Викладено основні питання фізики напівпровідників, розглянуто структури, принципи дії, характеристики, параметри, схеми вмикання, моделі і особливості використання дискретних та інтегральних напівпровідникових приладів. Для студентів усіх спеціальностей радіоелектронних напрямів підготовки і суміжних спеціальностей та для широкого загалу радіоаматорів. ЗМІСТ СПИСОК ЗАГАЛЬНИХ АБРЕВІАТУР...............................................................7 ВСТУП....................................................................................................................9 ПЕРЕДМОВА........................................................................................................13 1. ОСОБЛИВОСТІ ТА ЕТАПИ РОЗВИТКУ ЕЛЕКТРОННИХ ПРИЛАДІВ..16 1.1. Пасивні та активні компоненти....................................................................16 1.2. Класифікація електронних приладів.............................................................18 1.3. Основні етапи розвитку електронних приладів..........................................20 2. ОСНОВИ НАПІВПРОВІДНИКОВОЇ ЕЛЕКТРОНІКИ…………………….37 2.1. Класифікація речовин за провідністю..........................................................37 2.3. Домішкові напівпровідники..........................................................................49 2.4 Дифузія носіїв заряду у напівпровідниках....................................................55 2.5. Визначення та класифікація електричних переходів..................................57 2.6. Електронно-дірковий перехід без зовнішнього електричного поля..........59 2.7. Електронно-дірковий перехід із зовнішнім джерелом напруги.................66 2.8. Вольт-амперна характеристика ідеалізованого р-n-переходу....................73 2.9. Ємнісні властивості р-n -переходу..............................................................75 2.10. Пробій р-n -переходу....................................................................................77 2.11. Гетеропереходи............................................................................................80 2.12. Перехід метал - напівпровідник..................................................................82 2.13. Структури та основні технологічні процесії формування електричних переходів................................................................................................................84 2.14. Особливості р-n-переходів та їх використання для побудови різних компонентів електронної апаратури....................................................................88 3. НАПІВПРОВІДНИКОВІ ДІОДИ.....................................................................91 3.1. Визначення та класифікація..........................................................................91 3.2. Вольт-амперна характеристика....................................................................93 3.3. Параметри напівпровідникових діодів........................................................96 3.4. Динамічні властивості напівпровідникових діодів....................................98 3.5. Модель напівпровідникового діода............................................................100 3.7. Графоаналітичний метод розрахунку електричних схем з напівпровідниковими діодами...........................................................................105 3.8. Особливості використання та специфічні параметри напівпровідникових діодів.................................................................................108 3.8.1. Випрямні діоди..........................................................................................108 3.8.2. Високочастотні діоди................................................................................118 3.8.3. Імпульсні діоди..........................................................................................120 3.8.4. Напівпровідникові стабілітрони..............................................................128 3.8.5. Варикапи..................................................................................................136 3.8.6. Діоди Шотткі...........................................................................................139 4. БІПОЛЯРНІ ТРАНЗИСТОРИ......................................................................146 4.1. Структури, режими та схеми вмикання біполярних транзисторів........146 4.2. Фізичні процеси в біполярному транзисторі...........................................150 4.3. Статичні характеристики біполярних транзисторів...............................157 4.3.1. Статичні характеристики біполярних транзисторів зі спільним емітером.............................................................................................................158 4.3.2. Статичні характеристики біполярного транзистора зі спільною базою .............................................................................................................................163 4.3.3. Температурний дрейф характеристик біполярного транзистора.......167 4.4. Підсилення за допомогою біполярних транзисторів..............................168 4.5. Біполярний транзистор як активний елемент радіоелектронних пристроїв.............................................................................................................171 4.5.1. Класифікація методів дослідження транзисторних схем.....................172 4.5.2. Лінійні методи................;..........................................................................173 4.5.3. Нелінійні методи.......................................................................................184 4.6. Динамічні властивості біполярних транзисторів…..................................200 4.7. Ключовий режим біполярного транзистора.............................................205 4.8. Порівняльний аналіз трьох схем вмикання біполярного транзистора....214 4.9. Власні шуми та шумові параметри транзисторів......................................224 4.10. Температурний режим та пробій біполярних транзисторів...................227 4.11. Основні типи біполярних транзисторів....................................................233 5. ПОЛЬОВІ ТРАНЗИСТОРИ............................................................................246 5 1 Типи польових транзисторів........................................................................246 5.2. Польовий транзистор з керувальним р-n -переходом..............................249 5.3. Польові транзистори з бар'єром Шотткі....................................................258 5.4. Польові транзистори з ізольованими затворами.......................................259 5.5. Еквівалентні схеми та частотні властивості польових транзисторів......263 5.6. Ключовий режим МДН-транзистора.........................................................268 5.7. Температурні залежності та шуми польових транзисторів.....................277 5.8. Класифікація та особливості використання польових транзисторів......280 5.9. Порівняння польових та біполярних транзисторів.................................. 