- •Часть 1
- •Раздел 1 элементная база электроники Введение. Определение понятия «Электроника»
- •Электронные лампы и электровакуумные приборы
- •Свойства электрона и электронная эмиссия
- •Виды электронной эмиссии
- •Устройство и принцип работы электровакуумных приборов
- •Устройство ламп
- •Двухэлектродная электронная лампа – диод
- •Принцип работы диода
- •Характеристики и параметры диода
- •Характеристики диода
- •Статические параметры диода
- •Трехэлектродная лампа (триод)
- •Характеристики триода
- •Тетроды и пентоды
- •1.2 Электронно-лучевые приборы Электронно-лучевые трубки
- •Основные параметры элт
- •Система обозначений электронных и электронно – лучевых приборов
- •Система обозначений электроннолучевых трубок
- •Полупроводниковые приборы Свойства полупроводников, влияние примесей на проводимость
- •Примесная проводимость полупроводника
- •1.4 Полупроводниковые резисторы
- •1.5 Полупроводниковые диоды
- •Выпрямительные диоды
- •Стабилитроны
- •Варикапы
- •Туннельные диоды
- •Светодиоды
- •Фотодиоды
- •1.6 Биполярные транзисторы
- •Физические принципы работы транзисторов
- •Схемы включения, характеристики и параметры транзистора
- •1.7 Полевые транзисторы
- •Полевые транзисторы с управляющим p-n-переходом
- •Характеристики полевых транзисторов с p-n-переходом
- •Полевые транзисторы с изолированным затвором (мдп)
- •Маркировка транзисторов
- •Схемы включения пт и их особенности
- •1.8 Тиристоры
- •Диодный тиристор
- •Триодный тиристор
- •1.9 Электронно - световые знаковые индикаторы
- •Накальные индикаторные приборы
- •Электролюминесцентные индикаторы (эли)
- •Вакуумно-люминесцентные индикаторы
- •Газоразрядные знаковые индикаторы (ин)
- •Ионные приборы (газоразрядные)
- •Тиратрон с холодным катодом
- •Сигнальные неоновые лампы
- •1.10 Оптроны
- •Конструкция оптронов
- •Типы оптопар, параметры и характеристики
- •Раздел 2 электронные устройства
- •2.1 Электронные усилители
- •Параметры и характеристики усилителей
- •Классификация усилителей
- •Принцип построения усилительных каскадов
- •Характеристики усилителей
- •Особенности многокаскадных усилителей
- •2.2 Режимы работы усилительных каскадов (классы усиления)
- •Температурная стабилизация усилителей
- •2.3 Обратные связи в усилителях
- •Виды ос
- •2.4 Схемы включения усилительных каскадов (ук)
- •Особенности ук на полевых транзисторах
- •2.5 Усилители мощности
- •Классификация усилителей мощности
- •Однотактный усилитель мощности
- •Двухтактные трансформаторные усилители мощности
- •Бестрансформаторные усилители мощности
- •2.6 Усилители постоянного тока
- •Упт с одним источником питания
- •Упт с двумя источниками питания
- •Дрейф в упт
- •2.7 Операционные усилители
- •Характеристики оу
- •Параметры оу
- •Решающие схемы на оу
- •2.8 Избирательные усилители
- •Высокочастотные иу
- •Низкочастотные иу
- •2.9 Генераторы гармонических колебаний
- •Литература
- •Содержание
- •Раздел 1 элементная база электроники..........................................3
- •1.1 Электронные лампы и электровакуумные приборы…...............................6
- •1.2 Электронно-лучевые приборы.......................................................................24
- •1.3 Полупроводниковые приборы......................................................................31
- •1.4 Полупроводниковые резисторы...................................................................35
- •1.5 Полупроводниковые диоды ..........................................................................41
- •1.6 Биполярные транзисторы..............................................................................54
- •1.7 Полевые транзисторы.....................................................................................62
- •1.8 Тиристоры..........................................................................................................72
- •1.9 Электронно - световые знаковые индикаторы..........................................78
- •1.10 Оптроны...........................................................................................................85
- •Раздел 2 электронные устройства....................................................90
- •2.1 Электронные усилители..................................................................................90
Система обозначений электронных и электронно – лучевых приборов
Первый элемент обозначения – число, указывающее напряжение накала в вольтах, например, для приема – усилительных ламп с подогревным катодом напряжение накала составляет 6,3 В, первый элемент обозначения 6.
Второй элемент – буква, характеризует группу ламп. Приняты следующие обозначения: А – гентод, Б – диод-пентод и световой диод-пентод, Г – диод с триодом, Д – диод, Е – элементно-световой индикатор настройки, Ж – пентод и лучевой тетрод с короткой отсечкой, И – триод гексод и триод-гентод, К – пентод и лучевой тетрод с удлиненной характеристикой, Н – двойной триод, П – выходная лампа (пентод и лучевой тетрод), С – триод, Ф – триод-пентод, Х – двойной диод, Ц – кенотрон.
Третий элемент обозначения – число, указывающее порядковый номер разработки типа лампы. Лампа с большими порядковыми номерами, то есть более новых разработок имеют лучшие параметры.
