком, стоком і затвором ПТ
ωз – гранична частота ПТКП (частота затвора)
Q’0’,Q’1’ – нульовий та одиничний заряд потенціальних ям ПЗЗ
UА, ІА – анодні напруга, струм
–
опір навантаження
h21б – статичний коефіцієнт передачі струму емітера БТ в схемі зі спільною базою
–
напруга ввімкнення тиристора
–
струм вимкнення (утримування) тиристора
–
порогова напруга
Ф – світловий потік
–
інтегральна світлочутливість фотоприймача
–
фотострум
–
темновий струм
–
фотоЕРС
Список скорочень
ВАХ – вольт-амперна характеристика
ВД – випрямний діод
ВЗ – валентна зона
ЗЗ – заборонена зона
ЗП – зона провідності
ЕРС – електрорушійна сила
НП – напівпровідник
ОД – обернений діод
ТД – тунельний діод
ТКН – температурний коефіцієнт напруги
АР – активний режим
БТ – біполярний транзистор
ЕП – емітерний перехід
ІР – інверсний режим
КП – колекторний перехід
РВ – режим відсічки
РН – режим насичення
ССБ – схема зі спільною базою
ССЕ – схема зі спільним емітером
ССК – схема зі спільним колектором
ККД – коефіцієнт корисної дії
МДН – метал-діелектрик-напівпровідник
МОН – метал-окис-напівпровідник
НПП – напівпровідниковий прилад
ПЗЗ – прилад із зарядовим зв’язком
ПТ – польовий транзистор
ПТКП – польовий транзистор з керувальним
p-n – переходом