Содержание

Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Ивановский государственный химико-технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Электроника.pdf

Скачиваний:

1069

Добавлен:

12.03.2015

Размер:

11.64 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128129 / 129129

	Содержание
ЧАСТЬ I. ВАКУУМНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА....................................................................		4
Глава	1. Эмиссионная электроника..................................................................................	4
1.1. Электрон и его свойства. Электроны в твердом теле.........................................		4
1.2. Эмиссионная электроника......................................................................................		6
1.2.1. Термоэлектронная эмиссия .............................................................................		6
1.2.2. Термоэлектронная эмиссия с поверхности полупроводников...................		10
1.2.3. Термокатоды ...................................................................................................		10
1.2.4. Фотоэлектронная эмиссия .............................................................................		12
1.2.5. Вторичная электронная эмиссия...................................................................		14
1.2.6. Автоэлектронная эмиссия .............................................................................		17
1.2.7. Экзоэлектронная эмиссия..............................................................................		19
Глава	2. Движение электронов в вакууме в режиме объемного заряда.
	Электровакуумные приборы ...........................................................................	21
2.1. Диоды .....................................................................................................................		21
2.2. Триоды ...................................................................................................................		24
2.3. Многоэлектродные лампы ...................................................................................		25
2.4. Особенности многоэлектродных ламп различного назначения.......................		27
2.5. Генераторные и модуляторные лампы................................................................		28
2.6. Электровакуумные приборы диапазона сверхвысоких частот.........................		29
2.6.1. Особенности движения электронов в СВЧ полях.......................................		29
2.6.2. Клистроны – приборы с динамическим управлением электронным
	потоком и резонансными системами..........................................................	31
2.6.3. Лампы бегущей и обратной волны (ЛБВ и ЛОВ) .......................................		33
2.6.4. Лампы со скрещенными полями...................................................................		35
2.6.5. Усилитель на ЛБВ типа М.............................................................................		35
2.6.6. Генератор на ЛОВ типа М замкнутой конструкции (карсинотрон)..........		36
2.6.7. Магнетроны ....................................................................................................		37
2.6.8. Статический режим работы магнетрона ......................................................		38
2.6.9. Динамический режим работы магнетрона...................................................		39
Глава 3. Электронная оптика. Электронно-лучевые приборы ....................................		45
3.1. Электронные линзы ..............................................................................................		46
3.2. Электростатические линзы ..................................................................................		47
3.2.1. Диафрагма с круглым отверстием ................................................................		47
3.2.2. Иммерсионная линза......................................................................................		48
3.2.3. Одиночная линза ............................................................................................		49
3.2.4. Иммерсионный объектив...............................................................................		50
3.3. Магнитные линзы .................................................................................................		51
3.4. Аберрации электронных линз..............................................................................		53
3.5. Электронно-оптические системы (ЭОС) электронно-лучевых приборов.......		53
3.6. Отклоняющие системы.........................................................................................		56
3.6.1. Электростатическое отклонение электронных пучков...............................		57
3.6.2. Магнитное отклонение электронных пучков ..............................................		59
3.7. Некоторые особенности электронной оптики интенсивных пучков ...............		60
3.8. Приемные электронно-лучевые трубки ..............................................................		61
3.9. Проекционные ЭЛТ и системы............................................................................		65

