ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 13
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
-
Общее понятие о полупроводниках
Полупроводник – материал, занимающий промежуточное место между проводником и диэлектриком. При абсолютном нуле становится диэлектриком, а при повышении температуры повышает свойства проводимости. Примером могут стать: кремний, германий, селен, теллур и мышьяк
Различают несколько видов полупроводников:
-
По характеру проводимости-
Собственная проводимость -
Примесная проводимость
-
-
По виду проводимости-
Дырочные (p-тип. Positive. Положительный заряд основных носителей). Основные носители заряда – дырки -
Электронные (n-тип. Negative. Отрицательный заряд основных носителей) Основные носители заряда – электроны проводимости
-
-
Примесная проводимость
Электрическая проводимость, обусловленная наличием в полупроводнике донорных или акцепторных примесей. Примесная проводимость намного повышает собственную проводимость, поэтому электрические свойства полупроводников определяются типом и количеством введенных в него примесей.
Дырка – квазичастица, носитель положительного заряда. (Когда электрон покидает атом гелия, то на его месте остается дырка)
Примесными центрами могут быть:
-
Атомы или ионы хим. Веществ, внедренные в решетку полупроводника -
Избыточные атомы или ионы, внедренные в междоузлия решетки -
Дефекты и искажения в кристаллической решетке.
Примеси можно разделить на два типа:
-
Донорные (отдающие) -
Акцепторные (принимающие)
Когда полупроводник легируют донором, то получают полупроводник n-типа.
Когда полупроводник легируют акцептором, то получают полупроводник p-типа.
-
P-n переход
Это область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости (дырочной p и электронной n). Этот переход является основой работы нелинейных вольтамперных характеристик (диодов, транзисторов)
Если между двумя p и n проводниками установить контакт, то будет диффузный ток (когда основные носители заряда хаотично перетекают из большей в меньшую область).
Емкость p-n перехода – емкости объемных зарядов, накопленных в полупроводниках на p-n переходе и за его пределами
На этом принципе работает диод. Имея p и n полупроводник. Он указывает направление тока.
Также применяется в транзисторах, тиристорах, стабилитронах, стабисторах и светодиодах
-
P-n переход под действием внешнего напряжения
Делят два способа приложения внешнего напряжения:
-
Прямое смещение – приложение внешнего напряжения так, что электрическое поле идет обратно существующему. Увеличение диффузионного тока. -
Обратное смещение – приложение внешнего тока так, что электрическое полу идет параллельно существующему. Уменьшение диффузионного тока.
-
Полупроводниковые выпрямительные диоды
Используются для преобразования переменного тока в постоянный.
Частотный диапазон невелик, рабочая частота от 50Гц до 20КГц.
-
Стабилитроны и стабисторы
Стабилитрон- полупроводниковый диод, работающий при обратном смещении в режиме пробоя (пробой – явление резкого возрастания тока в диэлектрике, возникающее при приложении напряжения выше критического). Основное назначение – стабилизация напряжения.
Стабистор – полупроводниковый диол, в котором для стабилизации напряжения используется прямая ветвь ВАХ (то есть в области прямого смещения). Отличие от стабилитрона – меньшее напряжение стабилизации, 0.7В. Последовательное соединение двух-трех стабисторов дает возможность получить удвоенного или утроенного значения стабилизации.
-
Варикап
- полупроводниковый диод, работа которого основана на зависимости барьерной емоксти p-n перехода от обратного напряжения.
Варикапы применяются в качестве элементов с электрически управляемой емкостью в схемах перестройки частоты колебательного контура.
-
Биполярный транзистор, конструкция, типы
- трехэлектродный полупроводниковый прибор, один из типов транзисторов. В полупроводниковой структуре сформированы два p-n перехода, перенос заряда через которые осуществляется носителями двух полярностей – электронами и дырками. Именно поэтому и получил название «биполярный».
Конструкция: состоит из трех полупроводниковых слоев с чередующимся типом примесной проводимости: эмиттера, базы и коллектора. К каждому из слоя подключены проводящие невыпрямляющие контакты. Эммитер и коллектор с точки зрения проводимости – неразличимы. Для повышения частотных параметров базу делают меньше, но тогда снижается предельное коллекторное напряжение, поэтому толщину выбирают умом.
Различают два вида биполярных транзисторов. n-p-n и p-n-p. Отличие в том, что при пнп (носитель - дырки) при подаче напряжения на коллектор ток протекает от эмиттера к коллектору и при нпн (носитель - электрон) наоборот всё (Они просто противоположны друг другу)
-
Б.Т. Как четырехполюсник
Иногда б.т. используют в качестве четырехполюсника. Из-за того, что часто связь между токами и напряжениями можно описать двумя нелинейными функциями, то при малых изменениях эти функциональные зависимости можно аппроксимировать на конфигурацию б.т.
