Модуль 1 полупроводниковые резисторы

ВВЕДЕНИЕ

Электроника – важнейшая отрасль науки и техники, изучающая взаимодействие заряженных час-тиц, в первую очередь электронов, с электромагнитными полями, а также методы разработки вакуум-ных, газоразрядных и полупроводниковых электронных приборов, используемых, в основном, для ге-нерации и усиления сигналов, передачи, обработки и хранения информации. Началом возникновения электроники можно считать изобретение в 1904 г. электровакуумного диода. За 100 лет своего существования, пройдя несколько этапов революционных преобразований, она стала отраслью знаний, определяющей уровень развития цивилизации. Достижения современной электроники сделали ее неотъемлемой частью жизни современного человека. Поэтому подготовка специалистов всех уровней по разработке, производству, обслуживанию и ремонту радиоэлектронного оборудования явля-ется важной задачей современного профессионального образования.

Предлагаемое учебное пособие предназначено для изучения основ электроники на первой ступени обучения образовательного комплекса «профессиональный лицей – техникум – технический вуз» при подготовке квалифицированных рабочих по профессиям радиотехнического профиля.

Оно состоит из семи модулей, не равнозначных по объему и уровню представления материала. В модуле 1 формируется начальное представление об основных электрофизических свойствах полупро-водников и более подробно излагается принцип действия и методы описания наиболее простых полу-проводниковых приборов – нелинейных резисторов.

Модули 2, 3 и 4, в которых рассматриваются полупроводниковые приборы, являющиеся элемент-ной базой многих радиоэлектронных устройств и основой изделий микроэлектроники, содержат мате-риал на уровне второй (среднетехнической) ступени обучения.

Модули 5 и 7, в силу ряда причин, оговоренных в пособии, носят конспективный характер. Модуль 6 следует рассматривать как основу для дальнейшего подробного изучения электронно-лучевых прибо-ров отображения графической информации, применяющихся в современной радиотелевизионной аппа-ратуре и вычислительной технике.

В конце каждого модуля приводятся вопросы, позволяющие обучающимся провести самоконтроль усвоения полученных знаний.

1.1 Строение твердых тел

Все твердые тела, встречающиеся в природе, делятся на кристаллические и аморфные. В кристал-лических телах слагающие их атомы и молекулы располагаются в строго определенном порядке, обра-зуя симметричные кристаллы. В отличие от кристаллов, аморфные тела не имеют упорядоченной и многократно повторяемой структуры – атомы в них располагаются достаточно произвольно.

В радиоэлектронных приборах, выполненных на основе твердых тел, в настоящее время преимуще-ственно используются кристаллы.

По способу связи между атомами, составляющими кристалл, принято различать ионные, металли-

ческие, ковалентные и молекулярные кристаллы.

При образовании кристаллов с ионной связью, являющихся, как правило, солями, происходит иони-зация ранее нейтральных атомов путем обмена валентными электронами. Вследствие этого кристалл состоит из положительных и отрицательных ионов, располагающихся таким образом, что электростати-ческое притяжение разноименных ионов преобладает над отталкиванием одноименных. В отсутствие примесей в ионных кристаллах нет свободных носителей заряда, поэтому данный класс веществ отно-сится к диэлектрикам.

ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛОВ ПРОИСХОДИТ ОТТОРЖЕНИЕ И ОБОБЩЕСТВ-ЛЕНИЕ ВАЛЕНТНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ У ВСЕХ АТОМОВ. В РЕЗУЛЬТАТЕ ЭТОГО КРИСТАЛЛ МЕТАЛЛА ОКАЗЫВАЕТСЯ СОСТОЯЩИМ ИЗ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫХ ИОНОВ И СООТВЕТ-СТВУЮЩЕГО ЧИСЛА СВОБОДНЫХ ЭЛЕКТРОНОВ, ХАОТИЧЕСКИ ПЕРЕМЕЩАЮЩИХСЯ ПО ВСЕМУ ОБЪЕМУ КРИСТАЛЛА. МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ ВЕСЬМА ПРОЧНА, ТАК КАК КАЖДЫЙ ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЙ ИОН ВЗАИМОДЕЙСТВУЕТ СО МНОГИМИ ЭЛЕКТРО-НАМИ, А СИЛЫ ВЗАИМНОГО ОТТАЛКИВАНИЯ ИОНОВ НЕ ПОЗВОЛЯЮТ ИМ СБЛИ-

Дата добавления: 2015-05-06