3

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

Белорусский государственный университет информатики

и радиоэлектроники

Кафедра Электроники

Электронный учебно-методический комплекс

по дисциплине

“Электронные приборы”

Минск 2010

4. Литература

ОСНОВНАЯ

1. Булычев, А.Л. Электронные приборы / А.Л. Булычев, П.М. Лямин, Е.С. Тулинов. – Мн.: Выш. школа, 1999. – 316 с.

2. Аваев, Н.А. Электронные приборы / Н.А. Аваев, Г.Г. Шишкин / Под ред. Г.Г. Шишкина. – М.: Из-во МАИ, 1996. – 540 с.

3. Ткаченко, Ф.А.. Техническая электроника / Ф.А. Ткаченко. – Мн.: Дизайн ПРО, 2002. – 368 с.

4. Гусев, В.Г. Электроника и микропроцессорная техника / В.Г. Гусев, Ю.М. Гусев – М.: Высш. шк., 2004. – 604 с.

5. Опадчий, Ю.Ф. Аналоговая и цифровая электроника: Учеб. для вузов / Ю.Ф. Опадчий, О.П. Глудкин, А.И. Гуров / Под ред. О.П. Глудкина. – М.: Горячая Линия – Телеком, 1999. – 708 с.

6. Павлов, В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств / В.Н. Павлов, В.Н. Ногин. – М.: Горячая Линия – Телеком, 2001. – 322 с.

7. Валенко В.С. Электроника и микросхемотехника: Учеб. пособие / В.С. Валенко, М.С. Хандогин. – Мн.: Беларусь, 2000. – 320 с.

8. Галкин, В.И. Промышленная электроника и микроэлектроника / В.И. Галкин, Е.В. Пелевин. – М.: Высш. шк., 2006. – 360 с.

9. Травин, Г.А. Основы схемотехники устройств радиосвязи, радиовещания, телевидения / Г.А. Травин. – М.: Высш. шк., 2007. – 606 с.

10. Электронные, квантовые приборы и микроэлектроника: Учеб. пособ. для вузов / Под редакцией Н.Д.Федорова. – М.: Радио и связь, 1998.

11. Щука, А.А. Электроника / А.А. Щука. – СПб.: БХВ-Петеребург, 2005.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ

12. Алексенко, А.Г. Микросхемотехника / А.Г. Алексенко, И.И. Шагурин. – М.: Радио и связь, 1990. – 496 с.

13. Фролкин, В.Т. Импульсные цифровые устройства / В.Т. Фролкин, Л.Н. Попов. – М.: Радио и связь.

14. Хандогин, М.С. Электронные приборы / М.С. Хандогин. – Мн.: БГУИР, 2005. – 188 с.

15. Разевиг, в.Д. Система сквозного проектирования электронных устройств DesignLab 8.0 / в.Д. Разевиг. – м.: Солон–р, 2000. – 706 с.

16. Дробот, С.В. Практикум по курсу "Электронные приборы" для студентов всех специальностей БГУИР дневной и вечерней форм обучения / С.В. Дробот, В.А. Мельников, В.Н. Путилин – Мн: БГУИР, 2003. – 179 с.

17. Электронные приборы и устройства: лабораторный практикум. В 2 ч. – Мн.: БГУИР, 2005, 2007. 

18. Дробот С.В., Путилин В.Н. Электронные приборы и устройства: Электронные учебно-методический комплекс для всех специальностей БГУИР дистанционной формы обучения. – Минск: БГУИР, 2005.

Теоретический раздел Лекции

Тема1. Определение и классификация электронных приборов

Еще в 19 веке был открыт ряд физических явлений, природа которых обусловлена взаимодействием свободных электронов с электромагнитным полем и веществом. Такие явления получили названия электромагнитных. К ним относятся:

– испускание электронов накаленным телом – термоэлектронная эмиссия;

– испускание электронов веществом под воздействием фотонов (фотоэффект);

– испускание фотонов веществом под воздействием электронов (люминесценция);

– зависимость электронной проводимости цепи, состоящей из накаленного и ненакаленного электродов, разделенных вакуумным промежутком, от направления тока;

– ионизация разреженного газа при прохождении потока быстро движущихся электронов, сопровождающаяся резким увеличением электрической проводимости среды;

– наличие двух типов электропроводности полупроводника (электронной и дырочной), в зависимости от преобладания того или другого вида носителей заряда (электронов или дырок);

Перечисленные и многие другие электронные явления хорошо изучены и имеют практическое применение. Приборы, принцип действия которых основан на физических явлениях, связанных с движением электрически заряженных частиц в вакууме, газе или в твердом теле, называются электронными. Область науки и техники, которая занимается изучением и разработкой электронных приборов и устройств, называется электроникой.

