4) Понятие о симисторах.

_{Подадим положительное напряжение на области p1, n1, а отрицательное на области p2, n3.}

_I

Евн1

₊ П4 ^-

_n3

^p1 _U

ⁿ²

p2 n1

П1 П2 П3

Рис. 120

_{Рис. 121}

Переход П1 закрыт, и выключается из работы область n1. Переходы П2 и П4 открыты и вы- полняют функцию эмиттерных переходов. Переход П3 закрыт и выполняет функцию коллек- торного перехода.

Таким образом, структура симистора будет представлять собой области p1, n2, p2, n3, где p1 будет выполнять функции анода, а n3 – катода при прямом включении. Подадим напряжение плюсом на области p2, n3, а минусом на области p1, n1. Переход П4 закроется и выключит из работы область n3. Переходы П1 и П3 откроются и будут играть роль эмиттерных переходов. Переход П2 закроется и будет выполнять функцию коллекторного перехода.

Структура симистора будет иметь вид p2-n2, p1-n1, где область p2 ,будет являться анодом, а n1 – катодом. В результате будет получаться структура в прямом включении, но при обратном напряжении. ВАХ будет иметь вид, изображённый на Рис. 121.

Выпрямление переменного тока.

Получаемая промышленно электроэнергия является синусоидальным переменным

Током, то есть током меняющемся по направлению и величине. Для питания электронных потребителей требуется постоянный ток. Выпрямление переменного тока по направлению

осуществляют выпрямители . Выпрямление переменного тока по величине осуществляют

сглаживающие фильтры.

Выпрямители переменного тока.

Однополупериодный выпрямитель. Пропускает ток только в одну сторону ,ток по потребителю идет только половину периода сверху вниз, соответственно трансформатор работает половину периода с нагрузкой, а вторую половину периода вхолостую.

Двухполупериодный выпрямитель , ток по потребителю идет непрерывно, но в каждый момент работает только половина обмотки трансформатора, вторая половина обмотки работает вхолостую , поэтому амплитуда U2 вдвое меньше чем U1.

Мостовой двухполупериодный выпрямитель ток по потребителю идет непрерывно, все время работает вся обмотка трансформатора. Наиболее используемая схема выпрямления, имеет наиболее высокий К.П.Д.

Трехфазный однополупериодный выпрямитель, в каждый момент времени на потребитель работает одна фаза с наибольшим в данный момент положительным напряжением , две

другие фазы работают вхолостую. По сравнению с ранее рассмотренными схемами дает наименьшее колебание напряжения потребителя по величине.

Сглаживающие фильтры.

После выпрямителей получаем пульсирующий ток, меняющийся только по величине. Этот пульсирующий ток есть сумма постоянного V переменного синусоидального двойной частоты Uп.

Чтобы получить на потребителе чисто постоянный ток, надо отфильтровать переменную составляющую. Эту задачу выполняют сглаживающие фильтры.

Фильтры представляют из себя набор элементов: последовательных (индуктивность или активное сопротивление-резистор) и параллельных (ёмкость-конденсатор).

При подаче на вход фильтра пульсирующего тока у постоянной составляющей выбора нет и она целиком поступает на потребитель, так как конденсатор для неё разрыв цепи. Для переменной составляющей конденсатор малое сопротивление , а индуктивность большое сопротивление как и резистор, поэтому переменная составляющая от разветвления к разветвлению отфильтровывается через конденсаторы и до потребителя не доходит. Таким образом после фильтров имеем на потребителе постоянный ток.

Фильтры бывают П-образные и Г-образные, типа l-С и типа R-С.

Фильтры l-С с высоким К.П.Д , т.к активное сопротивление l мало и на нем тратится незначительная часть энергии постоянной составляющей, но электромагнитное излучение индуктивности создаёт помехи. Фильтры R-С не создают помехи, но для эффективной фильтрации приходится применять резисторы значительной величины и на них расходуется часть энергии постоянной составляющей пульсирующего тока, что снижает К.П.Д.

R-

Цифровая микросхемотехника

Основы микроэлектроники

1) Классификация и УГО интегральных микросхем (ИМС).

2) Элементы и компоненты гибридных ИМС (ГИС).

3) Элементы и компоненты полупроводниковых ИМ

1) Классификация и УГО интегральных микросхем.

ИМС – микроэлектронное устройство, выполняющее функции целой электрической схемы и

выполненное как единое целое.

Классифицируют ИМС по следующим признакам:

1. По технологии изготовления:

 Плёночные – это ИМС, у которых все элементы выполнены в виде тонких плёнок, нанесённых на диэлектрическое основание, т. е. подложку.

 Гибридные (ГИС) – это ИМС, у которых пассивные элементы выполнены по тонко- плёночной технологии, а активные элементы выполнены как отдельные, навесные, бескорпусные.

 Полупроводниковые ИМС – это микросхемы, у которых все элементы «выращены»

в кристалле полупроводника.