-
Полевой транзистор, конструкция, типы
Униполярный транзистор – полупроводниковый прибор, принцип действия которого основан на управлении электрическим сопротивлением токопроводящего канала поперечными электрическим полем, создаваемым приложенным к затвору напряжением.
Исток – область, из которой носители заряда уходят в канал.
Сток – область, в которую уходят из канала.
Затвор – управляет протекающим током, протекающий через него
Типы: с управляющим p-n переходом, с изолированным затвором
-
ПТ как четырехполюсник
Также как и б.т. п.т. в режиме малого сигнала (при использовании низких частот) можно представить в виде четырехполюсника. Наличие большого входного сопротивления позволяет удобно их описывать. С помощью У- параметров (величинами, характеризующими их свойства)
-
Тиристоры
-полупроводниковый прибор, выполненный на основе монокристалла полупроводника с тремя или более p-n переходами и имеющий два устойчивых состояния:
1. Закрытое – состояние низкой проводимости
2. Открытое – состояние высокой проводимости
Основная задача – управление мощной нагрузкой с помощью слабого сигнала, подаваемого на управляемый электрод.
Разделяют два вида тиристоров: По способу управления, по способу проводимости (проводящие в одном направлении, проводящие в двух направлениях)
ВАХ нелинейна и показывает, что сопротивление тиристора – отрицательное дифференциальное. Прибор, неимеющий управляющего электрода – диодный тиристор.
-
Полупроводниковые датчики
Датчики – основанные на полупроводниках, имеющие возможности получения информации определенной информации, путем изменения в них тока.
Бывают датчики температуры, давления, света, радиоактивности. Каждый датчик реагирует на изменения во внешней среде, изменяя проходимость тока через себя. Из плюсов дешевизна, надежность. Из минусов большая погрешность и малая скорость реакции.
-
Индикаторы
Прибор для наглядного отображения сигналов и информации. Может показывать наличие входного сигнала и/или его величину без указания погрешности. Бывают визуальные, акустические, тактильные, изобразительные индикаторы.
-
Динамическая индикация
Метод отображения целостной картины через быстрое последовательное отображения отдельных элементов этой картины. Целостность достигается благодаря инерционности человеческого зрения. Применяется в визуальном отображении.
-
Обозначение микросхем
Включает в себя несколько групп символов:
-
Применение (К,Э,Нет символа) -
Исполнение корпуса (А, Ф, Б, Е, М, Р, Н) -
Группа (1,5,6,7 – полупроводниковые. 2,4,8 – гибридные, 3 - прочие) -
Функциональное назначение (А-, АА, АГ, АП, АФ, БМ…)
-
Основные параметры цифровых микросхем
Оценивают параметры по нескольким основным параметрам: быстродействию, напряжению питания, потребляемой мощности, коэффициенту разветвления по выходу, коэффициенту объединения по входу, помехоустойчивости, энергии работе переключения, надежности, стойкости к климатическим и механическим воздействиям.
-
Частотные характеристики усилителей
Зависимость коэффициента усиления от частоты называют частотной характеристикой усилителя. У идеального усилителя его частотная характеристика представляет собой прямую, паралелльную оси абсцисс.
-
Согласование каскадов усилителей -
Обратные связи в усилителях -
RC каскад на биполярном транзисторе -
Режим по постоянному току RC каскада -
Режим по переменному току RC каскада -
Транзистор – усилительный элемент -
Параметры RC каскада -
Операционный усилитель -
Амплитудные характеристики ОУ -
Инвертирующие включения ОУ -
НЕ инвертирующие включения ОУ -
Параметры ОУ по постоянному току -
Сумматоры на ОУ -
Интегратор и дифференциатор на ОУ -
Основные понятия о цифровой технике -
Комбинационная логика, инвертор -
Схемы 2И, 2И-НЕ -
Схемы 2ИЛИ, 2ИЛИ-НЕ -
Шифратор, дешифратор -
Мультиплексор, демультиплексор -
Последовательностная логика, RS-триггер -
D – триггер -
Двоичный счетчик -
Делитель частоты -
Запоминающий регистр -
Усилитель мощности без трансформатора -
Каскад усилителя мощности без трансформатора -
Классификация микросхем памяти -
Структура цифроаналоговых преобразователей -
Резистивные матрицы ЦАП -
Погрешности ЦАП -
Назначение и виды аналого-цифровых преобразователей -
Параллельные АЦП -
АЦП с регистром последовательного приближения -
Интегрирующие АЦП -
Основные понятия об автоматической регулировке усиления -
Регулирующие элементы АРУ -
Усилительный каскад с АРУ -
Общие сведения об источниках питания -
Параметрические стабилизаторы напряжения -
Импульсные стабилизаторы напряжения -
Широтно-импульсные стабилизаторы напряжения -
Модуляция. Основные понятия