487

3.10. Запоминающие электронно-лучевые трубки....................................................	66
3.11. Передающие электронно-лучевые трубки........................................................	68
3.12. Электронно-оптические преобразователи........................................................	70
ЧАСТЬ II. ГАЗОРАЗРЯДНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА .........................................................	75
Глава 4. Элементарные процессы в плазме...................................................................	75
4.1. Введение ................................................................................................................	75
4.2. Упругие соударения электронов с атомами и молекулами газа.......................	77
4.3. Неупругие соударения электронов с атомами и молекулами...........................	78
4.3.1. Возбуждение ...................................................................................................	78
4.3.2. Ионизация .......................................................................................................	80
4.3.3. Ступенчатые процессы при возбуждении и ионизации молекул
электронным ударом ....................................................................................	82
4.3.4. Образование и разрушение отрицательных ионов .....................................	83
4.3.5. Диссоциация молекул ....................................................................................	84
4.3.6. Рекомбинация .................................................................................................	84
4.4. Движение электронов и ионов в газе ..................................................................	86
4.4.1. Дрейфовое движение электронов и ионов...................................................	86
4.4.2. Диффузия заряженных частиц в условиях разряда.....................................	87
Глава 5. Основные виды электрического разряда в газе .............................................	89
5.1. Классификация разрядов......................................................................................	89
5.2. Несамостоятельный газовый разряд ...................................................................	89
5.3. Условие развития самостоятельного разряда.
Пробой разрядного промежутка..........................................................................	91
5.3.1. Тлеющий разряд .............................................................................................	93
5.3.2. Количественная теория катодной области тлеющего разряда ..................	95
5.3.3. Дуговой разряд ...............................................................................................	98
5.3.4. Искровой разряд ...........................................................................................	101
5.3.5. Коронный разряд..........................................................................................	103
5.3.6. Высокочастотные разряды ..........................................................................	104
5.3.7. Разряды на сверхвысоких частотах ............................................................	106
Глава 6. Газоразрядная плазма .....................................................................................	109
6.1. Основные понятия ..............................................................................................	109
6.2. Диагностика плазмы ...........................................................................................	110
6.2.1. Метод зондов Лангмюра..............................................................................	110
6.2.2. Оптические методы исследования плазмы................................................	114
6.2.3. Сверхвысокочастотные методы диагностики плазмы..............................	115
6.3. Теории газоразрядной плазмы...........................................................................	116
6.4. Особенности теории плазмы низкого и высокого давления...........................	118
Глава 7. Газоразрядные приборы .................................................................................	120
7.1. Приборы тлеющего разряда...............................................................................	120
7.1.1. Световые индикаторы..................................................................................	120
7.1.2. Стабилитроны тлеющего разряда...............................................................	120
7.1.3. Вентили (газотроны) тлеющего разряда....................................................	121
7.1.4. Тиратроны тлеющего разряда.....................................................................	121
7.1.5. Переключаемые световые индикаторы......................................................	122
7.1.6. Многоканальные счетные и коммутирующие приборы (декатроны) .....	122
7.2. Газоразрядные приборы,
основанные на использовании излучения плазмы ..........................................	122

