- •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