Elektronikos pagrindų špera

1. Kaip sudarytas puslaidininkinis taškinis diodas? Taškiniam diodui naudojamas puslaidininkinės medžiagos monokristalas, prie kurio prispausta metalinė adata. Jei puslaidininkinio monokristalas yra elektroninio laidumo, tai adatos galas iš anksto padengimas trivalente akceptorine priemaiša. pn sandūra sudaroma elektrinio formavimo būdu: per kontaktą praleidžiamas galingas srovės impulsas. Tuomet adatos galas įsilydo į puslaidininkį. Taip po adatos galu susidaro nedidelė p puslaidininkio sritis ir pn sandūra. 2. Išvardinkite ir aptarkite puslaidininkinių plokštinių diodų gamybos būdus. Plokštinių diodų gamyboje taikomos įlydymo, terminės priemaišų difuzijos, epitaksijos, epitaksijos-difuzijos, planarinė ir kt. Pirmieji diodai buvo gaminami įlydymo būdu: į elektroninio laidumo silicio kristalą 700 C temperatūroje įlydoma aliuminio tabletė. Al atomams prasiskverbus į Si, aplink Al tabletę susidaro skylinio laidumo Si sritis. Sulydymo metu sudaromos staigios pn sandūros, sandūrų plotas gali būti gana didelis. Šiluminės priemaišų difuzijos metu priemaišų atomai į puslaidininkio kristalą difunduoja aukštoje temperatūroje iš dujinės aplinkos. Difuzinėje krosnyje virš elektroninio laidumo Si kristalo praleidžiamas dujų mišinys, kuriame yra akceptorinės priemaišos – boro atomai dėl koncentracijos gradiento skverbiasi į Si. Terminės difuzijos metodu galima sudaryti artimą staigiai arba tolydinę pn sandūrą. Epitaksijos metu virš puslaidininkio padėklo praleidžiamas dujų srautas. Padėklo paviršiuje 1200 C temperatūroje vyksta cheminė reakcija tarp srautą sudarančių medžiagų SiCl4 ir H2. reakcijos metu išsiskyrę Si atomai lieka ant padėklo paviršiaus. Tvarkingai išsidėstę ant padėklo jie sudaro sluoksnį, kuris pratęsia padėklo kristalinę gardelę. Epitaksijos-difuzijos būdas. Ant n+ tipo Si padėklo užauginamas epitaksinis n- Si sluoksnis. Terminės difuzijos metodu į šį sluoksnį įvedus akceptorinių priemaišų, paviršinė epitaksinio sluoksnio dalis paverčiama p tipo puslaidininkiu. 3. Kokie diodai vadinami planariaisiais? Aptarkite jų struktūrą ir gamybą. Naudojant planariąją technologiją, puslaidininkinis darinys formuojamas apdorojant viršutinį plokščią padėklo paviršių. Kai taikoma planarioji epitaksinė- difuzinė technologija, ant n+ Si padėklo užauginamas n- Si sluoksnis. Tuomet paviršiuje sudaromas SiO2 sluoksnis ir jame fotolitografijos būdu padaroma anga, per kurią vykdoma terminė priemaišų difuzija. Perkompensavus pradines priemaišas, sudaroma p laidumo sritis. 4. Aptarkite mezadiodų struktūrą, gamybą ir bendrąsias savybes. Mažu pn sandūros plotu pasižymi mezadiodai. Jų gamybai naudojamas n Si padėklas. Terminės difuzijos būdu diodo padėklo paviršiuje sudaromas p Si sluoksnis. Po to padengiama SiO2 sluoksniu, kuris fotolitografijos būdu nuėsdinamas. Likęs SiO2 sluoksnis naudojamas kaip apsauginis, ėsdinant Si. Paskiausiai pašalinamas SiO2 sluoksnis, plokštelė pjaustoma į kristalus su nedidelio ploto sandūromis. 9. Kaip sudaryti tuneliniai diodai? Nubraižykite ir paaiškinkite tunelinio diodo pn sandūros energijos lygmenų diagramą. Tuneliniuose dioduose panaudojamos plonos pn sandūros, susidarančios tarp smarkiai legiruotų p ir n sričių. Kai priemaišų tankis viršija 1018 cm-3, puslaidininkis išsigimsta. Priemaišiniai lygmenys sudaro leidžiamąsias juostas. 