Наиболее общим классификационным признаком является рабочая среда, в которой протекают основные физические процессы в приборе. Таким образом, различают электровакуумные, ионные (газоразрядные) и полупроводниковые приборы.

В электровакуумных приборах рабочее пространство изолировано от окружающей среды газонепроницаемой оболочкой – баллоном. Электрические процессы в этих приборах протекают в среде высокоразреженного газа с давлением порядка 10-6 мм рт. ст. К электровакуумным приборам относятся электронные лампы, электронно-лучевые, фотоэлектронные и сверхвысокочастотные приборы.

Ионными (газоразрядными) называют приборы, баллоны которых наполнены инертными газами (аргоном, неоном, криптоном и др.), их смесью, водородом или парами ртути. Давление газа в баллоне не велико: 10-10-5 мм рт. ст. Заполнение приборов газом позволяет пропустить через них значительно больший ток, чем это возможно в электровакуумном приборе при той же потребляемой мощности, что объясняется малым внутренним сопротивлением прибора, а следовательно, малым падением напряжения между анодом и катодом.

Конструкция и назначение ионных приборов весьма разнообразны. Большинство их типов применяется для выпрямления переменного тока (газотроны, игнитроны, тиристоры, ртутные вентили и др.). Используются они также для стабилизации постоянных напряжений (стабилитроны), в качестве электронных реле, переключающих устройств (ионные разрядники).

Наиболее общие функции, выполняемые электронными приборами, состоят в преобразовании информационных сигналов или энергии.

Само название «электронные приборы» указывает на то, что все процессы преобразования сигналов и энергии происходят либо за счёт движения электронов, либо при их непосредственном участии. Основными задачами электронного прибора как преобразователя информационных сигналов являются: усиление, генерирование, передача, накопление и хранение сигналов, а также выделение их на фоне шумов.

Электронные приборы можно классифицировать по их назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивнотехнологическим признакам, роду рабочей среды и т.д.

В зависимости от вида сигналов и способа обработки информации все существующие электронные приборы разделяют на электропреобразовательные, электросветовые, фотоэлектрические, термоэлектрические, акустоэлектрические и механоэлектрические.

Электропреобразовательные приборы представляют самую большую

группу электронных приборов. К ним относят различные типы диодов и транзисторов, тиристоры, газоразрядные, электровакуумные приборы.

К электросветовым относят светодиоды, люминесцентные конденсаторы, лазеры, электронно-лучевые трубки.

К фотоэлектрическим – фотодиоды, фототранзисторы, фототиристоры, солнечные батареи.

К термоэлектрическим – полупроводниковые диоды, транзисторы, термисторы.

Акустоэлектрические усилители, генераторы, фильтры, линии задержки на поверхностных акустических волнах относятся к акустическим приборам. В последнее время на стыке электроники и оптики сформировалась новая область техники – оптоэлектроника, привлекающая для решения задач формирования, хранения и обработки сигналов методы электроники и оптики.

В зависимости от выполняемых функций и назначения электронные приборы делят на выпрямительные, усилительные, генераторные, переключательные, индикаторные и др.

По диапазону частот – низкочастотные, высокочастотные, сверхвысокочастотные; по мощности – малой мощности, средней мощности и мощные.

Понятие режима электронного прибора включает в себя совокупность условий, определяющих его работу. Любой режим определяется совокупностью параметров. Различают электрический, механический, климатический режимы. Каждый из указанных режимов характеризуется своими параметрами. Оптимальные условия работы прибора при эксплуатации, испытаниях или измерениях его параметров определяются номинальным режимом.

Предельные параметры характеризуют предельно допустимые режимы работы. К ним относятся максимально допустимые значения напряжений на электродах прибора, максимально допустимая мощность, рассеиваемая прибором, и т.д. Различают статический и динамический режимы. Если прибор работает при постоянных значениях напряжений на электродах, такой режим называется статическим. В этом случае все параметры не меняются во времени. Режим работы прибора, при котором напряжение хотя бы на одном из электродов меняется во времени, называется динамическим.

Кроме параметров режима, различают параметры электронного прибора (например, коэффициент усиления, внутреннее сопротивление, междуэлектродные ёмкости и др.). Связь между изменениями токов и напряжений на электродах в статическом режиме описывается статическими характеристиками. Совокупность статических характеристик при фиксированных значениях третьего параметра называют семейством характеристик.