Физические основы электроники Часть 4 Полевые транзисторы Полупроводниковые

Физические основы электроники Часть 4. Полевые транзисторы. Полупроводниковые оптоэлектронные приборы. Интегральные схемы. Пассивные элементы. Электровакуумные приборы.

Полевой транзистор , он же униполярный С изолированным затвором С управляющим p-n переходом 2

Идея Лалиенфельда (1925 г. ) Не реализуемо вследствие поверхностных (граничных) эффектов полупроводника 3

Полевой транзистор с управляющим pn-переходом 4

Полевой транзистор с барьером Шоттки Эффект Шоттки – возникновение потенциального барьера на границе металл-полупроводник 5

ПТ с управляющим переходом 6

Основные параметры ПТ • Крутизна S = (д. IC /д. UЗИ) при UСИ = const; • предельное напряжение затвор-исток UЗИ ПРЕД; • предельное напряжение сток-исток UСИ ПРЕД; • максимальный ток стока IС. MAX; • максимальная рассеиваемая мощность РC. MAX 7

МОП-транзистор МОП = Металл, Окисел, Полупроводник (МДП = Металл, Диэлектрик, Полупроводник) • С встроенным каналом • С индуцированным каналом 1963 г. , С. Хофштейн и Ф. Хайман 8

МОП-ПТ с встроенным каналом 9

МОП-ПТ с индуцированным каналом 10

ПТ с изолированным затвором канал n-типа: канал p-типа: 11

Генерация и рекомбинация носителей заряда в полупроводнике 12

Фоторезистор 1 – диэлектрическая пластина 2 – слой полупроводника 3 – контактные площадки 13

Фотодиод Эффект зависимости обратного тока pn-перехода от освещённости 14

Фототранзисторы 15

Оптопары 1 – излучатель; 2 – фотоприемник; 3 – объект 16

Интегральные схемы – это совокупность большого количества взаимосвязанных компонентов (транзисторов, диодов, резисторов, конденсаторов и т. п. ), изготовленных в едином технологическом цикле на одной подложке и выполняющих определенную функцию преобразования информации. 17

Элементы интегральных схем • неделимые составные части ИС, которые нельзя отдельно специфицировать и поставить как отдельные изделия. Особенность: - имеют электрическую связь с общей подложкой, а иногда и друг с другом. 18

Внутренняя связь элементов биполярных ИС через подложку 19

Слабая связь между элементами МОП-транзисторных ИС 20

Основные методы изоляции элементов ИС а) с помощью рп-переходов; б) с помощью диэлектрика 21

Пассивные элементы: резисторы Постоянный «химический» Постоянный «проволочный» 22

Пассивные элементы: переменные резисторы 23

Пассивные элементы: конденсаторы (1) Электролитические и полимерные 24

Пассивные элементы: конденсаторы (2) Керамические 25

Пассивные элементы: конденсаторы (3) Переменной ёмкости 26

Пассивные элементы: катушки индуктивности и дроссели 27

Электронная эмиссия(1) T 0 T >> T 0 28

Электронная эмиссия(2) U 0=0 + U 0>>0 + 29

Электровакуумный диод а)Прямой накал б)Косвенный накал 30

Электровакуумный триод 31

Многосеточные ЭВ лампы Задачи: избежать насыщения, снизить анодное напряжение Тетроды с катодной (а) и экранирующей (б) сеткой 2 сетки = тетрод 3 сетки = пентод 4 сетки = гексод 5 сеток = гептод И т. д. 32

Электровакуумные СВЧ-приборы(1) • Приборы “О-типа”: имеют прямолинейную геометрию электронного потока в продольном внешнем магнитном поле: – клистроны – лампы бегущей волны (ЛБВ) – лампы и обратной волны (ЛОВ) 33

Электровакуумные СВЧ-приборы(2) • Приборы “М-типа”: модулированные электронные потоки формируются в результате дрейфового движения электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях – – магнетроны платинотроны ЛБВ-М ЛОВ-М магнетрон 34