- •210414 – Техническое обслуживание и ремонт
- •Энергетическая диаграмма твердого тела
- •Энергетическая диаграмма твердого тела выглядит:
- •Ширина запрещенной зоны влияет на электропроводность:
- •2 Внутреннее строение полупроводников
- •2.1 Примесная проводимость полупроводника
- •2.1.1 Донорная (электронная) проводимость
- •2.1.2 Акцепторная (дырочная) проводимость
- •2.2 Токи в полупроводниках
- •2.2.1 Дрейфовый ток
- •2.2.2 Диффузионный ток
- •3 Контактные явления
- •3.1.1Обратное включение p-n перехода
- •3.1.2 Прямое включение p-n перехода
- •3.1.3 Вольт-амперная характеристика перехода Выпрямляющий и омический контакты
- •3.2 Емкости p-n перехода
- •3.2.1 Барьерная емкость
- •3.2.2 Диффузионная емкость
- •3.3 Пробой p-n перехода
- •Обратная ветвь вах при пробое:
- •Виды пробоев:
- •3.3.1 Тепловой пробой
- •3.3.2 Электрический пробой
- •А) Лавинный пробой
- •Б) Туннельный пробой
- •Механизм туннельного пробоя:
- •4 Внутренний и внешний фотоэффект
- •4.1 Внутренний фотоэффект
- •4.2 Внешний фотоэффект
- •5.2 Выпрямительный диод
- •Механизм сглаживания пульсаций:
- •5.3 Стабилитрон
- •Применение стабилитронов:
- •5.4 Буквенно-цифровое обозначение стабилитронов бцо стабилитронов состоит из четырех элементов:
- •Р hν ассмотрим фотодиодный режим:
- •6.2 Лазеры на гетероструктурах
- •Применение гетеропереходов:
- •6.3 Применение лазеров
- •7 Транзисторы
- •7.1.Биполярные транзисторы
- •Обозначение:
- •7.1.1 Назначение областей транзистора
- •7.1.2 Режимы работы транзистора
- •7.1.3 Буквенно-цифровое обозначение транзисторов
- •7.1.4 Принцип работы транзистора
- •7.1.5 Основные коэффициенты, характеризующие работу транзистора
- •Статические вах транзистора оэ
- •7.1.9 Динамический режим работы транзистора
- •7.1.10 Первичные параметры транзистора
- •Пример расчета h-параметров транзистора оэ
- •Примечание:
- •7.2 Полевые транзисторы
- •Полевой транзистор содержит 3 электрода:
- •Полевые транзисторы бывают:
- •7.2.1 Полевой транзистор с p-n затвором
- •Обозначение:
- •Принцип действия полевого транзистора
- •Стоковые (выходные) характеристики
- •Стоко-затворные (передаточные) характеристики
- •Обозначение:
- •Достоинства:
- •Недостатки:
- •8 Интегральные микросхемы (имс) логических элементов
- •8.1 Транзисторно-транзисторная логика (ттл)
- •Ттл с простым инвертором (и-не)
- •8.2 Эмиттерно-связанная логика (эсл)
- •Характерная особенность схемы:
- •Принцип работы переключателя тока:
- •8.4 Комплементарная моп-транзисторная логика (кмоп тл)
- •Кмоп тл (или-не)
- •Кмоп тл (и-не)
- •Преимущества кмоп тл перед моп тл:
- •9 Усилительные устройства
- •9.1 Структурная схема усилителя
- •9.2 Классификация усилителей
- •По диапазону усиливаемых частот:
- •9.3 Показатели качества усилителя
- •Входные и выходные параметры
- •Коэффициенты усиления
- •Линейные искажения
- •Нелинейные искажения
- •Динамический диапазон
- •Собственные шумы усилителя
- •9.4 Обратная связь в усилителях
- •Структурная схема усилителя с ос:
- •Виды обратной связи
- •9.5 Питание усилителей по постоянному току
- •Смещение фиксированным током базы
- •Назначение элементов:
- •Назначение элементов:
- •Коллекторная стабилизация
- •Комбинированная стабилизация
- •Принцип действия коллекторной стабилизации:
- •9.7 Анализ ачх шпу
- •Факторы, оказывающие влияние на ачх в области нч и вч:
- •Рассмотрим область верхних частот
- •Рассмотрим область нижних частот
- •Рассмотрим область средних частот
- •9.8 Схемы коррекции ачх шпу
- •Расширение полосы пропускания происходит следующим образом:
- •Изображена схема комбинированной стабилизации!
- •Расширение полосы пропускания происходит следующим образом:
- •9.9 Резонансные усилители
- •Резонансный усилитель напряжения (рун)
- •Принцип усиления:
- •Недостаток схемы:
- •Автотрансформаторное включение контура
- •Многоконтурный рун
- •Упч с полосовым фильтром
- •Ачх такого усилителя:
- •Упч c фильтром сосредоточенной селекции (фсс)
- •Ачх такого усилителя:
- •Высокая добротность получается:
- •9.11 Оконечные каскады (усилители мощности)
- •Однотактный трансформаторный усилитель мощности (ум)
- •Принцип работы параметрической стабилизации:
- •Бестрансформаторные ум
- •Бестрансформаторный ум
- •Принцип работы:
- •9.12 Усилители постоянного тока (упт)
- •Ачх упт выглядит:
- •Дрейф нуля
- •Основные причины дрейфа нуля:
- •Дрейф нуля содержит монотонную медленно меняющуюся составляющую и случайные отклонения от неё – флуктуации.