10. Nubraižykite tunelinio diodo VACH ir paaiškinkite jos eigą. 11. Ką vadina atbuliniu diodu? Nubraižykite ir paaiškinkite atbulinio diodo pn sandūros energijos lygmenų diagramą. Parinkus mažesnį priemaišų tankį, galima pasiekti, kad n srityje Fermio lygmuo sutaptų su laidumo juostos dugnu, o p srityje – su valentinės juostos viršumi. Tada tunelinė srovė teka tik veikiant atgalinei įtampai. Kai veikia nedidelė įtampa, diodo atgalinė srovė esti stipresnė nei tiesioginė. Diodo atgalinė varža yra daug mažesnė už jo varžą tiesiogine kryptimi. Todėl toks diodas vadinamas atvirkštiniu diodu. 12. Aptarkite tunelinių ir atbulinių diodų taikymo sritis. Tekant tunelinei srovei, pn sandūros aplinkoje nesikaupia šalutiniai krūvininkai. Todėl tuneliniams diodams būdinga didelė veikimo sparta. Jie taikomi aukštų dažnių grandinėse, mažų triukšmų mikrobangų stiprintuvuose, didelės spartos loginėse bei kitose grandinėse. Atvirkštiniai diodai taikomi silpnų aukštadažnių signalų apdorojimo įtaisuose, pavyzdžiui, detektoriuose. 10 lab – dvipolio tyrimas 1. Kokia dvipolių tranzistorių sandara? Nubraižykite elektrinėse schemose vartojamus tranzistorių sutartinius grafinius atvaizdus. Dvipolis tranzistorius su- darytas iš trijų puslaid monokristalo skirtingo laidumo sričių, tarp kurių yra dvi sąveikaujančios pn sandūros. Dvipoliai tranzistoriai būna pnp ir npn struktūros. Vidurinė pnp ir npn darinių sritis vadinama baze. Likusios dvi kitokio laidumo sritys vadinamos emiteriu ir kolektoriumi. Sandūra tarp emiterio ir bazės vadinama emiterio sandūra, sandūra tarp bazės ir kolektoriaus – kolektoriaus sandūra. Emiteris - puslaidininkio sluoksnis, turintis didelę krūvininkų koncentraciją. Kolektorius - puslaidininkinio prietaiso sritis, į kurią patenka krūvininkai ir bazės. 2. Paaiškinkite dvipolio tranzistoriaus veikimą. Tranzistoriai vadinami dvipoliais, todėl, kad juose teka abiejų tipų krūvininkų (elektroninės ir skylinės) srovės. Grandinėje panaudoti du maitinimo šaltiniai. Bazės ir emiterio grandinėje įjungtas šaltinis, kurio įtampa emiterio sandūrai yra tiesioginė. Kolektoriaus ir bazės grandinėje įjungtas šaltinis, kurio įtampa kolektoriaus sandūrai yra atgalinė. Tokiose sąlygose tranzistorius gali stiprinti elektrinius virpesius. 3. Išvardinkite tranzistoriaus emiterio, bazės ir kolektoriaus srovių dedamąsias. Paaiškinkite jų prigimtį ir nurodykite, kokiomis grandinėmis jos teka. IE = IEp + IEn  IEnIKp IEpr ; IK = IKp + IK0; IB = IEn + IEpr – IK0 IEn – emiterio sandūros elektroninė srovė;IEp – emiterio sandūros skylinė srovė;IKp – pagrindinė tranzistoriaus srovė;IEpr – rekombinacinė srovė;IK0 – kolektoriaus šiluminė srovė; Veikiant emiterio sandūroje tiesioginei įtampai, sumažėjus potencialo barjero aukščiui, per emiterio sandūrą teka tiesioginė srovė IE. Ją sudaro skylinė ir elektroninė dedamosios: IE = IEp + IEn  IEnIKp IEpr. Elektroninę srovę IEn sukuria iš bazės į emiterį difunduojantys elektronai, skylinę srovę IEp – iš emiterio į bazę difunduojančios skylės. Kai kolektoriaus sandūroje veikia atgalinė įtampa, aukšto barjero negali įveikti bazės ir kolektoriaus sričių pagrindiniai krūvininkai, todėl per kolektoriaus sandūrą teka pagrindinė tranzistoriaus srovė IKp ir kolektoriaus šiluminė srovė IK0 . Taigi IK = IKp + IK0 . Nesunku įsitikinti, kad IE = IK + IB 4. Nubraižykite ir aptarkite tranzistorių jungimo schemas. 