488

7.2.1. Газоразрядные источники света .................................................................		122
7.3. Ионизационные камеры и счетчики излучений...............................................		123
7.3.1. Ионизационные камеры...............................................................................		124
7.3.2. Пропорциональные счетчики......................................................................		124
7.3.3. Счетчики Гейгера .........................................................................................		125
7.4. Разрядники антенных переключателей.............................................................		126
7.5. Газоразрядные индикаторные панели...............................................................		128
7.6. Газоразрядные знаковые индикаторы (монодисплеи) ....................................		128
7.6.1. ГИП постоянного тока.................................................................................		129
7.6.2. ГИП переменного тока.................................................................................		132
7.6.3. Получение полутоновых изображений на ГИП ........................................		134
ЧАСТЬ III. ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА .....................................................		140
Глава	8. Физические основы полупроводниковых приборов....................................	140
8.1.	Концентрация носителей заряда в полупроводниках......................................	141
8.2.	Электропроводность полупроводников............................................................	145
8.3.	Диффузионное движение носителей заряда в полупроводниках...................	148
8.4.	Неравновесные носители заряда в полупроводниках .....................................	150
8.5.	Поверхностные явления в полупроводниках ...................................................	153
Глава	9. Электрические переходы................................................................................	157
9.1. Структура и основные параметры n-p перехода ..............................................		157
9.2. Равновесное состояние n-p перехода ................................................................		158
9.3. Неравновесное состояние n-p перехода.
	Явления инжекции и экстракции носителей заряда........................................	163
9.4. ВАХ идеализированного перехода ...................................................................		165
9.5. ВАХ реального n-p перехода .............................................................................		166
9.6. Механизмы пробоя n-р перехода.......................................................................		168
9.7. Емкостные свойства n-p перехода.....................................................................		170
9.8. Контакт металл-полупроводник ........................................................................		170
9.9. Гетеропереходы...................................................................................................		173
Глава 10. Полупроводниковые диоды .........................................................................		178
10.1. Выпрямительные диоды...................................................................................		179
10.2. Высокочастотные и сверхвысокочастотные диоды ......................................		181
10.3. Импульсные диоды ...........................................................................................		182
10.4. Стабилитроны....................................................................................................		183
10.5. Полупроводниковые управляемые емкости (варикапы)...............................		185
10.6. Туннельные и обращенные диоды ..................................................................		186
10.7. Диоды Шотки ....................................................................................................		189
10.8. Диоды Ганна......................................................................................................		191
10.9. Лавинно-пролетные диоды ..............................................................................		193
Глава 11. Биполярные транзисторы.............................................................................		196
11.1. Классификация биполярных транзисторов ....................................................		196
11.2. Физические процессы в транзисторе ..............................................................		198
11.3. Распределение токов в транзисторе ................................................................		200
11.4. Эффект модуляции ширины базы ...................................................................		203
11.5. Статические вольтамперные характеристики
	биполярного транзистора.................................................................................	204
11.6. Частотные характеристики биполярного транзистора..................................		206
Глава 12. Тиристоры......................................................................................................		209

489

12.1. Классификация тиристоров .............................................................................	209
12.2. Распределение токов в тиристоре....................................................................	210
12.3. Особенности работы управляемых тиристоров.............................................	215
12.4. Тиристор с симметричной ВАХ ......................................................................	216
Глава 13. Униполярные полупроводниковые приборы .............................................	218
13.1. Классификация и основные особенности.......................................................	218
13.2. Полевые транзисторы с изолированным затвором (МДП-транзисторы)....	219
13.3. Статические характеристики МДП-транзистора ...........................................	221
13.4. Дифференциальные параметры МДП-транзистора.......................................	222
13.5. Принцип работы полевого транзистора с управляющим n-p переходом....	223
13.6. Частотные характеристики МДП-танзисторов ..............................................	225
13.7. Сравнительная характеристика МДП и биполярного транзистора .............	226
13.8. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT).......................	227
Глава 14. Светоизлучающие и фотоэлектронные полупроводниковые приборы...	233
14.1. Светоизлучающие полупроводниковые приборы .........................................	233
14.1.1. Светодиоды.................................................................................................	233
14.1.2. Полупроводниковые лазеры на n-р переходе..........................................	237
14.2. Фотоэлектронные полупроводниковые приборы ..........................................	239
14.2.1. Поглощение оптического излучения полупроводниками ......................	239
14.2.2. Фоторезистивный эффект и приборы на его основе...............................	241
14.2.3. Фотоэлектрический эффект в n-р переходе.............................................	243
14.2.4. Фототранзисторы и фототиристоры.........................................................	248
14.2.5. Оптоэлектронные пары..............................................................................	250
Глава 15. Полупроводниковые датчики ......................................................................	252
15.1. Датчики температуры .......................................................................................	252
15.2. Датчики деформации ........................................................................................	257
15.3. Датчики магнитного поля ................................................................................	259
ЧАСТЬ IV. ОПТИЧЕСКАЯ И КВАНТОВАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ..............................	267
Глава 16. Основы квантовой электроники ..................................................................	267
16.1. Этапы и перспективы развития квантовой электроники ..............................	267
16.2. Физические основы взаимодействия излучения с веществом......................	269
16.2.1. Форма и ширина спектральной линии .....................................................	272
16.3. Устройство и принципы работы лазеров........................................................	275
16.3.1. Рабочее вещество .......................................................................................	276
16.3.2. Создание инверсии.....................................................................................	276
16.3.3. Условия создания инверсной населенности............................................	277
16.3.4. Двухуровневая система..............................................................................	277
16.3.5. Трехуровневые системы ............................................................................	278
16.3.6. Четырехуровневая система........................................................................	280
16.3.7. Оптические резонаторы.............................................................................	281
16.3.8. Условия самовозбуждения и насыщения усиления................................	285
16.3.9. Импульсная генерация, модуляция добротности и
синхронизация мод.....................................................................................	287
16.4. Свойства лазерного излучения ........................................................................	289
16.4.1. Монохроматичность...................................................................................	289
16.4.2. Когерентность.............................................................................................	291
16.4.3. Поляризация излучения.............................................................................	293
16.4.4. Направленность и возможность фокусирования излучения..................	294

