Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Гарифуллин Н.М




Рецензенты

Учебное пособие

Э Л Е К Т Р О Н И К А

Н.М. Гарифуллин

Уфа

РИЦ БашГУ

УДК 621.38

ББК 32.85

Г 20

 

д-р тех. н., проф. кафедры ТС УГАТУ Виноградова И.Л.;

кафедра электротехники и электроснабжения предприятий УГНТУ.

 

 

Г20

Электроника:

Учебное пособие. – Уфа: РИЦ БашГУ, 2012. – 164с.

ISBN

В учебном пособии рассмотрены все основные полупроводниковые приборы: диоды, биполярные и полевые транзисторы, тиристоры, однопереходные транзисторы и оптоэлектронные приборы. Достаточно подробно рассмотрены физические явления, лежащие в основе работы этих полупроводниковых приборов, их характеристики и параметры. Для основных полупроводниковых приборов приведены также их эквивалентные схемы и математические модели.

Предназначено для подготовки студентов в высших учебных заведениях по физическим и инженерным специальностям.

 

 

УДК 621.38

ББК 32.85

 

 

ISBN © Гарифуллин Н.М., 2012

© БашГУ, 2012

 

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие. 3

Введение. История развития электроники. 4

1. ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ... 7

1.1. Общие сведения. 7

1.2. Выпрямительные диоды.. 8

1.3. Высокочастотные диоды.. 11

1.4. Импульсные диоды.. 12

2. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ДИОДЫ... 14

2.1. Сверхвысокочастотные диоды.. 14

2.1.1. СВЧ диоды на р-п переходах. 14

2.1.2. Диоды Шоттки. 15

2.1.3.Туннельные диоды.. 16

2.1.4. Обращенные диоды. 20

2.1.5.Диоды Ганна. 21

2.1.6. Лавинно-пролетные диоды (ЛПД). 22

2.2. Стабилитроны.. 23

2.3. Варикапы.. 26

3. БИПОЛЯРНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ... 29

3.1.Общие сведения. 29

3.2. Устройство и обозначение биполярного транзистора. 29

3.3. Схемы включения и режимы работы транзистора. 30

3.4. Принцип действия биполярного транзистора. 32

3.5. Усилительные свойства биполярного транзистора. 35

3.5.1. Схема с ОБ. 36

3.5.2. Схема с ОЭ.. 37

3.5.3. Схема с ОК.. 39

4. РАСЧЕТНЫЕ ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТРАНЗИСТОРА.. 41

4.1. Процессы в базе транзистора. 41

4.2. Вывод уравнений ВАХ-тик транзистора. 44

4.3. Модель транзистора по Эберсу-Молла. 46

5. ПАРАМЕТРЫ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ РЕАЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ.. 49

5.1. Коэффициенты передачи тока при низком уровне инжекции. 49

5.2. Физические параметры транзистора. 52

5.3. Физические эквивалентные схемы транзистора. 55

5.4. Дифференциальные параметры транзистора-четырехполюсника. 57

6. СТАТИЧЕСКИЕ ВОЛЬТАМПЕРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЕАЛЬНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 60

6.1.Общие сведения. 60

6.2. Схема с общей базой. 60

6.3. Схема с общим эмиттером. 62

6.4. Влияние температуры на статические характеристики транзистора. 64

6.5. Расчет h-параметров биполярного транзистора по статическим характеристикам.. 66

6.6. Работа биполярного транзистора в режиме усиления гармонического сигнала. 68

7. ЧАСТОТНЫЕ СВОЙСТВА И ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В БИПОЛЯРНОМ ТРАНЗИСТОРЕ.. 73

7.1. Частотные свойства биполярного транзистора. 73

7.2. Импульсные свойства биполярного транзистора. 78

7.3. Дрейфовые транзисторы. 81

7.4. Разновидности биполярных транзисторов. 84

 

8. ПОЛЕВЫЕ (УНИПОЛЯРНЫЕ) ТРАНЗИСТОРЫ... 87

8.1. Общие сведения. 87

8.2. Полевые транзисторы с управляющим р-п переходом. 89

8.3. Расчет тока стока полевого транзистора с управляющим р-п переходом. 92

8.4. Статические вольтамперные характеристики полевого транзистора с управляющим р-п переходом. 93

