- •Введение
- •Развитие электроники
- •Особые свойства электронных приборов
- •Глава 1. Физические основы проводимости полупроводников
- •1.1. Общие сведения о полупроводниковых материалах
- •1.1.1. Энергетические зонные диаграммы кристаллов
- •1.1.2. Прохождение тока через металлы
- •1.2. Собственная проводимость полупроводников
- •1.3. Примесная проводимость полупроводников
- •1.3.1. Электронная проводимость. Полупроводник n-типа
- •1.3.2. Дырочная проводимость. Полупроводник p-типа
- •1.4. Однородный и неоднородный полупроводник
- •1.5. Неравновесная концентрация носителей
- •1.6. Прохождение тока через полупроводники
- •1.7. Уточнение понятий “собственные” и “примесные” полупроводники
- •Глава 2. Количественные соотношения в физике полупроводников
- •2.1. Распределение Ферми. Плотность квантовых состояний
- •2.2. Функция распределения Ферми – Дирака
- •2.3. Плотность квантовых состояний
- •2.4. Концентрация носителей в зонах
- •2.5. Собственный полупроводник
- •2.6. Примесный полупроводник. Смещение уровня Ферми
- •Глава 3. Электронно-дырочный переход
- •3.1. Образование и свойства р-п перехода
- •3.1.1. Виды p-n переходов
- •3.1.2. Потенциальный барьер
- •3.1.3. Токи р-n перехода в равновесии
- •3.1.4. Электронно-дырочный переход при внешнем смещении
- •3.2. Вольт-амперная характеристика р-п перехода
- •3.2.2 Влияние температуры на характеристику и свойства р-п перехода
- •3.2.3. Емкость р-п перехода
- •Глава 4. Полупроводниковые диоды
- •4.1 Диоды
- •4.1.1. Реальная вольт-амперная характеристика (вах) диода
- •4.1.2. Параметры диода
- •4.2. Разновидности диодов. Точечные и плоскостные диоды
- •4.2.1. Выпрямительные и силовые диоды
- •4.2.2. Тепловой расчет полупроводниковых приборов
- •4.2.3. Кремниевые стабилитроны (опорные диоды)
- •4.2.4. Импульсные диоды
- •4.2.5. Туннельные и обращенные диоды. Туннельный эффект. Туннельные диоды (тд)
- •4.2.6. Варикапы
- •4.4. Обозначение (маркировка) несиловых диодов
- •Глава 5. Биполярный бездрейовый транзистор
- •5.1. Устройство и принцип действия
- •5.2. Основные соотношения для токов. Коэффициент передачи тока
- •5.2.1. Возможность усиления тока транзистором
- •5.3. Три схемы включения транзистора
- •5.4. Статические характеристики транзистора
- •5.5. Предельные режимы (параметры) по постоянному току транзистора
- •5.6. Малосигнальные параметры и эквивалентные схемы транзистора
- •5.6.1. Зависимость внутренних параметров транзистора от режима и от температуры
- •5.6.2. Четырехполюсниковые h-параметры транзистора и эквивалентная схема с h-параметрами
- •5.6.2.1. Определение h-параметров по статическим характеристикам
- •5.6.2.2. Связь между внутренними параметрами и h-параметрами
- •5.7. Частотные свойства транзисторов. Дрейфовый транзистор
- •5.7.1. Частотно-зависимые параметры
- •5.7.2. Дрейфовый транзистор
- •Глава 6. Полевые (униполярные) транзисторы
- •6.1. Унитрон
- •6.3. Параметры и эквивалентная схема полевого транзистора
- •6.4. Обозначение (маркировка) и типы выпускаемых транзисторов
- •Глава 7. Тиристоры
- •7.1. Устройство и принцип действия тиристоров
- •7.2. Закрытое и открытое состояние тиристора
- •7.2.1. Закрытое состояние тиристора (ключ отключен)
- •7.2.2. Открытое состояние (ключ включен)
- •7.3. Включение и выключение тиристора
- •7.4. Параметры тиристора
- •7.5. Типы и обозначения силовых тиристоров
- •Глава 8. Интегральные микросхемы.
- •8.1 Общие сведения о микросхемах.
- •8.1.1 Классификация микросхем.
- •8.1.2. Обозначения имс
- •8.2. Сведения по технологии получения имс
- •8.2.1. Исходные материалы
- •8.2.2. Групповой метод. Планарная технология
- •8.3. Планарно – эпитаксиальный цикл.
- •8.3.1. Эпитаксия.
- •8.3.2. Окисление поверхности кремния.
- •8.3.3. Первая (разделительная) диффузия.
- •8.3.4. Вторая (базовая) и третья (эмиттерная) диффузии.
- •8.3.5. Металлизация (межсоединения).
- •8.3.6. Фотолитография.
- •8.4. Особенности и перспективы развития интегральных схем.
- •8.4.1. Особенности имс.
- •8.4.2. Перспективы развития.
- •Библиографический список
- •Глава 8. Интегральные микросхемы ……………………………………… 61 Библиографический список ……………………………………………….. 78
4.2.6. Варикапы
Варикапы – это полупроводниковый диод, в котором используется зависимости барьерной емкости Сбар р-п перехода от обратного напряжения. Для большинства реальных р-п переходов зависимость Сбар(Uобр) можно представить в виде
Сбар(Uобр)=AS(Uобр +0)-n пФ, (4.10)
где A – постоянный коэффициент для данного перехода; S – площадь перехода, мм2 ; Uобр – обратное напряжение, В; 1/2 n 1/3, 00,8 В.