490

16.4.5. Яркость и мощность излучения ................................................................	295
16.5. Типы лазеров .....................................................................................................	295
16.5.1. Твердотельные лазеры...............................................................................	296
16.5.2. Рубиновый лазер.........................................................................................	297
16.5.3. Неодимовый стеклянный лазер ................................................................	297
16.5.4. Nd – ИАГ – лазеры .....................................................................................	298
16.5.5. Газовые лазеры ...........................................................................................	298
16.5.6. Атомные лазеры .........................................................................................	300
16.5.7. Лазеры на парах металлов .........................................................................	301
16.5.8. Ионные лазеры ...........................................................................................	301
16.5.9. Молекулярные лазеры ...............................................................................	301
16.5.10. Эксимерные лазеры..................................................................................	302
16.5.11. Газовые лазеры в инфракрасной области спектра ................................	304
16.5.12. Химические лазеры..................................................................................	305
16.5.13. Газодинамические лазеры .......................................................................	305
16.5.14. Электроионизационные лазеры ..............................................................	307
16.5.15. Полупроводниковые лазеры....................................................................	307
16.5.16. Жидкостные лазеры .................................................................................	309
Глава 17. Основы оптоэлектроники.............................................................................	314
17.1. Этапы и перспективы развития оптической электроники ...........................	314
17.2. Источники излучения для оптоэлектроники ..................................................	316
17.3. Фотоэлектронные приемники излучения .......................................................	317
17.4. Модуляция лазерного излучения.....................................................................	317
17.4.1. Физические основы модуляции лазерного излучения............................	318
17.4.2. Оптические модуляторы............................................................................	319
17.4.3. Дефлекторы.................................................................................................	321
17.5. Волоконно-оптические линии связи (ВОЛС).................................................	322
17.5.1. Элементная база ВОЛС .............................................................................	324
17.5.2. Классификация ВОЛС ...............................................................................	328
17.6. Оптические методы запоминания и хранения информации.
Оптические (лазерные) диски..........................................................................	330
17.7. Голографические системы хранения и обработки информации ..................	333
17.7.1. Принцип голографии .................................................................................	333
17.7.2. Голографическое запоминающее устройство..........................................	334
17.7.3. Голографические схемы записи и считывания информации.................	335
17.8. Системы отображения информации ...............................................................	336
17.8.1. Особенности зрительного восприятия информации ..............................	336
17.8.2. Физические эффекты, используемые для отображения информации...	339
17.8.3. Жидкокристаллические индикаторы........................................................	341
17.8.4. Жидкокристаллические индикаторные панели.......................................	346
17.9. Электролюминесцентные индикаторы ...........................................................	351
17.10. Дисплеи с полевой (автоэлектронной) эмиссией.........................................	354
17.11. Отражающие дисплеи (электронная бумага) ...............................................	356
17.12. Системы отображения информации на основе полупроводниковых
светодиодов .........................................................................................................	360
ЧАСТЬ V. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ, МИКРО И НАНОЭЛЕКТРОНИКА .................	367
Глава 18. Предмет микроэлектроники.........................................................................	367
18.1. Основные термины и определения .................................................................	367