- •Меры по уменьшению дрейфа нуля:
- •Дифференциальный усилитель (ду)
- •Назначение элементов:
- •Ду с двумя источниками питания
- •Роль резистора :
- •Операционные усилители (оу)
- •Обозначение оу:
- •Параметры оу
- •Инвертирующий оу
- •Не инвертирующий oу
- •Интегратор
- •Рассмотрим частные случаи:
- •Дифференциатор
Применение гетеропереходов:
а) Гетеропереходы n-n+ и p-p+ применяются для создания:
сверхскоростных интегральных микросхем;
малошумящих сверхвысокочастотных полевых транзисторов, которые используются в системах спутникового телевидения.
б) Свойство односторонней инжекции в p-n гетеропереходе используется для создания биполярных гетероструктурных транзисторов, на основе которых работают усилители в мобильных телефонах.
в) Солнечные элементы на основе гетероструктур широко используются в космосе (космическая станция «Мир» проработала на таких солнечных элементах 15 лет, пока не была затоплена в океане).
г) С помощью гетероструктур можно изменять параметры полупроводниковых кристаллов (ширину запрещенной зоны, эффективную массу НЗ и их подвижность, показатель преломления, энергетический спектр и т.д.), т.е. искусственно создавать новые типы полупроводников – гетерополупроводники.
6.3 Применение лазеров
а) Полупроводниковые лазеры на основе двойных гетероструктур (ДГС), работающие при комнатной температуре, т.е. не требующие охлаждения, стали основой волоконно-оптической связи. Волоконные световоды представляют собой кабели из специального стекла или прозрачной пластмассы и обладают высокой прозрачностью и очень малым затуханием лазерного луча. Если к волоконному световоду присоединить с одного конца полупроводниковый лазер, а с другого – фотоприемник, то получится волоконно-оптическая линия связи. Волоконные световоды позволяют экономить цветные металлы, из которых производятся обычные металлические кабели, имеют малую массу, не подвержены коррозии, не окисляются.
б) Лазер на основе ДГС присутствует почти в каждом доме в виде проигрывателя лазерных компакт-дисков (CD), являясь устройством считывания информации с диска.
в) Лазеры на гетероструктурах используют для преобразования инфракрасного излучения (невидимого) в видимое (например, зеленое).
г) Лазерные диоды на основе гетероструктур широко используются в:
дисплеях;
современных светофорах;
устройствах декодирования товарных ярлыков;
лампах тормозного освещения в автомобилях;
лазерных указках.
д) Лазерные лучи применяются:
для точных геодезических измерений;
для сварки;
для резки сверхпрочных материалов и пробивания отверстий;
для изготовления микросхем.
е) Лазерное излучение используется:
в локаторах, имеющих гораздо бо̀льшую точность, чем радиолокатор;
при швартовке судов (лазерный лоцман).
ж) На использовании лазерного излучения основана голография (область науки, занимающаяся получением объемных изображений). Примером голографии может служить стереофильм.
з) Лазеры эффективно применяются в медицине:
в качестве скальпеля (Лазерным скальпелем можно делать «бескровные» операции, т.к. световое излучение попутно еще и «прижигает» кровеносные сосуды. Такой скальпель не требует стерилизации, воздействие его на ткань происходит очень быстро и безболезненно);
для лечения глазных болезней (с помощью лазера приваривают к глазному дну отслоившуюся сетчатку, удаляют катаракту, выжигают глазные опухоли, лечат глаукому);
в стоматологии лазер используется в качестве бормашины (действует быстрее и безболезненно, избирательно разрушает пораженную кариесом зубную ткань);
в терапии (эффективное лечение лазером незаживающих ран, переломов, очищение кровеносных сосудов от холестериновых бляшек и т.д.);
в хирургии с помощью лазерного луча дробят камни в почках на мелкие частички, которые выходят естественным путем, не доставляя человеку болезненных ощущений;
сверхкороткие импульсы лазерного излучения дают возможность изучать детали строения и функционирования молекул ДНК и, тем самым, влиять на процессы наследственности (с помощью лазерной технологии была получена клонированная овечка Долли);
большинство современной диагностической медицинской аппаратуры является лазерной.
и) Широкое применение нашли лазеры в военной промышленности:
приборы ночного видения;
дальномеры;
снайперские винтовки;
ракеты с лазерным наведением;
В г.Саров запущена лазерная установка «Искра-6», позволяющая моделировать в лабораторных условиях термоядерный взрыв. Таким образом, не надо производить дорогие и опасные для экологии ядерные испытания где-то в океане или под землей, тем более, что наша страна подписала договор о нераспространении ядерного оружия и о прекращении ядерных взрывов. Но изучать, проводить исследования термоядерной реакции в мирных и военных целях мы, в силу действия этого договора, тоже не могли. Теперь этот вопрос решен.
к) Активно использует лазеры шоу-бизнес (лазерные шоу).
л) С помощью лазеров изучается процесс фотосинтеза в растениях, т.е. преобразование солнечной энергии в химическую.
м) Широко распространены лазеры в компьютерной технике (лазерные принтеры, CD-ROMы) и т.д.