- •Вступ 6 зм 1. Електричні властивості напівпровідників 9
- •Зм 2. Напівпровідникові прилади 26
- •Зм 3. Електронні пристрої 79
- •Зм 4. Електронні елементи мікропроцесорної техніки 164
- •Зм 1. Електричні властивості напівпровідників
- •1.1. Основи зонної теорії твердого тіла.
- •1.2. Електропровідність напівпровідників.
- •1.2.1. Власна електропровідність напівпровідників
- •1.2.2. Домішкова електропровідність напівпровідників
- •1 .2.3. Ефекти, що пов’язані з електропровідністю напівпровідників
- •1.3. Властивості електронно-діркового переходу.
- •1.3.1. Формування електронно-діркового переходу.
- •1.3.2. Властивості n-p переходу при підключенні зовнішньої напруги
- •1.3.3. Тунельний ефект
- •1.4. Питання для самоперевірки.
- •Зм 2. Напівпровідникові прилади
- •2.1. Напівпровідникові діоди1
- •2.1.1. Випрямляючі діоди
- •2.1.2. Стабілітрони і схеми стабілізації напруги.
- •2.1.3. Варикапи
- •2.1.4. Тунельні діоди
- •2.1.5. Інші види діодів
- •2.2. Біполярні транзистори і їх використання в електронних пристроях
- •2.2.1. Устрій та принцип роботи біполярного транзистора.
- •2.2.2. Режими роботи біполярного транзистора.
- •2.2.3. Схеми включення транзисторів.
- •2.2.4. Вольт-амперні характеристики біполярних транзисторів та режими роботи (на прикладі n-p-n транзисторів).
- •2.2.5. Транзистор як активний чотирьохполюсник.
- •2.3. Уніполярні транзистори.
- •2.4. Тиристори
- •2.5. Питання для самоперевірки.
- •Зм 3. Електронні пристрої
- •3.1. Випрямлячі змінного струму.
- •3.2. Підсилювачі електричних сигналів.
- •3.2.1. Загальна інформація.
- •3.2.2. Характеристики підсилювачів
- •3.2.3. Зворотний зв’язок в підсилювачах.
- •3.2.4. Схеми підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах.
- •3.2.5. Особливості роботи схеми попередніх каскадів підсилювача.
- •3.2.6. Режими роботи підсилюючих елементів.
- •3.2.7. Особливості роботи схеми кінцевого каскаду підсилювача.
- •3.2.8. Складені транзистори.
- •3.2.9. Спеціальні види підсилювачів.
- •3.3. Транзисторні генератори електричних сигналів.
- •3.3.1. Генератори синусоїдальних коливань.
- •3.3.2. Генератори імпульсів складної форми.
- •3.3.2.1. Параметри імпульсів прямокутної форми.
- •3.3.2.2. Мультивібратори.
- •3.3.2.3. Очікуючий мультивібратор або одновібратор.
- •3.3.2.4. Блокінг-генератори.
- •3.3.2.5. Генератори пилкоподібної напруги (гпн).
- •3.3.3. Генератори сигналів на операційних підсилювачах1.
- •3.4. Питання для самоперевірки.
- •Зм 4. Електронні елементи мікропроцесорної техніки
- •4.1. Уявлення про мікропроцесорну техніку, мікропроцесорні засоби і мікропроцесорні системи.
- •4.2. Структура мікропроцесорної системи.
- •4.2.1. Загальне уявлення про мікропроцесорну систему.
- •4.2.2. Мікропроцесорні засоби в системах керування
- •4.3. Елементи математичного апарату цифрової техніки.
- •4.3.1. Системи числення.
- •4.3.2. Фізичне уявлення інформації в мп-системі.
- •4.3.3. Форми представлення чисел.
- •4.3.4. Кодування чисел в мп-системах
- •4.3.5. Поняття булевої змінної та булевої функції
- •4.3.6. Операції та закони булевої алгебри.
- •4.3.7. Функціонально повні системи булевих функцій.
- •4.3.8. Мінімізація булевих функцій.
- •4.4. Цифрові схеми та цифрові автомати.
- •4.4.1. Елементи ртл.
- •4.4.2. Елементи дтл.
- •4.4.3. Елементи ттл.
- •4.4.4. Елементи езл.
- •4.4.5. Інтегральні схеми на моп–транзисторах.
- •4.5. Комбінаційні цифрові пристрої.
- •4.5.1 Дешифратор.
- •4.5.2. Перетворювачі кодів і шифратори.
