Логические элементы и их электронные аналоги
ВведениеУмение решать сложные научно-технические задачи основная функция современного инженера электронной техники.Научиться решать такие задачи главная цель учебного процесса.Для достижения успеха путь к сложным задачам должен начинаться с простого. Именно поэтому в учебнометодический комплект по каждому предмету должно входить пособие по решению задач. Решение задач способствует более глубокому усвоению лекционного материала, прививает навыки инженерного подхода к решению технических задач. Практические расчеты должны развивать у студентов четкое понимание пределов применимости тех или иных формул.Задачи в основном составлены таким образом, что помимо знаний параметров и характеристик прибора требуется понимание физической сущности процессов, происходящих в них.Данная работа ориентирована в основном на студентов заочного и вечернего факультетов специальности 2201, 2206, поэтому каждый новый раздел сопровождается довольно подробным теоретическим материалом. Часть задач в сборнике дана с подробным анализом и решением, рекомендациями к решению, с теоретическим обобщением. Учебное пособие может быть использовано студентами дневной формы обучения и не только по специальностям 2201, 2206, но и смежных с ними, связанных с проектированием радиоэлектронной аппаратуры.Основные разделы из курса «Электроника» проработаны достаточно подробно теоретически и практически с помощью задач и примеров, но автор работы не ставил целью заменить данным пособием весь материал, который положено студенту изучать по программе названной дисциплины. Более подробное и детальное изучение курса «Электроника» рекомендуется по литературе, на которую ссылается автор в конце пособия.КОНТАКТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКЕ 1.1. Общие сведения Полупроводниками называют обширную группу материалов, которые по своему удельному электрическому сопротивлению занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. Обычно к полупроводникам относят материалы с удельным сопротивлением = 103 109 Омсм, к проводникам (металлам) материалы с 104 Омсм, а к диэлектрикам материалы с 1010 Омсм.Электропроводность чистого полупроводника называется собственной электропроводностью. Характер электропроводности существенно меняется при добавлении примеси. В полупроводниковых приборах используются только примесные полупроводники, количество примеси строго дозируется примерно один атом примеси на 107 108 атомов основного материала.В основе работы большинства полупроводниковых приборов и активных элементов интегральных микросхем лежит использование свойств p-n-переходов. В зависимости от функционального назначения прибора различают:Электрический переход в полупроводнике это граничный слой между двумя областями, выполненными из полупроводникового материала, имеющего различные физические характеристики.Электронно-дырочный переход это граничный слой, обедненный носителями и расположенный между двумя областями полупроводника с различными типами проводимости.Гетеропереходы это переходы между двумя полупроводниковыми материалами, имеющими различную ширину запрещенной зоны.Переход металлполупроводник одна из областей является металлом, а другая полупроводником. Контакты металлполупроводник, в зависимости от назначения, изготовляются выпрямляющими и невыпрямляющими.Электронно-дырочный p-n-переход Такие переходы могут быть cимметричными и несимметричными. Впрактике больше распространены несимметричные p-n-переходы, поэтому в дальнейшем теория будет ориентирована на них.При симметричных переходах области полупроводника имеют одинаковую концентрацию примеси, а в несимметричных разную (концентрации примесей различаются на несколько порядков в тысячи и десятки тысяч раз).Границы переходов могут быть плавными или резкими, причем при плавных переходах технологически трудно обеспечить качественные вентильные свойства, которые необходимы для нормальной работы диодов и транзисторов, поэтому резкость границы играет существенную роль; в резком переходе концентрации примесей на границе раздела областей изменяются на расстоянии, соизмеримом с диффузионной длиной L.Для электронно-дырочного p-n-перехода характерны три состояния: равновесное;прямосмещенное (проводящее); обратносмещенное(непроводящее).Равновесное состояние p-n-перехода рассматривается при отсутствии напряжения на внешних зажимах. При этом на границе двух областей действует потенциальный барьер, препятствующий равномерному распределению носителей по всему объему полупроводника. Преодолеть этот барьер в состоянии лишь те основные носители, у которых достаточно энергии и они образуют через переход диффузионный ток Iдиф. Кроме того, в каждой области имеют место неосновные носители, для которых поле p-n-перехода будет ускоряющим, эти носители образуют через переход дрейфовый ток Iдр , который чаще называют тепловым или током насыщения I0. Суммарный ток через равновесный p-n-переход будет равен нулюСвободное движение носителей через электронно-дырочный переход возможно при снижении потенциального барьера p-n-перехода. Переход носителей из одной области в другую под действием внешнего напряжения называется инжекцией. Област...
Другие файлы:
Основы дискретной математики. Логические элементы компьютера
Дискретная математика; функции и автоматы. Множества и операции над ними. Отношение как базовое понятие в реляционных базах данных. Логические элемент...
Информационно-измерительная техника и электроника
Рассмотрены полупроводниковые приборы; усилители переменного и постоянного токов; операционные усилители; компараторы; усилители и генераторы на опера...
Логические элементы
2.1. Математической основой цифровой электроники и вычислительной техники является алгебра логики или булева алгебра (по имени английского математика...
Электронные деньги
"Электронные деньги" - основные понятия и терминология. Пластиковые карточки. Электронные кошельки. Электронная коммерция и электронные деньги в Inter...
Электронные устройства для дома
Приведены электронные схемы противопожарной сигнализации, электрических термометров и термостатов, индикатора влажности почвы, автоматического регулят...
