Dispozitive Electronice

Imagine preview
(8/10 din 5 voturi)

Acest laborator prezinta Dispozitive Electronice.
Mai jos poate fi vizualizat cuprinsul si un extras din document (aprox. 2 pagini).

Arhiva contine 9 fisiere doc de 177 de pagini (in total).

Iti recomandam sa te uiti bine pe extras si cuprins iar daca este ceea ce-ti trebuie pentru documentarea ta, il poti descarca.

Fratele cel mare te iubeste, acest download este gratuit. Yupyy!

Domeniu: Electronica

Cuprins

Prefaţă 1
1. Noţiuni de fizica semiconductoarelor 7
1.1. Purtători de sarcină în semiconductoare 7
1.2. Nivele energetice şi benzi energetice 8
1.3. Semiconductoare intrinseci şi extrinseci.
Condiţia de echilibru termic 10
1.4. Transportul purtătorilor de sarcină în semiconductoare 13
1.4.1. Transportul purtătorilor de sarcină în câmp electric 13
1.4.2. Difuzia purtătorilor de sarcină 15
1.4.3. Ecuaţiile curenţilor în semiconductoare 15
1.4.4. Ecuaţiile de continuitate 16
1.4.5. Ecuaţiile de bază ale electronicii semiconductoarelor 17
2. Joncţiunea p-n 19
2.1. Procese fizice în joncţiunea p-n 19
2.2. Polarizarea joncţiunii p-n. Caracteristica
statică a joncţiunii p-n 21
2.3. Dependenţa de temperatură a caracteristicii joncţiunii p-n 24
2.4. Străpungerea joncţiunii p-n 25
2.5. Regimul variabil de semnal mic al joncţiunii p-n.
Circuitul echivalent de semnal mic al joncţiunii p-n. 26
3. Diode semiconductoare 31
3.1. Dioda redresoare 31
3.1.1. Caracteristici, punct static de funcţionare, parametrii 31
3.1.2. Aplicaţii simple cu diode redresoare 35
3.2. Dioda stabilizatoare (Zener) 37
3.2.1. Caracteristici, punct static de funcţionare, parametrii 37
3.2.2. Aplicaţii simple cu diode Zener 41
3.3. Dioda varicap 42
3.3.1. Caracteristici, parametrii 42
3.4. Dioda tunel 43
3.4.1. Funcţionare, caracteristici, parametrii 43
3.5. Dioda Schottky 45
3.5.1. Particularităţi constructive, aplicaţii 45
4. Tranzistorul bipolar cu joncţiuni 47
4.1. Descriere, funcţionare 47
4.2. Relaţii între curenţii tranzistorului bipolar 50
4.3. Regimurile de funcţionare ale tranzistorului bipolar 52
4.4. Modelul Ebers-Moll al tranzistorului bipolar 54
4.5. Conexiunile şi caracteristicile statice ale tranzistorului bipolar 57
4.6. Influenţa temperaturii asupra caracteristicilor statice şi parametrilor de regim static ai tranzistorului bipolar 63
4.7. Limite de funcţionare a tranzistorului bipolar 65
4.8. Polarizarea tranzistoarelor bipolare 67
4.8.1. Generalităţi 67
4.8.2. Determinarea grafică a punctului static de funcţionare 69
4.8.3. Stabilizarea termică a punctului static 71
4.8.3.1. Circuite de polarizare utilizând elemente liniare 72
4.8.3.2. Circuite de polarizare utilizând elemente neliniare 75
4.9. Tranzistorul bipolar în regim variabil de semnal mic 76
4.9.1. Analiza grafică a regimului dinamic 76
4.9.2. Circuite echivalente ale tranzistorului bipolar 79
4.9.2.1. Circuitul echivalent de cuadripol 79
4.9.2.2. Circuitul echivalent de semnal mic 82
4.9.2.3. Tranzistorul bipolar la înaltă frecvenţă 88
4.10. Clase de funcţionare a tranzistorului bipolar în regim de amplificare 92
4.11. Regimul de comutaţie al tranzistorului bipolar 95
5. Tranzistoare cu efect de câmp (unipolare) 101
5.1. Tranzistoare cu efect de câmp cu grilă joncţiune (J-FET) 101
5.1.1. Descriere, funcţionare 101
5.1.2. Caracteristicile şi conexiunile unui J-FET 103
5.1.3. Parametrii unui tranzistor J-FET 105
5.1.4. Polarizarea tranzistorului J-FET şi stabilirea punctului static de funcţionare 107
5.1.5. Regimul dinamic al tranzistorului J-FET 111
5.1.5.1 Schema echivalentă la joasă frecvenţă 111
5.1.5.2. Schema echivalentă la înaltă frecvenţă 112
5.2. Tranzistoare cu efect de câmp cu grilă izolată (MOS-FET) 113
5.2.1. Structura MOS 113
5.2.2. MOS-FET cu canal iniţial 115
5.2.2.1. Descriere, funcţionare 115
5.2.2.2. Caracteristicile statice şi polarizarea tranzistorului MOS-FET cu canal iniţial 116
5.2.3. MOS-FET cu canal indus 118
5.2.3.1. Descriere, funcţionare 118
5.2.3.2. Caracteristicile statice şi polarizarea tranzistorului MOS-FET cu canal indus 119
5.2.4. Parametrii dinamici şi schema echivalentă a tranzistoarelor MOS-FET 121
5.2.5. Regimul de comutaţie al tranzistoarelor cu efect de câmp 122
5.2.6. Avantajele şi dezavantajele tranzistoarelor cu efect de câmp 125
6. Dispozitive semiconductoare multijoncţiune 128
6.1. Structura pnpn 128
6.1.1. Descriere, funcţionare, caracteristică 128
6.2. Tristorul 135
6.2.1. Descriere, funcţionare 135
6.2.2. Caracteristicile tiristorului 139
6.2.2.1. Caracteristica de ieşire 139
6.2.2.2. Caracteristica de intrare 141
6.2.3. Mărimi caracteristice ale tiristorului 143
6.2.3.1. Parametrii de regim dinamic ai tiristorului 147
6.2.4. Circuite de comandă a tiristoarelor 152
6.3. Triacul 157
6.3.1. Descriere, funcţionare, caracteristici 157
6.4. Diacul 160
6.4.1. Structură, funcţionare, caracteristici 160
7. Dispozitive optoelectronice 163
7.1. Procese fotonice în semiconductoare 163
7.2. Fotodetectori parametrici 166
7.2.1. Fotorezistenţa 166
7.2.2. Fotodioda 167
7.2.3. Fototranzistorul 170
7.2.4. Fototiristorul 171
7.3. Dispozitive fotoemisie 173
7.3.1. Dioda electroluminiscentă (LED) 173
7.4. Optocuplorul 174
Bibliografie 178

