Электроника. Курс лекций - часть 4

 

  Главная      Учебники - Разные     Электроника. Курс лекций

 

поиск по сайту           правообладателям

 

 

 

 

 

 

 



 

содержание      ..     2      3      4      5     ..

 

 

Электроника. Курс лекций - часть 4

 

 

М

Д

п/п

+

U

ЗИ

E

З

С

И

подложка

М

Д

П

канал

I

С

E

С

n

p

З

U

I

C

U

ЗИ

 > 0

U

ЗИ

 = 0

U

ЗИ

 < 0

`

U

ЗИ

I

З

Через диэлектрик

тока нет

U

ЗИ

I

С

U

СИ 3

U

СИ 2

U

СИ 1

U

СИ 3

 > U

СИ 2

 > U

СИ 1

Реализуются на основе следующей структуры:

Отсюда и название: МДП (или МОП)

Если   приложить   переменное   направление,   то   эта   структура   будет   вести   себя   как
конденсатор.

2 вида:
1. со встроенным каналом
2. с индуцированным каналом

Полевые транзисторы со встроенным каналом

 

U

ЗИ

 = 0,  получаем транзистор с затвором в виде p - n перехода.

U

ЗИ

 > 0,  проводимость увеличивается, кривая смещается вверх.

U

ЗИ

 < 0,  проводимость уменьшается, кривая смещается вниз.

Таким образом: напряжение на затворе меняет проводимость на канале (модулирует
канал).

Данная характеристика 

Данная характеристика 

не используется: 

используется:

E

З

E

З

С

И

З

U

ЗИ

E

З

С

И

М

Д

П

I

С

E

С

n

p

n

З

U

СИ

I

C

U

ЗИ 3

U

ЗИ 2

U

ЗИ 1

 > 0

U

ЗИ 3

 > U

ЗИ 2 

> U

ЗИ 1

U

ЗИ

I

С

U

СИ 3

U

СИ 2

U

СИ 1

U

СИ 3

 > U

СИ 2

 > U

СИ 1

С

И

З

Условное обозначение:

Полевые транзисторы с индуцированным каналом

 

U

ЗИ

 < 0,  "-" притягивает дырки,

все остается также.

U

ЗИ

 > 0,  "+" отталкивает дырки,

то при некотором U

ЗИ

 , буде n>p и

      возникнет канал, т.е.

возникнет ток стока.

                                Если U , то проводимость канала .

Таким образом: данный транзистор работает только при одной полярности E

З

.

Данная характеристика 
используется:

Условное обозначение:

Эквивалентные схемы полевых транзисторов

На переменном (постоянном) сигнале схема:

E

З

E

З

С

З

И

r

ЗС

r

ЗИ

С

ЗС

С

ЗИ

r

С

S U

ЗИ

С

З

И

r

С

U

ЗИ

R

вх 

  

С

З

И

r

С

U

ЗИ

М

О

Н

U

ЗИ

С

И

n

p

n

+

Область
электронных
ловушек

З

U

ЗИ

I

С

Если нет области
объемного заряда

Если есть область
объемного заряда

U

ЗП

 - межпороговая зона

U

ЗП

U'

ЗП

На постоянном сигнале упрощ. схема: 

      На   переменном   сигнале   упрощ.

схема:

МНОП - транзисторы:
(металл/натрит/окись/полупроводник)

Т.   к.   толщина   слоя   небольшая   (нм),   то   при   приложении   напряжения   возникает
тоннельный эффект.

Сейчас   эти   транзисторы
используются   во  flash  -
памяти.

МНОП   -   транзисторы   с
плавающим затвором:

-

М

SiO

2

С

И

p

n

p

+

Объемный заряд создается
настолько большой, что
индуцируется канал

З

Si

-

+

E

E

К

A

Э

П

1

n

1

p

2

n

2

p

1

Б

Б

Э

П

2

П

3

R

Н

I

m

E

П

1

n

1

p

2

n

2

П

3

R

Н

I

m

n

1

p

2

p

1

1

2

U

вкл

(от 100 В)

U

m

I

m

U

вкл 2

U

вкл 1

U

откр

(0,8-1,5 В)

I

вкл

I

у

= 0

I

упр 1

I

упр 2

I

спрямл

II

I

III

Происходит лавинный пробой p-n перехода:

Тиристор

Тиристор  -   полупроводниковый   прибор   с   двумя   устойчивыми   состояниями,
имеющий   три   или   более  p-n  переходов,   в   ВАХ   которого   имеется   область
отрицательного дифференциального сопротивления. Основное его назначение:
пропускать ток (тиристор открыт) или не пропускать ток (тиристор закрыт).

Тиристоры делятся на 3 группы:
1. Динисторы
2. Тринисторы
3. Симисторы

1. Динисторы - неуправляемые тиристоры.

У

динисторов: 2 электрода, 

 

3 перехода (p-n, n-p, p-n).

