Als ze het over elektronische technologie hebben, denkt de verbeelding aan de mooie, handige installaties en apparaten waarmee we te maken hebben het dagelijks leven. Het is inderdaad moeilijk om je een tijd voor te stellen waarin er geen verschillende audio- en videoapparatuur, computers, elektronisch horloge, elektrische muziekinstrumenten, enz. Een enorme hoeveelheid elektronische apparatuur wordt gebruikt in verschillende industrieën, radiotechniek, landbouw, luchtvaart, ruimtevaart, geneeskunde, navigatie en militaire ontwikkelingen.

Momenteel onder elektronische apparatuur begrijp ook instrumenten en apparaten die gebaseerd zijn op elektronenstromen en hun interactie met materie en elektromagnetische velden.

In de kern elektronische apparaten elektronische apparaten liegen.

Elektronische apparaten zijn elementaire elektronische apparaten die specifieke functies uitvoeren. Er zijn vacuüm- en solid-state elektronische apparaten.

Vacuüm-elektronische apparaten omvatten vacuüm buizen, kathodestraalbuizen en andere elektrische vacuüm- en gasontladingsapparaten (magnetrons, fotomultiplicatoren, elektron-optische omzetters, enz.).

Halfgeleiderapparaten en apparaten omvatten halfgeleiderdiodes, transistors, thyristors, LED's, fotodiodes, halfgeleiderlasers, geïntegreerde schakelingen, apparaten voor het genereren van elektrische stroom- en spanningspulsen, enz.

Elektronische technologie verwijst ook naar een verscheidenheid aan elektronische apparaten die verband houden met het gebruik van elementaire elektronische apparaten, variërend van eenvoudige versterkers en eindigend met complexe computers. Een speciale plaats wordt ingenomen door elektronische apparaten die verband houden met de vorming, herkenning en conversie van radiosignalen. Radio-elektronica bestudeert en beschrijft ze.

Kenmerkend is het gebied van de elektronica, dat gepulseerde apparaten en elektronische apparaten omvat die verband houden met digitale en computertechnologie.

Secties van de elektronica die zich bezighouden met onderzoeksmethoden zijn ook specifiek. fysieke verschijnselen, metingen fysieke hoeveelheden, kenmerken en parameters van elektronische apparaten, evenals gerelateerde elektrische circuits en elektromagnetische velden. Instrumenten die parameters meten en processen bestuderen die plaatsvinden in elektrische circuits en apparaten, worden elektronische meetinstrumenten genoemd.

Dit alles geeft aanleiding tot het trekken van een conclusie. Wat: " Elektronische technologie(elektronica) is een gebied van wetenschap en technologie dat verband houdt met de studie en implementatie van fysische eigenschappen, onderzoeksmethoden en de praktijk van het gebruik van apparaten gebaseerd op de interactie van elektronen met elektrische en magnetische velden in een vacuüm of een vast lichaam.

Elementen van elektronische apparatuur zijn industrieel geproduceerde elektronische apparaten en apparaten die specifieke functies vervullen. Elementen van elektronische technologie zijn als bouwstenen waaruit complexere elektronische apparaten worden opgebouwd. De basis- of basiselementen van elektronische apparatuur zijn weerstanden, condensatoren, diodes, transistors, microschakelingen, enz.

Actieve elementen van elektronische apparatuur (LED's, lasers, optocouplers, besturingsmicroschakelingen) worden ook elektronische elementen genoemd, wat de nadruk legt op het vermogen ervan om bepaalde functies uit te voeren.

De elementenbasis van elektronische technologie is de belangrijkste reeks elektronische elementen die worden gebruikt industriële productie complexe elektronische apparatuur in dit historische stadium.

Analoge elektronica is elektronische technologie die werkt met continue signalen(continu veranderende spanningen en stromen). Analoge elektronische apparaten omvatten versterkers, mixers, frequentieomvormers, filters, spanning, stroom, frequentiestabilisatoren en harmonische oscillatiegeneratoren.

Pulselektronica is elektronische technologie die werkt met pulssignalen (enkele spannings- en stroompulsen of pulssequenties). Voorbeelden puls apparaten zijn pulsversterkers en -generatoren, spanningsfrequentieomvormers, enz.

