- •Лекция 1 Задачи курса
- •Элементы физики полупроводников
- •P-n переход, структура, работа.
- •Лекция 2 Статические характеристики диодов
- •Лекция 3 Динамические параметры p-n перехода
- •Полупроводниковые диоды.
- •Выпрямительные диоды.
- •Стабилитроны и стабисторы.
- •Светодиоды.
- •Фотодиоды.
- •Туннельные диоды.
- •Варикапы.
- •Лекция 4 Транзисторы.
- •Биполярные транзисторы.
- •Основные схемы включения транзистора.
- •Работа биполярного транзистора.
- •Лекция 5 Характеристики биполярных транзисторов.
- •Статические характеристики.
- •Модель биполярного транзистора Эберса - Молла.
- •Частотные свойства биполярных транзисторов.
- •Составные транзисторы.
- •Лекция 6 Униполярные (полевые) транзисторы.
- •Основные структуры полевых транзисторов.
- •Транзистор с изоляцией канала от затвора обратносмещенным p-n переходом.
- •Транзисторы структуры металл - диэлектрик - полупроводник (мдп).
- •Статические характеристики полевых транзисторов.
- •Лекция 7 Частотные свойства полевых транзисторов.
- •Некоторые особенности использования полевых транзисторов.
- •Тиристоры.
- •Лекция 8
- •2. Полупроводниковые устройства.
- •2.1. Усилительные устройства.
- •2.1.1. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с заземленным эмиттером.
- •Лекция 9
- •2.1.2. Усилительный каскад на биполярном транзисторе с отрицательной обратной связью по току.
- •2.1. 3. Эмиттерный повторитель.
- •2.1.4. Дифференциальный усилитель.
- •2.2. Полупроводниковые источники стабильного тока.
- •Лекция 10
- •2.3. Обратная связь в усилителях сигналов.
- •2.3.1. Влияние обратной связи на свойства усилителя.
- •2.3.2. Разновидности обратной связи.
- •2 Рис. 74. Параллельная обратная связь..4. Частотные свойства усилителей.
- •Лекция 11
- •2.5. Операционный усилитель (оу).
- •2.5.1. Принципиальная схема, состав, функциональное назначение.
- •2.5.2. Основные параметры операционного усилителя.
- •2.5.3. Основные включения операционного усилителя.
- •Решающие элементы аналоговых вычислительных машин (авм).
- •Сумматор.
- •2.5.4.2.Интегратор.
- •Дифференциатор.
- •Решение дифференциальных уравнений.
- •Триггер Шмитта.
- •Лекция 12
- •3. Источники питания электронной аппаратуры.
- •3.1. Структурные схемы источников питания.
- •3.2. Выпрямители.
- •3.2.1. Однополупериодный выпрямитель.
- •3.2.2. Двухполупериодный выпрямитель.
- •3.2.3. Мостовой выпрямитель.
- •3.2.4. Выпрямители с умножением напряжения.
- •3.3. Фильтры.
- •Лекция 13
- •3.4. Стабилизаторы напряжения.
- •3.4.1. Компенсационные стабилизаторы.
- •3.4.2. Импульсный стабилизатор.
- •3.4.3. Источник питания с преобразованием частоты.
- •Лекция 14
- •4 Импульсная техника.
- •4.1 Импульсный сигнал, его характеристики.
- •4.2 Формирователи импульсных сигналов.
- •Лекция 15
- •4.3 Ключ на биполярном транзисторе.
- •Лекция 16
- •4.4 Процессы переключения ключа на биполярном транзисторе.
- •Лекция 17
- •4.5 Транзисторные ключи на полевых транзисторах.
- •4.6 Генератор импульсной последовательности (мультивибратор).
- •4.7 Триггер на биполярных транзисторах.
Лекция 1 Задачи курса
Данная дисциплина читается студентам второго курса специальности 2201 и рассчитана на 34 часа лекций.
Материал курса разбит на несколько частей, излагаемых последовательно со связью между разделами. Это требует последовательного изучения материала т.к. последующий материал может быть освоен только по изучению предыдущего.
В курс включены разделы:
- элементы физики полупроводников (P-N переход и его работа),
- полупроводниковые элементы (диоды, биполярные транзисторы, полевые транзисторы и т.п.),
-электронные устройства (аналоговые электронные устройства: усилители на локальных транзисторах, операционные усилители, источники тока, источники напряжения, функциональные устройства и т.д.; импульсные электронные устройства: формирователи импульсов, логические элементы и т.д.).
Элементы физики полупроводников
Кристаллическая структура полупроводника, виды проводимости полупроводника.
Проводимость твердых тел вы изучали в курсе "Физика", а в данном курсе остановимся только на некоторых аспектах проводимости полупроводниковых материалов. К полупроводниковым материалам относятся кремнийSi и германийGe. Каждый из них четырехвалентен, т.е. имеет во внешней оболочке по четыре валентных электрона. Для лучшего понимания структуры кристалла воспользуемся ее представлением на плоскости.
Как видно из рисунка в узлах кристаллической решетки находятся атомы кремния, состоящие из ядра и расположенных вокруг ядер четырех электронов. Все четыре электрона находятся в валентной связи с электронами четырех соседних атомов. Такое положение приводит к тому, что в кристалле нет свободных носителей зарядов и как следствие в кристалле, при обычных условиях, отсутствует проводимость.
Е
Рис. 1. Кристаллическая решетка кремния
(Si).
Совершенно однородная структура (рис.1) бывает у полупроводника лишь при температуре абсолютного нуля. По мере нагревания часть валентных связей нарушается под действием тепловых колебаний атомов в решетке. Нарушение валентных связей приводит к одновременному появлению свободных электронов и пустых местдырок. Такая дырка ведет себя подобно частице с положительным зарядом. Она, так же как и электрон, совершает хоатическое движение в течение некоторого времени (времени жизни носителя заряда), а затем рекомбинирует с одним из свободных электронов. Наличие свободных носителей в кристалле при его нагреве приводит к появлению проводимости. Проводимость полупроводника, обусловленную парными носителями теплового происхождения, называютсобственной.
Полупроводниковые технологии позволяют осуществить замену атомов в кристаллической решетке атомами другого вещества (примесями), образующаяся при этом проводимость называют примесной.
Е
Рис.
2. Полупроводник типа n.
О
Рис.
3. Полупроводник типа р.
В примесных полупроводниках в одном кристалле присутствуют как электроны, так и дырки. В зависимости от типа полупроводника концентрации носителей зарядов различны, так в полупроводниках типа n(электронная проводимость) концентрация электронов значительно выше, чем концентрация дырок. В полупроводниках типаp(дырочная проводимость) наоборот. Носители заряда, концентрация которых выше называютосновными, а те концентрация, которых ниже называютнеосновными.