491

18.2. Классификация ИМС........................................................................................	368
18.2.1. Плёночные ИМС ........................................................................................	369
18.2.2. Гибридные ИС ............................................................................................	370
18.2.3. Полупроводниковые ИМС ........................................................................	370
18.2.4. Совмещенные ИМС ...................................................................................	372
18.3. Система обозначений ИМС .............................................................................	373
Глава 19. Биполярные структуры в микроэлектронике .............................................	375
19.1. Транзисторы с изоляцией на основе n-p перехода ........................................	376
19.2. Транзисторы с диэлектрической изоляцией...................................................	380
19.3. Транзисторы с комбинированной изоляцией.................................................	381
19.4. Транзисторы типа p–n–p...................................................................................	382
19.5. Многоэмиттерные транзисторы ......................................................................	384
19.6. Многоколлекторные транзисторы...................................................................	386
19.7. Транзисторы с диодом Шотки.........................................................................	387
19.8. Интегральные диоды и стабилитроны............................................................	389
Глава 20. Униполярные структуры в микроэлектронике...........................................	393
20.1. МДП–транзисторы ИМС средней степени интеграции................................	393
20.1.1. МДП–транзистор с алюминиевым затвором...........................................	393
20.1.2. МДП–транзистор с поликремниевым затвором......................................	394
20.1.3. Конструкция Д–МДП–транзисторов........................................................	395
20.1.4. Комплементарные микроэлектронные структуры ..................................	396
20.1.5. МДП–транзисторы на диэлектрической подложке ................................	397
20.2. Параметры и характеристики МДП-транзисторов с коротким каналом.....	398
20.2.1. Пороговое напряжение ..............................................................................	399
20.2.2. Вольт-амперные характеристики..............................................................	400
20.3. Полевые транзисторы с управляющим переходом
металл–полупроводник ....................................................................................	401
20.4. Принцип действия МЕП-транзистора.............................................................	403
20.5. Элементы полупроводниковых
постоянных запоминающих устройств (ПЗУ) ................................................	407
20.5.1. МНОП-транзистор .....................................................................................	407
20.5.2. МДП-транзистор с плавающим затвором................................................	409
20.5.3. Двухзатворный МДП–транзистор ............................................................	410
Глава 21. Микроэлектроника субмикронных СБИС..................................................	412
21.1. Субмикронные МДП-транзисторы на полупроводниковых подложках.....	413
21.2. Методы улучшения характеристик субмикронных МДП-транзисторов.....	414
21.2.1. Ореол ...........................................................................................................	415
21.2.2. Ретроградное распределение.....................................................................	416
21.2.3. Подзатворный диэлектрик.........................................................................	416
21.2.4. Области стока и истока..............................................................................	417
21.2.5. Напряженный кремний..............................................................................	418
21.3. Субмикронные МДП-транзисторы на диэлектрических подложках...........	419
21.3.1. Структуры «кремний на изоляторе».........................................................	419
21.3.2. Cтруктура «кремний ни на чём» ...............................................................	420
21.4. Перспективные конструкции субмикронных МДП-транзисторов ..............	421
21.4.1. Транзисторы с двойным и с окольцовывающим затвором ....................	421
21.4.2. Транзисторы с вертикальным каналом ....................................................	423