Digitale elektronica-- dit is elektronische apparatuur die werkt met individuele (discrete) waarden van spanningen (stromen, frequenties), gepresenteerd in de vorm van getallen. Digitale elektronische apparaten omvatten logische apparaten, werkend met signalen 0 en 1, analoog-naar-digitaal en digitaal-naar-analoog omzetters, microprocessors, persoonlijke computers, complex computerapparatuur. Digitale elektronica is nauw verwant aan pulstechnologie, omdat de signalen daarin in reeksen van pulsen worden verzonden.

De hele lijn van elektronische apparatuur is afhankelijk van de gebruikte elementbasis, waarvan de ontwikkeling is gewijd aan de werken van veel wetenschappers, hun onderzoek en uitvindingen. Het ontwikkelingspad van elektronische technologie kan worden onderverdeeld in verschillende fasen, die beginnen bij de ontdekking van elektriciteit en de verdere studie ervan.

Het doel van dit werk is om dit pad in meer detail te volgen, om vertrouwd te raken met de basisprincipes van de werking van elektronische apparaten en instrumenten, hun verschijning tijdens het bestuderen van verschillende eigenschappen van elektriciteit en verschijnselen door wetenschappers en natuurkundigen uit verschillende tijdperken.

Als we het over elektronica hebben, denken we aan computers, televisies, magnetrons, mobiele telefoons en andere apparaten. Ondertussen is dit niet alleen het technologiegebied waar deze apparaten worden gemaakt. Het is ook een wetenschap die processen bestudeert die plaatsvinden met geladen deeltjes. Het is onwaarschijnlijk dat we een antwoord krijgen op de vraag wanneer elektronica verscheen. Maar het is heel goed mogelijk om de geschiedenis van zijn ontwikkeling te volgen.

Moderne elektronica

In de moderne elektronica kunnen de volgende hoofdgebieden worden onderscheiden.

Consumentenelektronica. Iedereen hoort bij haar huishoudelijke apparaten– Televisies, elektrische fornuizen, strijkijzers, mobiele telefoons, enz. Deze apparaten gebruiken elektrische spanning, elektrische stroom, elektromagnetisch veld of elektromagnetische golven.

Energie. Dit zijn productie, transmissie en consumptie elektrische energie. Dit omvat ook elektrische apparaten met een hoog vermogen - energiecentrales, elektromotoren, hoogspanningsleidingen.

Micro-elektronica. Op zijn beurt is het verdeeld in opto-elektronica, audio-videotechnologie en digitale elektronica.

Opto-elektronische apparaten worden gebruikt om lichtstraling om te zetten in elektrische stroom. Deze omvatten fotodiodes, fototransistoren, fotoweerstanden, enz. Een ander type apparaten: LED's, lasers, gloeilampen zetten daarentegen elektrische stroom om in lichtstraling.

Audio-videoapparatuur is een apparaat waarin geluid en beeld worden omgezet.

Digitale micro-elektronica omvat computers, digitale tv's, mobiele telefoons, bedieningspanelen van apparaten, enz.

Het belangrijkste actieve element in de elektronica is een microschakeling.

Uit de geschiedenis

Hoe is elektronica ontstaan?

Het is voor een modern mens moeilijk voor te stellen hoe het mogelijk is om informatie over een lange afstand te verzenden zonder dat er een telefoon, radio of computer met internet is verbonden. Ondertussen heeft de mensheid altijd de behoefte gehad om informatie te delen. En dit werd door de meesten gedaan op verschillende manieren. Oude mensen waarschuwden elkaar voor gevaar door te schreeuwen, vuur aan te steken en op trommels te slaan. Later verschenen duiven post, nieuws werd gebracht door speciale boodschappers. In China werd informatie overgebracht met behulp van vliegers die verschillend gekleurd waren, afhankelijk van het soort informatie dat ze vervoerden. Misschien wel de meest gebruikelijke transmissiemethode was licht. Over de gehele lengte van de communicatielijn werden torens geïnstalleerd, op elk waarvan een vuur werd aangestoken zodra het op de vorige toren werd gezien. En dus werd het signaal door het circuit verzonden. Later, toen de spiegel werd uitgevonden, begonnen berichten van toren naar toren te worden verzonden met behulp van gereflecteerde lichtsignalen. Op zee werd morsecode gebruikt om informatie over te brengen, waarbij karakters werden gecodeerd met behulp van verschillende posities van signaalvlaggen.

In één woord: het meeste verschillende manieren de mensheid heeft veel bedacht, maar ze opereerden allemaal slechts op korte afstand en konden nauwelijks normaal werken als het zicht verslechterde.