8.5. Полевые транзисторы с управляющим переходом металл-полупроводник. 95

9. МДП–ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ... 97

9.1. Принцип работы МДП-полевых транзисторов. Эффект поля. 97

9.2. МДП-полевой транзистор с индуцированным каналом п-типа. 99

9.3. Расчет вольтамперных характеристик МДП полевого транзистора. 101

9.4. Влияние подложки на параметры МДП полевых транзисторов. 104

9.5. МДП полевые транзисторы с встроенным каналом.. 105

9.6. МДП-транзистор как элемент памяти. 106

10. ПАРАМЕТРЫ И ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ СХЕМЫ ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ.. 110

10.1. Малосигнальные параметры. 110

10.2. Эквивалентные схемы полевых транзисторов. 111

10.3. Усилительные свойства полевых транзисторов. 113

11. СИЛОВЫЕ ПОЛЕВЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ... 116

11.1. Общие сведения. 116

11.2. Мощные МДП-транзисторы. 116

11.3. Мощные транзисторы со статической индукцией. 118

11.4. IGBT-транзисторы.. 120

12. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ БИПОЛЯРНЫХ И МДП ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРОВ 123

12.1. Достоинства и недостатки биполярных и МДП-транзисторов. 123

12.2. Цифро-буквенные обозначения биполярных и полевых транзисторов. 124

13. ТИРИСТОРЫ... 126

13.1. Классификация тиристоров и их структура. 126

13.2. Физические процессы в диодном тиристоре. 126

13.3. Вольтамперная характеристика диодного тиристора. 128

13.4. Триодный тиристор - тринистор. 132

13.5. Симметричные тиристоры – симисторы.. 133

13.6. Маркировка и условно графические обозначения тиристоров. 135

14. ОДНОПЕРЕХОДНЫЕ ТРАНЗИСТОРЫ... 137

15. ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ПРИБОРЫ... 140

15.1. Общие сведения. 140

15.2. Источники излучения. 140

15.2.1. Светоизлучающие диоды. 140

15.2.2. Полупроводниковые инжекционные лазеры. 144

15.3. Полупроводниковые приемники излучения. 149

15.3.1. Фотопроводимость полупроводников. 149

15.3.2. Фоторезисторы. 150

15.3.3. Фотодиоды. 152

15.3.4. Р-i-n – и лавинные фотодиоды. 155

15.3.5. Фототранзисторы и фототиристоры. 156

15.4. Оптроны. .. 158

Предисловие.

 

Электроника в настоящее время является универсальным и достаточно эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора в области сбора и преобразования информации. Знания в области электроники, поэтому, становятся необходимым для все более широкого круга специалистов.

Как известно, современная электроника включает в себе три направления: вакуумную, твердотельную и квантовую. Данное учебное пособие посвящено твердотельной электронике, основным направлением которой является полупроводниковая электроника, рассматривающая физические принципы работы, характеристики и параметры основных типов полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, однопереходных транзисторов и оптоэлектронных приборов.

Целью данного учебного пособия является ознакомить студентов с физическими явлениями, лежащие в основе работы полупроводниковых приборов, их характеристиками и параметрами. Рассмотрены разновидности полупроводниковых диодов, их особенности и области применения. Для биполярных и полевых транзисторов даны выводы вольтамперных характеристик, их эквивалентные схемы и математические модели в различных схемах включения. Изложена работа силовых биполярных и полевых транзисторов и тиристоров.

При описании работы приборов полупроводниковой электроники было учтено, что студенты уже знакомы с основными понятиями физики полупроводников, явлениями и физическими процессами в различных контактах: металл-полупроводник, полупроводник-полупроводник и др. на основе курса «Физические основы электроники».

Учебное пособие написано на основе курса лекций по «Электронике», читаемых для студентов специальностей «Физика и техника оптической связи» и «Радиофизика и электроника» Физико-технического института Башкирского госуниверситета и предназначено для подготовки студентов в высших учебных заведениях по физическим и инженерным специальностям.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-06; Просмотров: 1365; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.017 сек.