Электроника - лекции, лабораторные работы

Алгебра
Задачи

Сопромат

Физика
Реактор

Электроника – наука, изучающая явления взаимодействия электронов и других заряженных частиц с электромагнитными полями, что является физической основой работы электронных приборов и устройств (вакуумных, газоразрядных, полупроводниковых и др.), используемых для передачи, обработки и хранения информации.

 В качестве элементной базы применялись вакуумные приборы (ламповая электроника). Ламповая электроника используется  и сейчас (Япония – применяет в производстве аудиовизуальной технике).

Электроника возникла в начале двадцатого века и первоначально развивалась главным образом как вакуумная электроника, в основе которой лежали электровакуумные приборы.

В 1904 году - электровакуумный диод,

в 1906 году - электронная лампа (триод),

в 1924 году - электронная лампа с двумя сетками (тетрод),

С пятидесятых годов прошлого века интенсивно развивается твердотельная полупроводниковая электроника.

В 1948 году был получен точечный транзистор,

в 1950 году – плоскостной биполярный транзистор,

в 1952 году – полевой (униполярный) транзистор.

В шестидесятые годы - полупроводниковые интегральные схемы (ИС), в восьмидесятые и девяностые годы - производством больших и сверхбольших ИС (БИС и СБИС).

Электроника и ЭП – связаны с движением зарядов в каком-то теле, пространстве, и мы управляем движением, следовательно, управляем прибором. Запираем движение, следовательно, прибор не работает.

Основная классификация ЭП

По рабочей среде:

- электровакуумные ЭП (лампы , рабочая среда - вакуум (идеального вакуума нет, Рост< 10-3 мм рт.ст.)). Баллон лампы изготовлен из стекла:

Вылетают электроны с катода, подавая напряжение на другие выводы можно управлять движением зарядов (т.е. током).

- ПП приборы (твердотельные приборы): ППД, транзисторы, тиристоры и т.д.

- газоразрядные приборы, т.е. приборы в которых выкачен воздух и закачивается определенный газ (неоновые лампы и т.п.) Применяются редко.

По виду преобразованию энергии:

а) электропреобразовательные приборы: при подаче на вход электрический сигнал, напряжение (очень маленькое) или ток.

- усилительные приборы:

- выпрямительные приборы:

- фотоэлектронные приборы (ФЭП) ( на входе метро – турникеты):

- электронно-световые приборы (светодиод, кинескоп):

- термоэлектронные приборы ( пожарная сигнализация):

- магнито-электронные приборы: на входе магнитная энергия - на выходе электрический сигнал (если менять на входе Н, то на выходе будет меняться I).

Основы физики полупроводников и полупроводниковых приборов.

 К полупроводникам относятся вещества, которые по своим электрическим свойствам занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками.

Проводники - ρ<10-5 Ом*м

Диэлектрики - ρ>108 Ом*м.

Полупроводники изменяются в пределах ρ = 10-5 - 108 Ом*м.

Отличительными признаками полупроводников является сильная зависимость их электропроводности:

от температуры

 

концентрации примесей σ = f(Nпримеси) 

воздействия светового и ионизирующего излучений σ = f(Wвнешнее).

В настоящее время в качестве веществ, используемых для изготовления современных полупроводниковых приборов, применяются элементарный полупроводник кремний Si (элемент четвертой группы таблицы Менделеева) и сплав арсенид галлия GaAs (элементы третьей и пятой групп), а так же кремний, легированный германием. В недалеком прошлом широко использовался чистый германий Ge.

В создании электрического тока могут принимать участие только подвижные носители электрических зарядов. Поэтому электропроводность вещества тем больше, чем больше в единице объема этого вещества находится подвижных носителей электрических зарядов.

Курс электрических цепей