492

21.5. Особенности субмикронных транзисторов для
аналоговых применений...................................................................................	423
Глава 22. Гетероструктуры в микроэлектронике........................................................	425
22.1. Основные свойства гетероперехода................................................................	425
22.1.1. Сверхинжекция неравновесных носителей
заряда в гетеропереходе............................................................................	426
22.1.2. Понятие о двухмерном электронном газе................................................	427
22.2. Гетероструктурные полевые транзисторы......................................................	428
22.2.1. Транзистор с высокой подвижностью электронов (НЕМТ) ..................	428
22.2.2. Псевдоморфные и метаморфные структуры
(р-НЕМТ и m-НЕМТ)................................................................................	430
22.2.3. НЕМТ на подложках из GaN.....................................................................	432
22.3. Гетеропереходные биполярные транзисторы ................................................	433
22.4. Интегральные микросхемы на гетеропереходных
полевых транзисторах ......................................................................................	434
Глава 23. Пассивные элементы ИМС ..........................................................................	438
23.1. Полупроводниковые резисторы ......................................................................	438
23.2. Плёночные резисторы ......................................................................................	440
23.3. Конденсаторы и индуктивные элементы........................................................	442
23.4. Коммутационные соединения..........................................................................	444
23.4.1. Задержка распространения сигнала..........................................................	444
23.4.2. Электороимграция......................................................................................	446
Глава 24. Функциональная электроника......................................................................	449
24.1. Пьезоэлектроника .............................................................................................	449
24.2. Оптоэлектроника...............................................................................................	451
24.3. Акустоэлектроника ...........................................................................................	452
24.4. Магнитоэлектроника.........................................................................................	454
24.5. Криоэлектроника...............................................................................................	454
24.6. Хемотроника......................................................................................................	457
24.7. Молекулярная и биоэлектроника ....................................................................	457
24.8. Приборы с зарядовой связью...........................................................................	458
24.9. Диэлектрическя электроника...........................................................................	460
24.10. Приборы на основе аморфных материалов..................................................	460
Глава 25. ОСНОВЫ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ .............................................................	461
25.1. Квантовые основы наноэлектроники..............................................................	461
25.1.1. Квантовое ограничение..............................................................................	462
25.1.2. Интерференционные эффекты..................................................................	464
25.1.3. Туннелирование..........................................................................................	464
25.2. Одноэлектроника (одноэлектронные транзисторы) ......................................	466
25.3. Квантовые транзисторы ...................................................................................	470
25.4. Нанотрубки в электронике ...............................................................................	471
25.5. Графеновые транзисторы (спинтроника) .......................................................	473
25.6. Молекулярная электроника..............................................................................	473
25.6.1. Квантовые компьютеры.............................................................................	475
25.7. Заключение ........................................................................................................	477
Список рекомендуемой литературы ............................................................................	478
Cправочный раздел........................................................................................................	480
Содержание ....................................................................................................................	487

493

Учебное издание

Светцов Владимир Иванович Холодков Игорь Владимирович

ФИЗИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА И ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ

Учебное пособие

Редактор О.В. Соловьева

Подписано в печать 20.12.2008. Формат 60х84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 28,83. Уч.-изд. л. 32. Тираж 100 экз. Заказ

ГОУ ВПО Ивановский государственный химико-технологический университет 153000, г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 7.

Отпечатано в ГУП Ивановской области «Ивановский издательский дом» 153000, г. Иваново, ул. Степанова, 5.

<<< < Предыдущая 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128129 / 129129

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
12.03.2015723.97 Кб148Экзамен по физике.doc
#
22.03.201638.91 Кб28Экзаменационные билеты по ТЕХНИКЕ СЦЕНЫ.doc
#
12.03.2015192 Кб8Экономика ВСЕ.doc
#
12.03.20153.23 Mб100экономика.pdf
#
12.03.20152.02 Mб45Электричество 2011.doc
#
12.03.201511.64 Mб1069Электроника.pdf
#
12.03.201513.01 Кб16Эрмитаж Египет.docx
#
12.03.201589.23 Кб14Эссе№2.rtf
#
12.03.201536.35 Кб50Этика Канта и Ницше.doc
#
12.03.201571.12 Кб6эээ.docx
#
12.03.201536.7 Mб473Янсон_Основы истории искусств.pdf