Четвертый элемент обозначения – буква, характеризующая конструктивную особенность лампы. Без обозначения – лампа с металлическим баллоном, П – пальчиковые лампы, Б – сверхминиатюрные. Примеры обозначения ламп: 6Ф5П, 1К2П, 6Ж9П, 6Н8С, 6К13П, 30Ц6С, 1Ц21П, 6Г3П, 6Х6С, 6Н24П, 6Б2П, 6П18П, 6И1П, 6Е1П.
Система обозначений электроннолучевых трубок
Первый элемент – размер экрана по диагонали или диаметр.
Второй элемент – обычно буква «Л» – люминесцентный.
Третий элемент – буква «К» – кинескоп или «О» – осциллографическая.
Четвертый элемент – номер разработки.
Пятый элемент – буква, указывающая тип материала экрана, Б – белый, Ц – для цветного изображения .
Примеры: 61ЛК5Б, 59ЛК3Ц, 11ЛК1Б, 13Л037Б.
Полупроводниковые приборы Свойства полупроводников, влияние примесей на проводимость
Большинство тел в природе являются полупроводниками. К полупроводникам относятся такие вещества как кремний, германий, селен, теллур, большинство оксидов металлов и все разнообразие руд и минералов, встречающихся в природе. Само название «полупроводники» говорит о том, что они по своим свойствам проводить ток, то есть по величине электропроводности, занимают промежуточное место между проводниками и изоляторами (не проводниками). У металлов электропроводность равна 104 − 105 Ом-1 · См-1, а у диэлектриков 10-14 – 10-18 Ом-1 См-1.
Помимо количественного имеются еще и качественное различие. Характерной особенностью полупроводников является то, что их электрические свойства очень неустойчивы и в значительной мере зависят от внешних воздействий. Электропроводность полупроводников меняется под влиянием таких факторов, как наличие примесей, электрическое поле, температура, освещенность. Эти свойства и обусловили широкое применение полупроводников.
Полупроводники отличаются от металлов не только меньшей электропроводностью, но и имеют зависимость от температуры: полупроводники с повышением температуры обычно уменьшают свою проводимость, а вблизи абсолютного нуля становятся изоляторами. Наряду с отличиями имеются и сходства: механизм растекания и диффузии электронов в полупроводниках не отличается от наведения зарядов в металлах.
Основными материалами для изготовления полупроводниковых приборов являются кремний (Ѕi) и германий (Je). Большая механическая прочность и химическая устойчивость этих материалов обеспечивают надежность работы изготавливаемых полупроводниковых приборов, а также большой срок их службы.
Наиболее разработана технология получения германия и кремния, поэтому их кристаллы широко применяются при производстве полупроводниковых приборов.
Если исходный материал тщательно очищен от посторонних примесей веществ, достаточно бывает ничтожно мало примесных атомов (тысячных или миллионных долей процента, чтобы изменить характер проводимости). Поэтому, чтобы получить полупроводник с определенной проводимостью, его необходимо вначале тщательно очистить от примесей. Содержание примесей в германии, например, может быть доведено до 10-6 – 10-7 %, при этом удельное сопротивление составляет около 100 Ом · См.
Разная величина проводимости веществ обусловлена разной величиной энергии, которую необходимо затратить на то, чтобы освободить валентный электрон от связей с атомами, расположенными в узлах кристаллической решетки молекул вещества.
Энергия валентным электронам атомов вещества может быть сообщена за счет воздействия тепловых квантов (фононов), излучения при тепловых колебаниях решетки, световых квантов (фотонов), сильного электрического поля, γ – квантов или потоков атомарных частиц.
Уход электрона из валентной зоны приводит к образованию в ней незаполненного энергетического уровня. Такое вакантное энергетическое состояние носит название «дырка». Отсутствие электрона в валентной зоне равносильно наличию в данном месте положительного заряда, поэтому такой заряд принимают дырке. В технической литературе дырки обозначают буквой р, а электроны буквой n.
Валентные электроны соседних атомов в присутствии внешнего электрического поля могут переходить на эти свободные уровни, создавая дырки в другом месте. Таким образом, движение дырки является лишь формальным результатом фактического перемещения электронов по валентным уровням.
Электропроводность, обусловленную движением свободных электронов, называют электронной, а электропроводимость, обусловленную движением дырок – дырочной. Явление одновременного существования электронной и дырочной проводимости носит название собственной проводимости кристалла. В кристалле германия с собственной проводимостью концепции электронов и дырок равна n = p 2,5 1013 на 1 см3 (при комнатной температуре). При неравномерной концентрации электронов и дырок (наличие градиента концентрации) и при отсутствии внешнего поля они перемещаются по законам диффузии, переходя из области больших концентрации в область меньших концентрации. Это движение зарядов и образует диффузионный ток Iдиф.
Если в полупроводнике с помощью внешнего источника ЭДС создать электрическое поле, то хаотическое движение носителей заряда упорядочится, то есть дырки и электроны начнут двигаться в направлениях, совпадающих с направлениями электрического поля, а электроны в противоположном. Возникнут два встречно направленных потока носителей заряда. Такое движение зарядов называют дрейфом, а созданный их движением ток – дрейфовым током Iдр.
В зависимости от того, как создается ток, различают его электронную и дырочную составляющую.