Содержание

Введение ………………………………………………………………………………….……3

1.Электропроводность полупроводников……………………………………………............5

1.1.Электроны в твердом теле……………………………………………………………..5

1.2. Собственная проводимость…………………………………………………………..8

1.3. Дрейфовые токи………………………………………………………………………12

1.4. Примесная электропроводность……………………………………………………..14

1.5. Диффузионные токи в полупроводниках…………………………………………...19

2. Электронно-дырочные переходы………………………………………………………...22

2.1. Электронно-дырочный переход при отсутствии внешнего напряжения…………22

2.2.Электронно-дырочный переход при прямом напряжении…………………………24

2.3. Электронно-дырочный переход при обратном напряжении………………………26

2.4. Переход металл-полупроводник………………………………………………….….28

3. Полупроводниковые диоды……………………...………………………………………..30

3.1. Вольт-амперная характеристика полупроводникового диода…………………….30

3.2. Емкости полупроводникового диода………………………………………………..31

3.3. Модели диодов………………………………………………………………………..32

3.4. Температурные свойства полупроводниковых диодов…………………………….34

3.5. Рабочий режим диода…………………………………………………………...........35

3.6. Применение выпрямительных диодов………………………………………............36

3.7. Импульсный режим диодов………………………………………………………….41

3.8. Конструкции полупроводниковых диодов………………………………………….43

3.9. Стабилитроны………………………………………………………………………...44

3.10. Варикапы…………………………………………………………………………….48

3.11. Туннельные и обращённые диоды………………………………………………...49

3.12. Полупроводниковые диоды для СВЧ……………………………………………....51

3.13. Лавинно-пролетные диоды……………………………………………………….....53

3.14. Диод Ганна…………………………………………………………………………...54

4. Биполярные транзисторы………………………………………………………………….56

4.1. Общие сведения о транзисторах……………………………………………………..56

4.2. Физические процессы в транзисторе………………………………………………..57

4.3. Основные схемы включения транзисторов…………………………………............61

4.4. Характеристики транзисторов……………………………………………………….66

4.5. Модели транзисторов………………………………………………………………...67

4.6. Влияние температуры на работу транзисторов…………………………………….71

4.7. Схемы питания и стабилизации режима транзисторов……………………………73

4.8. Усиление с помощью транзистора………………………………………………….75

4.9. Частотные свойства транзисторов…………………………………………………..77

4.10. Импульсный режим транзисторов…………………………………………………79

4.11. Основные типы биполярных транзисторов………………………………………..82

5. Полевые транзисторы……………………………………………………………………..85

5.1. Полевые транзисторы с управляющим переходом…………………………………85

5.2. МОП-транзисторы со встроенным каналом………………………………………...92

5.3. МОП-транзисторы с индуцированным каналом…………………………………...94

5.4. Биполярный транзистор с изолированным затвором..…………………………….96

6. Тиристоры и однопереходный транзистор…………….………………………………..99

6.1. Диодный тиристор……………………………………………………………...........99

6.2. Триодные тиристоры………………………………………………………………..102

6.3. Однопереходный транзистор……………………………………………………….105

7. Оптоэлектронные приборы…………………………………………………...…………107

7.1. Фотодиоды………………………………………………………………..………….107

7.2. Фототранзисторы………………………………………………………..…………..108

7.3. Светодиоды………………………………………………………………...………..110

7.4. Оптроны…………………………………………………………………………..…111

8. Элементы интегральных микросхем ……………………………………….….………113

8.1 Пленочные и гибридные ИС………………………………………………………..113

8.2. Полупроводниковые ИС……………………………………………………………114

8.3. Схемы с инжекционным питанием ………………………………………………..120

8.4. Схемы на приборах с зарядовой связью……………………………....…………..121

Заключение………….…………………….…………………………………………...........123

Введение

Электроника представляет собой бурно развивающуюся область науки и тех­ники. Она изучает принципы устройства, работы и применения различных электронных приборов. К физической электронике относятся электронные и ионные процессы в полупроводниках, вакууме и газах, а также на поверхности раз­дела между твердыми или жидкими телами и вакуумом или газом. В тех­нической электронике изучаются устройство электронных приборов и их при­менение в технике. Область, посвященную применению электронных приборов в промышленности, называют промышленной электроникой.

Успехи электроники в значительной степени объясняются развитием радио­техники. Обе области развивались в тесной взаимной связи. Их часто объеди­няют и называют радиоэлектроникой. Электронные приборы служат основными элементами радиотехнических устройств и определяют важнейшие показатели радиоаппаратуры.

С другой стороны, многие проблемы в радиотехнике при­вели к изобретению новых и совершенствованию существующих электронных приборов. Эти приборы применяются в радиосвязи, телевидении, при записи и воспроизведении звука, в радиолокации, радионавигации, радиотелеуправлении и других областях радиоэлектроники. Вместе с тем электроника проникла во все отрасли современной науки, техники, промышленности.

Электронные приборы используются в автоматике, телемеханике, проводной связи, звуковом кино, атомной и ракетной технике, астрономии, метеорологии, геофизике, меди­цине, биологии, физике, химии, металлургии, машиностроении, различных об­ластях измерительной техники и т.д.

В 1887 г. немецкий физик Г. Р. Герц, известный своими опытами с элек­тромагнитными волнами, открыл фотоэлектрический эффект. Термоэлектронная эмиссия была открыта в 1883 г. Т. А. Эдисоном.

Использование электронных приборов в радиотехнике началось с того, что в 1904 г. английский ученый Д. А. Флеминг применил двухэлектродную лампу с накаленным катодом для выпрямления (детектирования) высокочастот­ных колебаний в радиоприемнике.

В полупроводниковых интегральных микросхемах (ИС) на пластинке кремния раз­мером в несколько квадратных миллиметров размещаются тысячи и даже миллионы транзисторов. На основе подобных микросхем построены электронно-вычислитель­ные машины, содержащие много миллионов элементов.

На транзисторах работают миниатюрные радиоприемники и передатчики. Для их питания достаточно даже одного элемента от карманного фонаря. Специально для аппаратуры с полупроводниковыми приборами сконструированы малогабаритные радиодетали, благодаря которым удалось создать аппаратуру весьма малых размеров. Например, имеются приемно-передающие радиостанции, смонтированные в микротелефонной трубке, причем для их питания использу­ется звуковая энергия голоса человека, говорящего в микрофон. Сверхминиатюр­ный радиопередатчик с ИС, находящийся вместе со специальными при­борами в капсуле, заглатываемой больным, передает сигналы о состоянии же­лудочно-кишечного тракта.