5. Ką vadina statiniu ir diferenciniu emiterio srovės perdavimo koeficientais? Nuo ko ir kaip jie priklauso? Vienas svarbiausių dvipolio tranzistoriaus parametrų yra jo integralinis (statinis) emiterio srovės perdavimo koeficientas, išreiškiamas formule:A=Ikp/Ie. Integralinis emiterio srovės perdavimo koeficientas A priklauso nuo emiterio aktyvumo γ ir skylių pernešimo per bazę koeficiento δ. Norint gauti didesnį integralinį emiterio perdavimo koeficientą A, reikia mažinti tranzistoriaus sroves IEn, IEpr ir didinti pagrindinę tranzistoriaus srovę IKp. Tai pasiekiama parinkus mažą priemaišų koncentraciją bazėje ir mažą bazės storį. BB Kai tranzistorius įjungtas pagal bendrosios bazės schemą, įėjimo srovei pakitus dydžiu iu dIE , gaunamas išėjimo srovės pokytis dIK . Žinodami šiuos srovių pokyčius, galime rasti diferencialinį emiterio srovės perdavimo koeficientą: . E EI dI dAIAK +== α Paprastai tranzistoriaus veikos sąlygos parenkamos taip, kad statinis emiterio srovės perdavimo koeficientas A praktiškai nepriklauso nuo emiterio srovės IE . Tada dA/dIe=0 , ir .1>≅ βB . 7. Nubraižykite tranzistoriaus, įjungto pagal bendrojo emiterio schemą, įėjimo charakteristikų šeimą (3 kreives) ir paaiškinkite charakteristikų eigą. 8. Nubraižykite tranzistoriaus, įjungto pagal bendrojo emiterio schemą, išėjimo charakteristikų šeimą (3 kreives) ir paaiškinkite charakteristikų eigą. BB BE 9. Kaip sudaryta tranzistoriaus h parametrų sistema? Kokia tų parametrų prasmė? Žinant visus vieno rinkinio parametrus, galima apskaičiuoti kito rinkinio parametrus. Praktikoje dažniausiai vartojami h parametrai, nes juos lengviau išmatuoti. Tačiau yra dar ir kitas svarbus h parametrų privalumas: į h parametrų rinkinį tiesiogiai įeina svarbiausias tranzistoriaus parametras – srovės perdavimo koeficientas. Kai tranzistorius jungtas pagal bendrosios bazės schemą, tai h21B = -α , kai pagal bendrojo emiterio schemą, – h21E = β. 10. Kaip randami tranzistoriaus h parametrai pagal jo statines voltamperines charakteristikas? Žinynuose nurodomi tranzistorių parametrai tam tikruose darbo taškuose. Laisvai pasirinktame darbo taške tranzistoriaus parametrus galima rasti iš statinių charakteristikų. 11 laboras-lauko tranz 1Kaip klasifikuojami lauko tranzistoriai? Pagal užtūros tipą lauko tranzistoriai skirstomi į lauko tranzistorius su valdančiosiomis pn sandūromis (sandūrinius lauko tranzistorius) ir lauko tranzistorius su izoliuotąja užtūra. Pastarieji tranzistoriai yra MDP arba MOP tranzistoriai. MDP tranzistoriai būna su indukuotuoju kanalu arba su pradiniu kanalu. 