Eerste elektromagnetische telegraaf

Schilling elektromagnetische telegraaf

Alles veranderde toen de elektrische telegraaf werd uitgevonden. Om precies te zijn: het was een elektromagnetische telegraaf die elektromagnetisme gebruikte om signalen over te brengen.

Veel natuurkundigen probeerden een dergelijk apparaat te maken, maar het werd voor het eerst uitgevonden door een Russische diplomaat, uitvinder van een elektrotechnisch ingenieur, Baltisch-Duitser van geboorte, Pavel Lvovich Schilling. Na Oersteds ontdekking van de invloed elektrische stroom op de magnetische naald realiseerde hij zich dat het op basis van dit fenomeen mogelijk was een telegraaf te maken. Het zendapparaat bestond uit 16 toetsen, met behulp waarvan de elektrische circuits van gelijkstroom en stroom werden gesloten. omgekeerde richtingen. Op het ontvangende apparaat zijn 6 vermenigvuldigers met magnetische naalden geïnstalleerd. Deze pijlen werden aan draden opgehangen. Aan de ene kant waren witte papieren cirkels bevestigd en aan de andere kant zwarte. Door het circuit met behulp van sleutels te sluiten, stuurden ze een stroom in de ene of de andere richting. In het ontvangende apparaat werd, onder invloed van elektrische stroom, een van de magnetische pijlen afgebogen naar een witte of zwarte cirkel, afhankelijk van de richting van de stroom. De letters van het alfabet zijn op deze manier gecodeerd. De apparaten waren verbonden via een ondergrondse kabel.

Pavel Lvovich Schilling

Schilling demonstreerde zijn uitvinding voor het eerst op 21 oktober 1832 in zijn eigen appartement. Later installeerde hij deze telegraaf in Sint-Petersburg tussen het Winterpaleis en het gebouw van het Ministerie van Spoorwegen.

De Duitse wetenschapper Carl Friedrich Gauss en de Duitse wetenschapper Max Weber creëerden hun aanpassingen aan de elektromagnetische telegraaf. Maar ze werden niet op lange afstanden gebruikt.

De eerste telegraaflijn, die op een afstand van 5 km werkte, werd in 1838 aangelegd door de Duitse natuurkundige Karl August Steinheil.

In 1895 vond de Russische natuurkundige Alexander Stepanovich Popov de radio uit. Het was draadloze telecommunicatie, de signaaldrager waarin elektromagnetische golven zich vrijelijk door de ruimte voortplantten, zonder geleiders. Deze gebeurtenis kan worden beschouwd als het begin van de geboorte van elektronica.

Alexander Stepanovitsj Popov

Het huidige radiomodel bevatte een radiozender die een signaal uitzendt en een ontvanger die het signaal ontvangt. Radiocommunicatie begon onmiddellijk op grote schaal te worden gebruikt in militaire aangelegenheden. Er was behoefte aan nieuwe elementen daarvoor. Elektronica nam hun creatie over.

Toen computers groot waren

Natuurlijk bestonden er in 1905 nog geen microschakelingen. Maar dit jaar werd de radiobuis uitgevonden. In zijn eenvoudigste vorm was het een afgesloten glazen container met een vacuüm erin. Er werden 2 elektroden naar buiten gebracht: de kathode en de anode. De derde draad voerde de verwarmingsfunctie uit. Er werd een elektrische stroom doorheen geleid. De draad werd erg heet hoge temperatuur enkele honderden en soms duizenden graden. Tussen de elektroden ontstond een groot potentiaalverschil van 100-300 V. De kathode, waarop een negatieve spanning werd toegepast, warmde op en begon elektronen uit te zenden. Een stroom elektronen snelde naar de anode, verbonden met een positieve spanningsbron. Er ontstond een elektrische stroom in de lamp.

Elektronische buizen

Vanaf dat moment begon de elektronica zich met grote sprongen te ontwikkelen. Radiobuizen werden verbeterd. Begin jaren veertig van de twintigste eeuw werden er enkele miljoenen per jaar geproduceerd. verschillende maten en ontwerpen. De stroom in sommige ervan werd niet gecreëerd door elektronen, maar door ionen - deeltjes met een positieve lading. Op basis hiervan werden volledig nieuwe radio-ontvangers en zenders gemaakt. Platenspelers, bandrecorders en de eerste televisiemodellen verschenen.

Radiobuizen vormden de basis van de eerste computers, die na de Tweede Wereldoorlog in 1948 in de VS verschenen en computers (elektronische computers) werden genoemd. Omdat één computer tienduizenden radiobuizen bevatte, waren de computers enorm groot. Er waren ook grote hallen nodig om hen te huisvesten.

