3. Основные сведения о радиокомпонентах

Компоненты радиоэлектронной аппаратуры делятся на активные (электровакуумные (ЭВП) и полупроводниковые приборы), пассивные (конденсаторы, резисторы, магнитные устройства) и монтажно-коммутационные основания (рис. 3.1) [1,4,5,7,8,9].

В электровакуумных (электронных) приборах используется принцип термоэлектронной эмиссии в вакууме. К приборам этой группы относятся:

• двух- и многоэлектродные лампы, электроннолучевые трубки;

• газоразрядные, люминесцентные индикаторы;

• электровакуумные приборы СВЧ (клистроны, магнетроны, лампы бегущей волны (ЛБВ), лампы обратной волной (ЛОВ)), предназначенные для генерирования, усиления и преобразования частот колебаний в диапазоне сверхвысоких частот.

Недостатками приборов этой группы являются расход относительно большой мощности на нагрев катода и большие напряжения для создания полей, ускоряющих электроны.

Разновидностью электронных приборов являются ионные, в которых в процессе создания тока участвуют не только электроны, но и ионы, возникающие при столкновении электронов с атомами газа. К приборам этой группы относятся двухэлектродные ионные лампы (газотроны), трехэлектродные лампы (тиратроны) и приборы с катодом из жидкой ртути (ртутные вентили). Одной из особенностей ионных приборов является большая инерционность, что делает их применимыми только на небольших частотах. Кроме того, ионные приборы очень чувствительны к изменению температуры. Мощные ртутные вентили представляют собой сложные устройства, которые требуют при работе постоянного контроля, имеют очень большие габариты, чувствительны к вибрациям и ударам. Поэтому в настоящее время ионные приборы и отчасти электронные вытесняются полупроводниковыми приборами.

Полупроводниковые приборы основаны на иных принципах по сравнению с электронными и ионными. В них используются носители зарядов двух знаков: отрицательные (электроны) и положительные (дырки), распространяющиеся, как правило, диффузионным путем за счет хаотического теплового движения зарядов в кристалле, поэтому полупроводниковые приборы работают без дополнительного подогрева в широком диапазоне температур (вплоть до 100 °С) и требуют для управления очень малые напряжения. Сочетание двух и более полупроводниковых слоев, один из которых обладает преимущественно дырочной, а другой - электронной электропроводностью приводит к возникновению свойств односторонней проводимости (вентильных свойств), на которых основана работа полупроводниковых диодов и транзисторов [6].

Полупроводниковые приборы подразделяются на дискретные и интегральные. К дискретным полупроводниковым приборам относятся:

• диоды,

• транзисторы,

• генераторы,

• оптоэлектронные приборы (светодиоды, солнечные батареи, фоторезисторы, лазеры, оптопары).

Особое место среди полупроводниковых приборов занимают изделия микроэлектроники, то есть интегральные схемы и микросборки, где предполагается интеграция элементарных электронных приборов на кристалле микросхемы с использованием групповой технологии изготовления.

Рис. 3.1. Состав радиоэлектронной аппаратуры

Дальнейшее развитие микроэлектронных приборов связано с уменьшением размеров элементарных приборов и переход в нанометровый масштаб и постепенный переход к устройствам функциональной электроники, где носителями информационного сигнала являются динамические неоднородности различной физической природы.

Примечание: Пассивные компоненты радиоэлектронной аппаратуры (см. рис. 3.1) подробно будут рассмотрены в теоретической части соответствующих лабораторных работ.