2. Nubraižykite elektrinėse schemose vartojamus lauko tranzistorių sutartinius grafinius atvaizdus. lauko tranzistorių grafiniai žymenys. Sandūrinių lauko tranzistorių (a, b), pradinio kanalo MOP tranzistorių (c, d) ir indukuotojo kanalo MOP tranzistorių (e, f) grafiniai žymenys: a, c, e – su n kanalu, b, d, f – su p kanalu; I – ištaka, S – santaka, U – užtūra, P – pagrindas 3. Aptarkite LT su valdančiosiomis pn sandūr sandarą. Paaiš-kinkite tranzistoriaus veikimą. Tranzistoriui panaudotas n puslaidininkio lustas, kuriame sudarytos dvi p sritys. Tarp pn sandūrų esanti n sritis yra tranzistoriaus kanalas. Prie jo galų prijungti ištakos ir santakos elektrodai. Užtūros vaidmenį atlieka p sritys. Tranzistoriaus veikimas pagrįstas tuo, kad kanalo storis ir jo skerspjūvio plotas priklauso nuo valdančiosios įtampos UUI , veikiančios tarp užtūros ir ištakos. Įtampa UUI sandūroms yra atgalinė. 4. Nurodykite LT su valdančiosiomis sandūromis ir n kanalu santakos ir užtūros maitinimo įtampų poliškumą. 5. Nubrėžkite LT su valdančiosiomis sandūromis, įjungto pagal bendrosios ištakos schemą, išėjimo charakteristiką. 6. Nubrėžkite LT su valdančiosiomis sandūromis, perdavimo charakteristiką. Paaiškinkite, kaip įėjimo įtampa valdo santakos srovę. 7. Kokia MDP tranzistoriaus su indukuotuoju kanalu sandara? Kaip jis veikia? 8. Kokia MDP tranzistoriaus su pradiniu kanalu sandara? Paaiškinkite jo veikimą. 9. Išvardinkite LT pagrindinius parametrus. Kaip jie randami pagal tranzistoriaus charakteristikas? Vienas svarbiausių lauko tranzistoriaus parametrų yra perdavimo charakteristikos statumas. Iš 9.5 paveikslo, a, matyti, kad jis didėja stiprėjant per tranzistorių tekančiai srovei. Tačiau tranzistoriaus darbo tašką reikia parinkti taip, kad, veikiant įėjimo įtampai, jo sandūros liktų uždaros. 12 labor.tiristor 1. Kas yra ir kaip veikia optronas? Optronas – tai įtaisas, sudarytas iš šviesos šaltinio (dažniausiai šviesos diodo) ir šviesos imtuvo (fototranzistoriaus, fotodiodo ar fototiristoriaus). 2. Aptarkite optronų bendrąsias savybes ir taikymą. Optronai gali susieti izoliuotas elektrines grandines. Dažnai optronai taikomi valdymui. Juose nepasireiskia griztamasis rysys ir isejimo grandine neturi itakos iejimo grandinei. 3. Kaip sudarytas ir veikia šviesos diodas? Kruvininku rekombinacijos metu issiskiria energija ir ji isspinduliuojama sviesos kvantu pavidalu. Jungiamas tiesiogine kryptimi 4. Kaip veikia fotodiodas? Nubraižykite kelias fotodiodo volt- amperin es charakt eristikas ir paaiškin kite jų eigą. Fotodiodai i elektrine grandine jungiami atgaline kryptimi.Sviesos srautas valdo atgaline fotodiodo srove. Apsvietus, fotodiodo atgaline srove dideja. 5. Kaip veikia puslaidininkinis fotoelementas? Fotoelementas – tai fotodiodas, transformuojantis sviesos energija i elektros energija. Veikiant sviesai pn sanduroje yra kovalentiniai rysiai. Taip atsiranda tarp p ir n sriciu fotoitampa. 6. Paaiškinti fototranzistoriaus sandarą ir veikimą. Jame stiprinama fotosrove, didelis jautrumas. 7. Kokia tiristoriaus sandara? Aptarkite tiristorių tipus. Tiristoriais vadinami ketursluoksniai pnpn struktūros puslaidininkiniai įtaisai. Pagal elektrodų ir išvadų skaičių tiristoriai skirstomi į diodinius tiristorius, arba dinistorius, triodinius tiristorius, arba trinistorius, ir tetrodinius tiristorius, arba binistorius. 8. Aptarkite dinistoriaus sandarą, veikimą, voltamperinę charakteristiką. 9. Aptarkite trinistorių sandarą, veikimą ir taikymus.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!