2015-06-04
499
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебное пособие
для специальностей 071 700, 200 700,
200 800, 200 900, 201 000, 201 100, 201 200, 201 400
Новосибирск
УДК 621.385
Рассматриваются устройство, физические процессы, характеристики, параметры и простейшие схемы применения полупроводниковых электронных приборов.
ктн, доц. В.Л. Савиных,
Для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей 071700, 200700, 200800, 200900, 201000, 201100, 201200, 201400.
Кафедра технической электроники.
Ил. 8, табл. 11, список лит. 4 назв.
Рецензент ктн, доц. Матвеев В.А.
Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве
учебного пособия
@ Сибирский государственный
университет телекоммуникаций
и информатики, 2008 г.
Содержание
Введение…………………………………………………………………5
1 Основы теории электропроводности полупроводников..................6
1.1 Общие сведения о полупроводниках.................................................6
1.1.1 Полупроводники с собственной проводимостью.............................6
1.1.2 Полупроводники с электронной проводимостью.............................9
1.1.3 Полупроводники с дырочной проводимостью.................................11
1.2 Токи в полупроводниках....................................................................13
1.2.1 Дрейфовый ток.....................................................................................13
1.2.2 Диффузионный ток..............................................................................14
1.3 Контактные явления............................................................................16
1.3.1 Электронно-дырочный переход в состоянии равновесия…………16
1.3.2 Прямое включение p-n перехода........................................................20
1.3.3 Обратное включение p-n перехода.....................................................22
1.3.4 Теоретическая характеристика p-n перехода....................................24
1.3.5 Реальная характеристика p-n перехода..............................................26
1.3.6 Ёмкости p-n перехода..........................................................................29
1.4 Разновидности p-n переходов.............................................................31
1.4.1 Гетеропереходы....................................................................................31
1.4.2 Контакт между полупроводниками одного типа проводимости….33
1.4.3 Контакт металла с полупроводником................................................34
1.4.4 Омические контакты............................................................................34
1.4.5 Явления на поверхности полупроводника.........................................35
2 Полупроводниковые диоды.................................................................38
2.1 Классификация......................................................................................38
2.2 Выпрямительные диоды.......................................................................38
2.3 Универсальные и импульсные диоды.................................................42
2.4 Стабилитроны и стабисторы................................................................44
2.5 Варикапы...............................................................................................46
3 Биполярные транзисторы.....................................................................48
3.1 Общие сведения....................................................................................48
Принцип действия биполярного транзистора. Режимы работы................49
3.1.1 Токи в транзисторе……………………………………………………51
3.2 Статические характеристики биполярных транзисторов.................54
3.3 Дифференциальные параметры биполярного транзистора..............59
3.4 Модели биполярного транзистора.......................................................60
3.5 Эксплутационные параметры транзисторов………………………...63
3.6 Частотные свойства биполярного транзистора...................................64
4 Полевые транзисторы...........................................................................72
4.1 Полевой транзистор с p-n переходом..................................................72
4.2 Полевой транзистор с изолированным затвором (МДП-транзистор).………………………………………………………………75
4.3 Дифференциальные параметры полевых транзисторов……………78
4.4 Эквивалентная схема полевого транзистора………………………….80
4.5 Частотная свойства полевого транзистора……………………………81
4.6 Работа транзистора в усилительном режиме.................................
Особенности работы транзистора в импульсном режиме..................
3.8.1 Работа транзистора в режиме усиления импульсов малой амплитуды..............................................................................................
3.8.2 Работа транзистора в режиме переключения.................................
3.8.3 Переходные процессы при переключении транзистора..............
Литература..............................................................................................
ВВЕДЕНИЕ
Главы учебного пособия посвящены физическим основам полупровод-ников, контактным явлениям между полупроводниками различной прово-димости и между полупроводником и металлом. Рассматриваются принципы работы, характеристики и параметры полупроводниковых приборов: диодов, биполярных и полевых транзисторов различной структуры.
Для освоения дисциплины ²Физические основы электроники² достаточно знаний по общеобразовательным и общетехническим предметам в объёме, предусмотренном учебными программами. После изучения данной дисциплины студент должен получить базовую подготовку, необходимую для успешного освоения специальных радиотехнических курсов и последующего решения различного рода профессиональных задач, связанных с рациональным выбором электронных приборов и режимов их работы в радиоэлектронной аппаратуре. Подробное рассмотрение физических основ явлений, принципов работы, параметров, характеристик и моделей приборов направлено на развитие у студентов умение самостоятельно решать задачи моделирования, анализа и синтеза радиоэлектронных устройств при их проектировании и эксплуатации.
Однако в учебном пособии отсутствуют сведения о большой и постоянно обновляемой номенклатуре электронных приборов. Необходимый материал по этим вопросам можно найти в справочниках, каталогах и других изданиях.