286 6. ІНТЕГРАЛЬНІ МІКРОСХЕМИ.....................................................................289 6.1. Основні терміни і визначення в мікроелектроніці..................................289 6.2. Особливості інтегральних схем як нового типу напівпровідникових приладів.............................................................................................................. 293 6.3 Класифікація інтегральних мікросхем.......................................................295 6.4. Система умовних позначень і корпуси інтегральних мікросхем...........302 6.5. Основні технологічні процеси виготовлення напівпровідникових інгегральних мікросхем.....................................................................................307 6.6. Основні технологічні процеси виготовлення плівкових інтегральних мікросхем............................................................................................................322 6.7. Особливості виготовлення гібридних інтегральних мікросхем.............331 6.8. Особливості та ізоляція елементів інтегральних мікросхем................. 335 6.9. Пасивні елементи........................................................................................341 6.10. Активні елементи напівпровідникових мікросхем................................351 6.11. Основні функціональні елементи та вузли аналогових інтегральних мікросхем............................................................................................................367 6.11.3. Схеми зсуву рівнів напруг....................................................................373 6.11.4. Основні типи інтегральних підсилювачів……………………….…..375 6.12. Загальна характеристика цифрових інтегральних мікросхем............. 395 6.12.1. Елементарні логічні операції................................................................395 6.12.2. Характеристики і параметри цифрових інтегральних схем..............398 6.12.3. Класифікація цифрових інтегральних схем........................................402 6.12.4. Транзисторно-транзисторна логіка......................................................407 6.12.5. Транзисторно-транзисторна логіка з діодами Шотткі.......................412 6.12.6. Емітерно-зв'язана транзисторна логіка................................................414 6.12.8. Інтегральна інжекційна логіка..............................................................424 7 ОПТОЕЛЕКТРОННІ НАПІВПРОВІДНИКОВІ ПРИЛАДИ.......................431 7.1. Особливості оптоелектроніки....................................................................431 7.2. Джерела оптичного випромінювання........................................................439 7.2.1. Електролюмінесцентні індикатори.........................................................441 72.2. Випромінювальні діоди.............................................................................444 7.2.3. Напівпровідникові лазери........................................................................451 7.3. Фотоелектричні напівпровідникові приймачі випромінювання……......458 7.3.1. Внутрішній фотоефект..............................................................................458 7.3.2. Особливості фотогальванічного ефекту..................................................461 7.3.3. Фоторезистори...........................................................................................465 7.3.4. Фотодіоди...................................................................................................468 7.3.5. Фототранзисторн.......................................................................................472 7.4. Оптрони та оптоелектронні інтегральні мікросхеми...............................480 8. РГЗНОВИДИНАШВГООВІДНИКОВИХ ПРИЛАДІВ...............................492 8.1. Тиристори......................................................................................................492 8.1.1. Класифікація тиристорів..........................................................................492 о А 2. Структура і принцип дії диністорів........................................................495 8.1.3. Тріодні тиристори.....................................................................................499 8.1.4. Параметри тиристорів..............................................................................502 8.1.5. Застосування тиристорів..........................................................................503 8.1.6. Порівняльна характеристика тиристора і транзистора.........................506 8.2. Прилади із зарядовим зв'язком...................................................................508 8.2.1. Структура і принцип дії............................................................................508 8.22. Параметри приладів із зарядовим зв'язком..............................................514 8.2.3. Застосування приладів із зарядовим зв'язком.........................................518 8.3. Складені транзистори...................................................................................524 8.4. Одноперехідний транзистор........................................................................526 8.5. Напівпровідникові терморезистори...........................................................529 8.5.1. Термістори прямого підігріву..................................................................529 8.5.2. Термістори посереднього підігріву.........................................................535 8.5 3. Позистори..................................................................................................538 8.6. Варистори.....................................................................................................540 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ....................................................................................544 ПОЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИН ТА ПАРАМЕТРІВ.............................................545 ПРЕДМЕТНИЙ ПОКАЖЧИК..........................................................................551