2. По способу преобразования и обработки информации имеется два вида ИМС:

 Аналоговые ИМС – с непрерывной обработкой информации (смотрите процесс, за- печатлённый, на рисунке 145);

_{ Цифровые ИМС – с дискретной обработкой информации (смотрите рисунок 146).}

^U _U

t

Рис. 145

_t

^{Рис. 146}

3. По степени интеграции: К = lg N

N – количество элементов в одном корпусе микросхемы.

_{Система обозначений ИМС.}

К 155	Л	А	7
К 226	У	Н	4
1	2	3	4

1 – серия ИМС. В одну серию объединяются ИМС, разработанные на основе единых схемо-

технических решений и выполненные по одной технологии. Первая цифра серии - технологи- ческий признак ИМС:

1, 5, 7, 8 – полупроводниковые ИМС;

2, 4, 6, 8 – гибридные ИМС;

3 – все прочие.

2 – группа ИМС по функциональному назначению: У – усилители

Г – генераторы

А – формирователи сигналов

Е – вторичные источники питания (ВИП) Х – многофункциональные схемы

Л – логические схемы

Т – триггеры

И – схемы цифровых устройств

В – схемы вычислительных устройств и микро ЭВМ

Р – элементы памяти

3 – подгруппа, уточняющая функциональный признак. В ней обозначения могут записываться так: УН, УВ, УН, УТ, УД. УН, например, обозначает «усилитель низкочастотный».

4 – вид ИМС по своим электрическим параметрам (для аналоговых ИМС) или же дальнейшее уточнение функций (для цифровых ИМС).

К155ЛА3 – 4 элемента 2И-НЕ. КР, КМ – разновидность корпуса, из чего сделан.

2) Элементы и компоненты ГИС. Одним из основных элементов ГИС является подложка из стеклокерамического материала. Форма всегда прямоугольная. К подложке предъявляются высокие требования по чистоте обработки поверхности, по химической стой- кости и электрической прочности.

Контактные площадки и соединительные проводники.

Контактные площадки предназначены для обеспечения электрического контакта между плёночными элементами и соединительными проводниками, а также между плёночными и на- весными элементами.

Ко нта ктна я

_{пло ща дка} ^{П р о в о дник}

_R

М е та лл

_{Р ис . 1 4 7}

Контактные площадки чаще всего изготавливаются из алюминия, потом медь, реже серебро, золото. Для улучшения адгезии (прилипания) между проводником (контактной площадкой) и подложкой их напыляют на подслой из никеля.

_{Плёночные резисторы имеют прямоугольную форму (смотрите рисунки 148, 149).}

^R _R

Р ис . 1 4 8

Р ис . 1 4 9

При необходимости получить большую величину сопротивления допускается их изготовлять в виде меандра. Материалами для изготовления резисторов служит никель, нихром, металло- керамика.

Плёночные конденсаторы представляют собой плёночную трёхслойную структуру, между ко- торыми наносится диэлектрическая плёнка. Для обкладок применяют алюминий, медь, реже серебро, золото. В виде диэлектрика наносится окись кремния (SiO₂; SiO), моноокись герма- ния (GeO), окись тантала (Ta₂O₅). Не рекомендуется, но допускается для получения больших ёмкостей напылять многослойные конденсаторы.

_{Очень редко применяются плёночные катушки индуктивности (смотрите рисунок 150).}

Р ис . 1 5 0

Навесные элементы – диоды и транзисторы могут быть с гибкими или жёсткими выводами. Применение навесных элементов с жёсткими выводами затрудняет процесс проектирования интегральных микросхем. Но жёсткие выводы позволяют автоматизировать процесс сборки.

3) Элементы и компоненты полупроводниковых ИМС. Основой полупроводни- ковой ИМС является подложка из кремния обычно p-типа проводимости. В основе изготовле- ния полупроводниковых ИМС лежит диффузионно-планарная или эпитаксильно-планарная технология. Оба эти метода предусматривают создание внутри полупроводника (т. е. в подложке) островков с чередующимися слоями p- и n-типа проводимости (смотрите рис. 151,

_152).

R

К Б Э А К

^{n p} _n

_{p n} ^p

_n ^p _{p n}

_p ⁿ

Подложка S i (p )

Рис.151 Рис.1

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Движение электронов и электрическоми магнитном полях. Стр.2

2.Электропроводность полупроводников. Стр.5

3.Электронно-дырочный переход стр.7

4.Устройство,классификация и основные параметры полупроводниковых приборов стр.12

5.Выпрямительные диоды стр.16

6.Стабилитроны,варикапы,светодиоды и фотодиоды стр.18

7.Импульсные,высокочастотные и сверхвысокочастотные диоды стр.24

8.Устройство,классификация и принцип действия биполдярных транзисторов стр.25

9. Схемы включения биполярных транзисторов стр.28

10.Статические характеристики транзисторов стр.31

11.Динамический режим работы транзистора стр.33

12.Система h-параметров транзистора стр.36

13.Температурные и частотные свойства транзисторов.Фототранзисторы стр.40

14.Представление о полевых транзисторах стр.42

15.Тиристоры стр.47

16.Выпрямление переменного тока стр.51

17.Сглаживающие фильтры стр.55

18.Основы микроэлектроники стр.58

1