П

1

, П

3

 - эмиттерные переходы

П

1

 - коллекторный переход

Динистор обычно представляется в виде двух транзисторов:

Динистор открыт в
обратном направлении

 U

m

   I

П1

, I

П2

   

1

, 

2

При   некотором  U

вкл

  :  

вкл

m

U

U

2

1

1

α

α

,   и  I

m

    ,   т.е.   теристор   теряет

сопротивление.
При данной полярности:

П

1

, П

2

 - смещен в прямом направлении

П

3

 - в обратном

2

1

К0

m

m

П3

П1

П2

К0

П3

2

П1

1

П2

α

α

1

I

I

I

I

I

I

I

I

α

I

α

I

Теристоры делают такими, чтобы: 

1

 + 

1

 < 1.

I участок - участок устойчивого закрытого состояния.

Сопротивление   тиристора   большое,   тока   тиристор   практически   не
проводит.

II участок - участок устойчивого открытого состояния.

Тиристор проводит большие токи.

III участок - участок отрицательного дифференциального сопротивления.

Здесь тиристор находится кратковременно только при переключении.

Условные обозначения тринисторов:

2. Тринисторы характреризуются наличием цепи управления.

E

К

A

Э

П

1

n

1

p

2

n

2

p

1

Б

Б

Э

П

2

П

3

R

Н

I

У

E

у

E

+

П

1

n

2

p

2

p

1

П

2

П

3

R

Н

n

3

n

1

П

4

У

динисторов 3 вывода (2 для подключения
цепи, 1 управляющий).

П

1

, П

3

 - эмиттерные переходы

П

1

 - коллекторный переход

Если I

у

 = 0, то ВАХ обычного динистора.

Если I

у

 > 0, то через П

3

 есть дополнительная составляющая тока и 

2

  (см. рис.

в п.1.).

Условные обозначения тринисторов:

Обобщенное обозначение:

Если вывод от катодной базы:

Если вывод от катодной базы:

Если вывод с обеих баз (триак - 4 вывода):

3. Симисторы.
 

У

динисторов 3 вывода (2 для подключения цепи, 1
управляющий).

П

1

, П

3

 - эмиттерные переходы

П

1

 - коллекторный переход

При прямом напряжении (+-) П

1

 смещен в обратном направлении (он закрыт),

работает структура p

1

, n

2

, p

2

, n

3

.

Управляющий
симистор

Если меняем полярность (-+), П

4

 закрыт, работает структура p

2

, n

2

, p

1

, n

1

.

Условные обозначения симисторов:

Символьное бозначение симисторов:

D B

1

 X

1

 X

2

 X

3

 B

2

D - материал
B

1

 - подкласс тиристоров

B

1

  {Н, У}

Н - неуправляемые (динисторы)
У- управляемые

X

1

 - назначение прибора

Если B

1

 = Н, то X

1

  {1, 2}

1 - динисторы  малой мощности (коммутируемые токи не более

100 мA)

2 - динисторы средней мощности (коммутируемые токи до 10 A)

Если B

1

 = У, то X

1

  {1, 2, 7; 3, 4, 8; 5, 6, 9}

1, 2, 3 - незапираемые (малой, средней, большой мощности соотв.)
3, 4, 8 - запираемые (малой, средней, большой мощности соотв.)
5, 6, 9 - симисторы (малой, средней, большой мощности соотв.)

X

2

, X

3

 - порядковый номер

B

2

 - классификационная литера

Интегральная микроэлектроника

Интегральные микросхемы

Пленочные

Полупроводниковые

(монолитные)

Толстопле-

ночные

Тонкопле-

ночные

Гибрид-

ные

Совмещен-

ные

Диэлектрическая

подложка

Трафарет

Пласты
различной
проводимости

кристалл

крепежные шарики

дорожки

Микросхема  -   изготовленные   в   едином   технологическом   процессе   электронные
изделия,   выполняющие   определенную   функцию   преобразования   электрического
сигнала,   имеющие   высокую   плотность   упаковки   электрически   соединенных   между
собой   элементов   и   представляющие   единое   целое   с   точки   зрения   требований   к
испытаниям, приемке и эксплуатации.

Первые пленочные и гибридные интегральные микросхемы:

КИО = 10

-5

 = 10

-8

ЧЭ = 10

2

Полупроводник:

КИО < 10

-5

 = 10

-9

ЧЭ = 10

3

10

5

Сборка микросхемы (толстопленочной):

Тонкопленочная технология:
Все   площадки   создаются   путем   накопления,   осаждения   атомов   и   молекул   на
поверхность подложки (способ медленный).
Еще  существует способ  печатного микросхем,  +  все  элементы  можно обрабатывать
лазером до большой точности.

Затраты   на   тонкопленочную  технологию   на   50%   >  чем   на   толстопленочную,   но

первая дает  более качественные микросхемы.
По пленочной технологии - только пассивные элементы.

Гибридные интегральные микросхемы:
Пассивные элементы  - межсоединения по пленочной  технологии;  активные -
отдельно в безкорпусном варианте и прикреплены к поверхности микросхемы. 

 

 

 

 

 

 

 

содержание      ..     2      3      4      5     ..