- •1 Электронные устройства
- •Основные определения электроники
- •Этапы развития электроники
- •Классификация электронных устройств
- •Режимы, характеристики и параметры эп
- •Модели электронных приборов
- •Электрофизические свойства полупроводников
- •Полупроводниковые диоды.
- •Электронно-дырочный переход
- •Энергитическая диаграмма p-n-перехода
- •Зависимость уровня ферми от температуры
- •Энергетическая диаграмма p-n-перехода в равновесном состоянии
- •2.5 Энергетическая диаграмма р-n-перехода в неравновесном состоянии
- •Вольт - амперная характеристика диода (вах)
- •Прямая ветвь вах является экспонентой
- •Емкость p-n перехода
- •2.8 Пробой p-n-перехода
- •Эквивалентная схема и параметры диода
- •Контакты металл-полупроводник. Диоды шотки
1 Электронные устройства
Основные определения электроники
Электроника - наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и о методах создания вакуумных, газоразрядных и полупроводниковых приборов и устройств.
Микроэлектроника - раздел электроники, связанный с созданием электронных функциональных узлов, блоков и отдельных устройств в микроминиатюрном исполнении на основе группового изготовления электрорадиоэлементов (ЭРЭ) и печатного монтажа.
В аналоговой электронике рассматриваются электронные устройства, предназначенные для передачи и преобразования электрического сигнала, изменяющегося по закону непрерывной (аналоговой) функции (рис.1.1, а).
Ц
Рис.
1.1 Виды квантования аналогового
сигнала
Р
исунок 1 - Виды
квантования аналогового сигнала
На рис.1.1, а показано квантование аналогового сигнала x(t) по времени (рис.1.1, б) и уровню (рис.1.1, в).
Ц ель курса "Аналоговая и цифровая
электроника":
1 изучить принципы построения и функционирования устройств аналоговой, импульсной и цифровой электроники;
2 освоить выбор методов анализа и синтеза электронных устройств с заданными статическими и динамическими характеристиками;
3 освоить расчет электронных цепепостоянного и переменного токов;
4 научиться обобщать динамические показатели электронных устройств, используя понятия передаточной функции, переходной и импульсной характеристик.
Этапы развития электроники
Разработка новых электронных средств необходима для повышения их надежности, уменьшения габаритов, массы, стоимости и потребляемой мощности.
В зависимости от применяемой элементной базы выделяют 4 поколения.
I поколение (1904-1950 г.г.) - применялись электровакуумные и газоразрядные приборы, действие которых основано на использовании электрических явлений в вакууме или газе. Число элементов в единице объема =0,001..0,003 ЭРЭ/см3 .
II поколение (с 1950 по начало 60-х годов) - применение дискретных полупроводниковых приборов (диоды, транзисторы, тиристоры. Число элементов в единице объема = 0,5 ЭРЭ/см3 .
III поколение (1960-1980 г.г.) - развитие микроэлектроники. Основа элементной базы - интегральные схемы и микросборки.
Интегральная схема (ИС) - совокупность элементов, выполненных на одной подложке в едином технологическом цикле.
Микросборка (МО – ИС), состоящая из одинаковых элементов (диоды, транзисторы и т.д.). Число элементов в единице объема > 50 ЭРЭ/см3 .
IV поколение (с 1980 по настоящее время) - дальнейшая микроминиатюризация электронных устройств на базе БИС и СБИС. Число элементов в единице объема > 1000 ЭРЭ/см3 .
Классификация электронных устройств
По виду преобразования сигнала электронные приборы делятся на две группы:
1 электронные приборы (ЭП), в которых используется преобразование одного вида энергии в другой. К ним относятся - электросветовые ЭП (преобразование электрического сигнала в световой), фотоэлектронные ЭП (световой сигнал в электрический), электромеханические ЭП (электрический сигнал в механический), механоэлектрический ЭП (электрический в механический сигнал), оптопары (электрический сигнал в световой и затем снова в электрический) и др.
2 электропреобразовательные приборы, в которых изменяются параметры электрического сигнала (амплитуда, частота, фаза и др.). По виду рабочей среды и типу носителей заряда различают следующие классы ЭП: электровакуумные (вакуум, электроны), газоразрядные (разряженный газ, электроны, ионы), полупроводниковые (полупроводник, электроны и дырки), хемотронные (жидкость, ионы и электроны).