Extras din document

1. Noţiuni de fizica semiconductoarelor

1.1. Purtători de sarcină în semiconductoare

Semiconductoarele sunt corpuri solide având o structură cristalină, adică au atomii repartizaţi în spaţiul tridimensional după o anumită configuraţie geometrică – de exemplu în vârfurile unui tetraedru, fig.1.1.a. La aceste structuri cristaline, legăturile dintre atomii reţelei sunt de tip covalent. Legătura covalentă se realizează prin punerea în comun de către doi atomi vecini a câte unui electron.

Semiconductoarele cel mai frecvent utilizate la realizarea dispozitivelor electronice sunt cristalele elementelor tetravalente de Ge şi Si. Reprezentarea bidimensională simplificată a legăturilor covalente într-o reţea cristalină de Si este dată în fig. 1.1.b, unde legăturile covalente se redau simplificat prin două linii paralele ce unesc doi atomi învecinaţi.

La temperaturi scăzute (tinzând spre 0oK) şi în absenţa altor factori externi, toţi electronii de valenţă sunt prinşi în legături covalente, deci fixaţi în reţeaua cristalină şi semiconductorul se comportă ca un izolator perfect (nu are purtători de sarcină mobili).

La temperaturi mai mari de 300oK, ţinând cont de caracterul statistic în care se distribuie energia termică inmagazinată în cristal apare posibilitatea ca un număr foarte mic de electroni de valenţă să capete energii suficiente (0,6 eV la Ge şi 1,11 eV la Si) şi să se desprindă din legăturile covalente devenind electroni liberi. Aceşti electroni, care se deplasează liber prin cristalul semiconductor, vor participa la conducţia curentului electric şi se vor numi electroni de conducţie. Prin părăsirea legăturii covalente, ei lasă un loc liber în ea, denumit gol, în care poate veni foarte uşor un alt electron dintr-o altă legătură covalentă, lăsând acolo un loc liber, ş.a.m.d., astfel încât se creează impresia că acest loc liber se deplasează în cristal.

În consecinţă, într-un cristal semiconductor se pot considera că există două tipuri de purtători mobili:

– electronul de conducţie cu sarcina (-e);

– golul cu sarcina (+e) – acesta fiind o sarcină fictivă cu ajutorul căreia se explică conducţia în semiconductoare.

1.2. Nivele energetice şi benzi energetice

Repartizarea electronilor pe orbite sau straturi are loc ţinând seama că:

– electronii unui atom pot să aibă numai anumite nivele discrete de energie numite nivele energetice permise;

– atât timp cât un electron se află pe un nivel energetic permis, el nu absoarbe şi nu cedează energie;

– dacă un electron trece de pe o orbită pe alta (de pe un nivel energetic permis pe altul) el absoarbe sau cedează sub formă radiantă o cuantă de energie egală cu diferenţele de energie W1 – W2 corespunzătoare celor două nivele energetice.

Deoarece fiecărui electron, chiar în cadrul aceleiaşi orbite, îi corespunde numai un nivel energetic permis rezultă că fiecare strat de electroni dintr-un atom izolat va fi definit (după numărul electronilor din strat) printr-un număr de nivele energetice permise. Într-un cristal cu atomii distribuiţi periodic în spaţiu dacă nivelele ar rămâne ca la atomii izolaţi s-ar găsi câte un electron de la fiecare atom în aceiaşi stare. Pentru a nu contraveni principiul lui Pauli (conform căruia într-un sistem doi electroni nu pot avea aceiaşi stare cuantică) nivelele energetice se despică în benzi energetice.

În cazul unui semiconductor aflat la 0oK electronii de valenţă ocupă complet o bandă denumită bandă de valenţă (BV), fig.1.2. Banda permisă imediat superioară se numeşte bandă de conducţie (BC). Cele două benzi sunt separate între ele de banda interzisă (BI), pe care nici un electron nu se poate situa.

Diagrama de benzi energetice poate explica deosebirile dintre proprietăţile conductive ale metalelor, semiconductoarelor şi izolatoarelor. La temperatura T = 0oK diagrama de benzi energetice se prezintă ca în fig.1.3.

Fisiere in arhiva (9):

  • 1 - Notiuni de fizica semiconductoarelor.doc
  • 2 - Jonctiunea p-n.doc
  • 3 - Diode semiconductoare.doc
  • 4 - Tranzistorul bipolar cu jonctiuni.doc
  • 5 - Tranzistoare cu efect de camp.doc
  • 6 - Dispozitive semiconductoare multijonctiune.doc
  • 7 - Dispozitive optoelectronice.doc
  • Cuprins.doc
  • Prefata.doc