Основы электроники

ЛЕКЦИЯ 8

Электроника – это наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, используемых для передачи, обработки и хранения информации.

Возникла в начале 20 века.

Первоначально появилась вакуумная электроника, на основе которой были созданы вакуумные приборы и устройства (в 1904 г Д Флеминг - вакуумный диод, а в 1906 году Ли де Форест – вакуумный триод). В 1945 году на базе вакуумной технике создается первая ЭВМ ЭНИАК массой 30 тонн, потреблением энергии 140 кВт, работала на тактовой частоте 100кГц, использовала 18 000 ламп, 70 000 резисторов, 10 000 конденсаторов и 7500 реле и ключей.

С начала 50 – х годов интенсивно развивается твердотельная электроника (прежде всего полупроводниковая);

С начала 60 годов появляется одно из самых перспективных направлений электроники – микроэлектроника.

После создания квантового генератора началось развитие квантовой электроники.

Электронные приборы и устройства используются в аппаратуре связи, автоматики, вычислительной техники, измерительной технике и т. д.

Для изготовления п/п приборов используют:

1) простые п/п материалы: германий, кремний, селен;

2) сложные п/п вещества: арсенид галлия, фосфид галлия и др.

Это элементы 4 – й группы таблицы Менделеева, имеющие кристаллическое строение.

Чистые п/п имеют концентрацию электронов и дырок лишь 10¹⁶-10¹⁸ на

1 см³, удельное электрическое сопротивление − 0,65 - 10⁸ Ом. Большое влияние на подвижность зарядов оказывают примеси и температура.

Р-N – переход и его свойства.

Электронно-дырочный переход − область на границе двух полупроводников с различными типами электропроводности.

а) б)

Схема образования потенциального барьера

Из-за диффузии электроны из N-области проникают в P-область и в N-области остается некомпенсированный положительный заряд. На границе возникает разность потенциалов φ_к (потенциальный барьер) и образуется электрическое поле напряженностью E₀, препятствующее диффузии. Для кремниевых диодов φ_к = 0,6 − 0,8 В; германиевых − 0,3-0,4 В.

Тонкий пограничный слой, обедненный основными носителями заряда, обладающий большим электрическим сопротивлением, называется запирающим слоем или P-N-переходом.

а) P-N переход закрыт − б) P-N- переход открыт −

обратное смещение прямое смещение

в)

Вольт-амперная характеристика Р-N-перехода

Таким образом, Р-N переход обладает следующими свойствами:

- односторонней проводимостью;

- создавать собственное электрическое поле (диффузионное поле);

- способность накапливать электрические заряды;

Дата добавления: 2014-01-07