Модуль № 1. « Напівпровідникові діоди,біполярні та польові транзистори »

Тема 2.1.1.Галузь науки та техніки електроніка. Пасивні і активні компоненти радіоелектроніки. Використання активних компонентів для реалізації принципу реле: для підсилення потужності, напруги, струму. Класифікація твердотілих напівпровідникових приладів. Напрямки подальшого вдосконалення виробів мікроелектроніки.

Передача та перетворення електричних інформаційних сигналів відбувається шляхом керування потоками електронів. Для цього використовують пасивні та активні компоненти. За рахунок використання енергії джерела живлення при використанні активних компонентів відбувається підсилення потужності електричних сигналів (ЕС). Як активні компоненти використовують напівпровідникові діоди, транзистори, інтегральні схеми та оптоелектронні прилади. Подальше вдосконалення відбувається традиційним методом та шляхом впровадження новітніх досягнень науки та технологій.

Тема 2.1.2. Електрофізичні властивості та види провідності напівпровідників. Структура електронно-діркового переходу і основні фізичні процеси в стані рівноваги, при прямому та зворотному вмиканнях. Вольт-амперна характеристика електронно-діркового переходу. Особливості контакту метал-напівпровідник. Властивості р - n переходу та використання їх для побудови активних напівпровідникових приладів.

Для побудови сучасних активних компонентів використовують домішкові напівпровідники та їх структури. Найбільш поширеними є електронно-діркові переходи та переходи метал-напівпровідник, на базі яких створені різноманітні дискретні та інтегральні прилади.

Тема 2.1.3.Визначення та класифікація діодів. Випрямні напівпровідникові діоди (НД). Вольт-амперна характеристика випрямних НД та їх параметри. Побудова випрямлячів та обмежувачів амплітуди. Високочастотні та надвисокочастотні НД, імпульсні НД, перехідні процеси в режимах великих та малих амплітуд. Експлуатаційні параметри.

Класифікація та напрямки використання НД визначились основними властивостями р-п переходу. Асиметрія вольт-амперної характеристики (ВАХ) використовується для побудови випрямлячів, обмежувачів амплітуди, детекторів. Електричний пробій переходу в стабілітронах використовється для побудови параметричних стабілізаторів напруги. При виборі конкретного типу НД необхідно користуватись допустимими експлуатаційними периметрами.

Тема 2.1.4. Структури, режими роботи, схеми вмикання, характеристики, параметри біполярних транзисторів. Методи розрахунку транзисторних схем в режимах малих та великих сигналів.

Для підсилення ЕС використовують п-р-п та р-п-р- транзистори в режимах насичення, відсічки та в активному при вмиканні за схемами зі спільною базою (СБ), спільним емітером (СЕ), спільним колектором. Для розрахунку та аналізу транзисторних схем використовують лінійні та нелінійні методи. До останніх відноситься графо-аналітичний метод.

Тема 2.1.5. Порівняльний аналіз каскадів при вмиканні БТ за схемами СЕ, СБ, СК.

Порівняльний аналіз проводиться, зазвичай, за такими показниками:

-чи інвертує схема сигнал; - коефіцієнти підсилення за напругою, струмом, потужністю; - вхідний опір; - вихідний опір; - частотні властивості. Всі три схеми забезпечують підсилення потужності та використовуються для побудови різноманітних пристроїв.

Тема 2.1.6. Ключові режими, частотні та шумові параметри БТ.

В ключовому режимі транзистори працюють в режимах насичення та відсічки. Швидкодія ключових схем обмежується накопиченням неосновних носіїв в базі. Для зменшення цього впливу між колектором та базою вмикають діоди Шотткі. До частотних параметрів БТ відносяться межові частоти, на яких коефіцієнти передачі струмів зменшуються до рівня 0.707

відносно рівня в області низьких та середніх частот.

Тема 2.1.7. Особливості та класифікація ПТ. Польові транзистори з керувальним p-n-переходом (структура, принцип дії, характеристики, параметри, схеми вмикання).

Для керування електронними потоками використовують зміну питомої провідності або зміну площі перерізу каналу. В ПТ діють заряди одного знаку, а тому такі транзистори називають уніполярними. В ПТ з керувальним переходом площа перерізу каналу змінюється за рахунок розширення збідненої зони. Прилад має ліву стік-затворну характеристику, а тому дозволяє в підсилювачах використовувати автоматичне зміщення.

Тема 2.1.8.Структури, принцип дії, характеристики, параметри польових транзисторів з ізольованими затворами та їх використання в лінійних та ключових схемах.

Структури метал-діелектрик-напівпровідник дають можливість керувати питомою провідністю в приповерхневому шарі. Це використовується в ПТ з індукованими каналами та в ПТ з вбудованими каналами. В колі затвора не протікає струм, а тому в схемах та ПТ забезпечується великий вхідний струм. Завдяки наявності порогової напругиПТ з індукованими каналами широко використовують в ключових схемах, особливо в ключах на комплементарних транзисторах.