ФОЭ (ч. 1)

Физические основы электроники (часть первая)

Лектор: к.т.н., доц. Амелин С.А.

Программа курса (часть первая)

4 семестр

• • Физические основы полупроводников - электропроводность полупроводников. Принцип действия р-n перехода. Прямое смещение р-n перехода. Инжекция неосновных носителей. Вольтамперная характеристика р-n перехода. р-n переход, смещенный в обратном направлении. Идеальный и реальный р-n переход.

  • Полупроводниковые приборы. Вольтамперные характеристики германиевого и кремниевого диода. Емкость р-п перехода. Варикапы. Эквивалентная схема варикапа. Пробои р-п перехода. Виды пробоя. Стабилитроны. Влияние температуры на вольтамперные характеристики стабилитронов. Параметрический стабилизатор.

  • Полупроводниковые диоды. Влияние температуры на вольтамперную характеристику диода при прямом и обратном смещении. Разновидности диодов. Импульсные диоды. Переходные процессы при переключении диода. Диоды Шотки.

  • Динисторы и тиристоры. Принцип работы, ВАХ, область применения.

  • Принцип работы биполярного транзистора. Обозначение транзисторов. Основные параметры транзисторов. Дискретные транзисторы и транзисторы ИМС. Схемы включения биполярных транзисторов.

  • Модель Эберса - Молла биполярного транзистора. Входные и выходные характеристики транзистора, включенного по схеме ОБ, ОЭ

  • Малосигнальные эквивалентные схемы биполярных транзисторов. Метод четырехполюсника. H – параметры. Эквивалентная схема биполярного транзистора в Н – параметрах. Полевые транзисторы с обратно смещенным р-n переходом. Принцип работы. Входные и выходные характеристика. Аппроксимация входной ВАХ.

  • Полевые транзисторы со встроенными и индуцированными каналами. IGBT полевые транзисторы, основные параметры, область применения.

• 1 контрольная работа – 1 час

  • Обратные связи в схемах усилителей. Последовательная ООС по напряжению. Влияние последовательной ООС по напряжению на стабильность коэффициента усиления усилителя. Влияние последовательной ООС по напряжению на входное и выходное сопротивление усилителя. Последовательная ООС по току и ее влияние на основные параметры усилителя. Параллельная ООС по напряжению.

  • Усилители. Усилительные каскады на биполярных транзисторах по схеме ОЭ, ОБ, ОК. Расчет по постоянному току. Температурная нестабильность. Анализ работы усилительных каскадов по схеме ОЭ, ОБ и ОК в области средних частот. Определение основных усилительных параметров.

  • Работа усилителей в области низких частот. Определение разделительных и блокировочных конденсаторов. Анализ работы усилителей на высоких частотах. Усилители на полевых транзисторах.

  • Усилители на полевых транзисторах. Схемы ОС и ОИ. Каскодный усилитель

• Контрольная работа по материалу первых десяти лекций. (1 час).

  • Усилители мощности. Режимы А, В, АВ в усилителях мощности. Однотактные и. двухтактные усилители мощности. Основные схемы. Определение к.п.д. в двухтактном усилителе мощности.

  • Нелинейные искажения в двухтактных усилителях мощности. Режим АВ. Основные расчетные соотношения. Усилители постоянного тока. Дрейф нуля в УПТ. Методы уменьшения дрейфа нуля. Усилители МДМ – типа.

  • Основы микроэлектроники и микросхемотехники. Дифференциальный усилитель (ДУ). Дрейф нуля ДУ. Основная схема ДУ. Определение коэффициента усиления ДУ для дифференциального и синфазного входного сигнала. Относительное ослабление синфазного сигнала.

  • Обратная связь в ДУ. Регулировка коэффициента усиления. Схемы ДУ в интегральном исполнении. Генераторы стабильного тока в интегральных схемах ДУ.

  • Операционные усилители. Основные параметры ОУ. Применение ОУ: инвертирующий и неинвертирующий усилители на ОУ, сумматор на ОУ. Дифференциальные усилители на ОУ.

  • Схема сложения – вычитания на ОУ. Неинвертирующий сумматор на ОУ. Интеграторы на ОУ. Логарифмические преобразователи на ОУ.

Литература по курсу «Физические основы электроники»

1. Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И.: Под ред. Глудкина О.П. Аналоговая и цифровая электроника. Учебник для вузов. — М.: Радио и связь, 2003

2. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: Высшая школа, 1991.

3. Прянишников В.А. Электроника: Курс лекций. – СПб.: Корона – принт, 1998. – 398 с.

4. Лачин В.И., Савёлов Н.С. Электроника: Учеб. пособие. 4-е изд. — Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2004. — 576 с. (Серия «Высшее образование»).

5. Волович Г. И. Схемотехника аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств. — М.: Издательский дом «Додэка-ХХI», 2007. — 528 с., ил.

6. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. – М.: Мир, 1982. – 512 с.

7. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники: Пер. с англ. М.: Мир, 2001.– 704 с.

8. Кауфман М., Сидман А. Г. Практическое руководство по расчетам схем в электронике: Справочник. В 2-х томах. Т. 1: Пер. с англ./ Под ред. Ф. Н. Покровского. – М.:Энергоатомиэдат, 1991.– 368 с.

В подстраницах размещено учебное пособие по курсу и сборник лабораторных работ.