- •4.5.3. Мультиплексори і демультиплексори.
- •4.5.4. Напівсуматор і суматор.
- •4.6. Послідовнісні пристрої.
- •4.6.1. Тригери.
- •4.6.1.1. Синхронний однотактний rs–тригер.
- •4.6.1.2. Синхронний двотактний rs–тригер.
- •4.6.2. Регістри.
- •4.6.2.1. Прийом і передача інформації в регістрах.
- •4.6.2.2. Схемна реалізація зсуваючого регістру
- •4.6.2.3. Реалізація порозрядних операцій в регістрах.
- •4.6.3. Лічильники.
- •4.6.3.1. Загальне уявлення і класифікація.
- •4.6.3.2. Лічильник з безпосередніми зв’язками з послідовним переносом.
- •4.6.3.3. Лічильник з паралельним переносом.
- •4.6.3.4. Реверсивний лічильник з послідовним переносом.
- •4.6.4. Накопичуючі суматори.
- •4.6.4.1. Однорозрядний накопичуючий суматор.
- •4.6.4.2. Багаторозрядні суматори
- •4.6.5. Електронні елементи пам’яті.
- •4.6.6. Перетворювачі сигналів.
- •4.7. Питання для самоперевірки.
- •Додаток
- •Префікси для кратних одиниць
- •Список рекомендованої літератури
2.1.5. Інші види діодів
Фотодіод являє собою напівпровідниковий діод, зворотний струм якого залежить від освітленості n-p переходу. Фотодіод поєднує в собі переваги напівпровідникових приладів (малі маса і розміри, великий термін служби, низькі живильні напруги, економічність) з високою чутливістю.
Устрій фотодіода аналогічний устрою звичайного площинного напівпровідникового діода. Фотодіод зроблений так, що його n-p перехід однією стороною звернений до скляного вікна, через яке надходить світло, і захищений від впливу світла з інших сторін.
Фотодіод можна включати в схеми, як із зовнішнім джерелом живлення, так і без нього. Режим роботи фотодіода із зовнішнім джерелом живлення називають фотодіодним, а без зовнішнього джерела – вентильним.
При вентильному режимі у фотодіоді під дією світлового потоку виникає ЕРС, тому він не потребує стороннього джерела напруги.
При повному затемненні через фотодіод протікає невеликий зворотний струм насичення n-p (теменевий струм). Із зростанням світлового потоку – при освітленні фотодіода з’являється додаткове число електронів і дірок, внаслідок чого збільшується перехід неосновних носіїв заряду: електронів з р-області в n-область і дірок в зворотному напрямі. Це призводить до збільшення струму в колі фотодіода з активним опором навантаження. Відповідне зростання падіння напруги на цьому опорі можна вважати корисним сигналом, який сприймається наступними елементами деякої схеми.
Характерною особливістю робочої області вольт-амперних характеристик фотодіода є практично повна незалежність струму фотодіода від прикладеної напруги. Такий режим настає при зворотних напругах на діоді порядку 1 В. Оскільки теменевий струм малий, то відношення струму при освітленні до теменевого струму достатньо велике, що важливо при індикації освітлення.
Фотодіоди, як і приймачі променистої енергії інших типів (фотоелементи, фоторезистори, фотопомножовучі), знаходять широке застосування. Вони можуть використовуватися в фотометрії, фотоколометрії, для контролю джерел світла, вимірювання інтенсивності освітлення, прозорості середи, реєстрації і лічби ядерних часток, автоматичного регулювання в контролі температури і інших параметрів, зміна яких супроводжується зміною оптичних властивостей речовини або середи.
Випромінюючі діоди (світлодіоди) – це напівпровідникові діоди, в яких електрична енергія перетворюється в світлову (потік квантів світла). При зустрічі електронів і дірок їх заряди компенсуються (рекомбінують) і ці носії зарядів зникають. При рекомбінації виділяється енергія. У багатьох напівпровідників рекомбінація має невипромінюваний характер – енергія, що виділяється передається кристалічній решітці і далі перетворюється в тепло. Однак у деяких напівпровідників на основі карбіду кремнію (SiC), галію (Ga), миш’яку (As) рекомбінація є випромінювальною і супроводжується випромінюванням в інфрачервоній, видимій або ультрафіолетовій частинах спектру. Найбільше розповсюдження мають світлодіоди з жовтим, червоним, зеленим, синім кольором випромінювання. Створені зразки з перенастройкою кольору світіння.