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.