Например, для сплавных переходов A=128, n=1/2:
(4.10)
Варикапы широко применяются в радиотехнических устройствах для электронной (дистанционной) перестройки колебательных контуров в диапазонах в диапазонах радиоволн – коротковолновом (КВ), ультракоротковолновом (УКВ) и дециметровом (ДЦВ). По сути варикап это полупроводниковый управляемый напряжением конденсатор. Он заменяет в радиоустройствах конденсаторы переменной емкости довольно внушительных габаритов. Особенно эффективно применение варикапов в микроэлектронных радиоустройствах.
Параметры варикапов.
Cн – номинальная емкость, измеренная между выводами при небольшом обратном напряжении Uобр =25 В. Для большинства варикапов Cн 10500 пФ.
Kc – коэффициент перекрытия по емкости, равный отношению Cбар max / Cбар min 520.
Cбар max = Cбар (Uобр min), Cбар min = Cбар (Uобр max).
Q – добротность, определяемая отношением реактивного сопротивления варикапа Xc к полному сопротивлению потерь rs при заданном обратном напряжении на заданной частоте
Q = Xc/rs 20500.
На высокой частоте Xc=1/ Cбар и Qв =1/ rs Cбар
4.4. Обозначение (маркировка) несиловых диодов
В настоящее время для маркировки выпускаемых в нашей стране диодов используются две системы обозначения:
1. Система обозначения до 1964 г. (старая), состоящая из трех элементов:
- первый элемент - буква Д (означает диод);
- второй элемент - число, указывающее тип и параметры прибора:
1-100 - точечные германиевые,
101-200 - точечные кремниевые,
201-300 - плоскостные кремниевые,
301-400 - плоскостные германиевые,
801-900 - стабилитроны;
- третий элемент - буква, указывающая разновидность диода данного типа.
Например, Д214Б - кремниевый плоскостной диод (точные параметры - по справочнику). По этой системе обозначены диоды, разработанные до 1964 г. Некоторые из них выпускаются и в настоящее время. В обращении находится много диодов этой системы обозначения.
2. Система обозначения после 1964 г. (новая, более совершенная), состоящая из четырех элементов:
- первый элемент - буква или цифра, укаэывающая на исходный материал: Г или 1 – германий, К или 2 – кремний, А или 3 – арсенид галлия;
- второй элемент – буква, указывающая тип прибора: А – сверхвысокочастотный диод, Д – диод, И – туннельный диод, С – стабилитрон, В – варикап и т.д.;
- третий элемент – число, указывающее назначение и электрические свойства прибора, например:
101-399 – выпрямительные диоды, 401-499 – универсальные диоды, 501-599 – импульсные диоды, 101-999 – варикапы, 101-199 – усилительные, 201-299 – генераторные, 301-399 – переключающие |
|
101-199 - Uстаб = 0,1…9,9 В 201-299 - Uстаб =10…99 В 301-399 - Uстаб = 100…199 В
|
стабилитроны малой мощ- ности P 0,3 Вт ; |
401-499 - Uстаб = 0,1…9,9 В 501-599 - Uстаб = 10…99 В 601-699 - Uстаб = 100…199 В
|
стабилитроны средней мощ-ности 0,3 Вт P 5 Вт ; |
701-799 - Uстаб = 0,1…9,9 В 801-899 - Uстаб = 10…99 В 901-999 - Uстаб = 100...199 В
|
стабилитроны большой мощ- ности Р > 5 Вт; |
- четвертый элемент - буква, указывающая разновидность диодов данной группы. Примеры обозначения: 2Д105А – кремниевый выпрямительный диод; КС980А – высоковольтный стабилитрон большой мощности; АИ301Г – туннельный переключающий диод из арсенида галлия.
3. Обозначения диодов могут состоять из семи элементов:
- Первый элемент - к выше перечисленным Г(1), К(2), А(3) добавляется И или 4 – соединения индия.
- Второй элемент – к выше перечисленным А, В, Д, И, С добавляются новые диоды, например Л – излучающие оптоэлектронные приборы.
-
Третий элемент – цифра после двух букв.
Выпрямительные диоды:
1 – Iпр<0,3 A, 2 – Iпр<0,3 A, 3 – прочие диоды.
Импульсные диоды с tвост, не:
4 – >500, 5 – 150500, 6 – 30150, 7 – 530, 8 – 15, 9 – < 1 нс.
СВЧ - диоды:
1 – смесительные, 2 – детекторные, 3 – усилительные, 4 – параметрические, 5 – переключательные, 6 – умножительные, 7 – генераторные, 8 – прочие.
Туннельные диоды:
1 – усилительные, 2 – генераторные, 3 – переключательные,
4 – обращенные.
Излучающие приборы:
1,2 – инфракрасные светодиоды и модули (2), 3 – светодиоды, 4 – знаковые индикаторы.
-
Четвертый, пятый и шестой элементы (цифры) обозначающие порядковый номер разработки и обозначаются числами от 01 до 999. Для стабилитронов (С) четвертый и пятый элементы означают напряжение стабилизации, шестой элемент – последовательность разработки с обозначениями от А до Я.
-
Седьмой элемент – буква от А до Я, определяющая классификацию по параметрам.