Computer Ural-1

Dit kon natuurlijk niet lang zo doorgaan. We kunnen zeggen dat de verdere ontwikkeling van elektronica verband houdt met de ontwikkeling van computertechnologie. In de loop van de tijd werden radiobuizen, die ook veel stroom verbruikten, vervangen door halfgeleiderdiodes en transistors.

Halfgeleiderdiode

Halfgeleiderdiodes

Hoe werkt de eenvoudigste? halfgeleider apparaat– diode?

Het bestaat uit twee naast elkaar gelegen halfgeleiderlagen. In de ene laag (n - geleidbaarheid) is er een overmaat aan vrije elektronen, en in de andere (p - geleidbaarheid) is er een gebrek daaraan, dus op de plaats waar er niet genoeg elektron is, wordt een "gat" gevormd , dat een positieve lading heeft.

Als je een negatieve lading aanbrengt op de kathode van de diode (de laag waarin zich een overmaat aan elektronen bevindt) en een positieve lading op de anode, dan zal de beweging van de ladingen beginnen en zal er een elektrische stroom door de overgang stromen. tussen de lagen. Deze opname wordt “direct” genoemd. In deze toestand is de diode geopend.

Diode geopend

Als er een negatieve lading op de anode wordt aangebracht en een positieve lading op de kathode, beginnen de elektronen naar de “plus” te bewegen en de “gaten” naar de min. Er zal geen stroom door het kruispunt lopen. De diode is gesloten.

Diode is gesloten

Met de komst van halfgeleiderapparaten is de omvang van radio's, televisies en andere apparaten aanzienlijk afgenomen en is de kwaliteit van hun werk verbeterd. nieuw niveau. Computers bezetten niet langer enorme gebieden, maar hun afmetingen bleven nog steeds groot en het stroomverbruik was nog steeds behoorlijk hoog.

Geïntegreerde schakelingen

Geïntegreerde schakelingen

Maar de elektronica stond niet stil. Geleidelijk aan maakten individuele diodes en transistors plaats voor geïntegreerde schakelingen (IC's).

Elk elektronisch apparaat verwerkt elektrisch signaal. Dit gebeurt met behulp van een elektrisch circuit dat niet alleen transistors en diodes omvat. Het heeft ook andere hoofdcomponenten: condensatoren, weerstanden, inductoren. Aan het begin van de ontwikkeling van de elektronica werden ze met behulp van geleiders gecombineerd tot één elektronisch circuit. En dit hele circuit bevond zich op één bord. Iedereen is zo afzonderlijk onderdeel kunnen worden vervangen zonder andere elementen van het elektrische circuit aan te raken. Dit is wat de meester bijvoorbeeld deed toen de tv uitviel.

En in IS alles elektronisch circuit, die bepaalde logische functies uitvoerde, werd in één kleine behuizing verzameld.

Natuurlijk was dit een enorme stap voorwaarts. Het leidde tot een sterke toename van de snelheid van elektronische apparaten. En hoewel hun afmetingen bijvoorbeeld aanzienlijk zijn afgenomen, RAM Met een volume van slechts 8 MB was de Russische computer ES-1046 in de jaren 80 van de twintigste eeuw nog zo groot als een hele kast.

Printplaten

PCB

Creatie geïntegreerde schakelingen werd de aanzet voor de snelle ontwikkeling van de belangrijkste industrie moderne elektronica– micro-elektronica.

In elk modern elektronisch apparaat, of het nu een computer, mobiele telefoon, tv of wasmachine, er is een printplaat. Daarin worden alle elektrische verbindingen niet langer door draden gemaakt. Ze werden vervangen door geleidende sporen bedekt met koperfolie. En ze bevinden zich op deze printplaat. Dit is een speciale plaat gemaakt van diëlektricum (textoliet, getinax, enz.). Naast het leiden van paden, bijzonder contactvlakken, montagegaten voor het installeren van radio-elementen, afschermingsoppervlakken, connectorlatten, etc. Printplaten kunnen enkellaags zijn, of ze kunnen uit meerdere lagen bestaan.

Overigens hoef je dat niet te denken printplaten verscheen in de twintigste eeuw gelijktijdig met de komst van microschakelingen. Natuurkundigen beschouwen hun geboortejaar als 1902, toen de Duitse ingenieur Albert Hanson, die betrokken was bij de ontwikkelingen op het gebied van telefonie, een patentaanvraag indiende. Het bord dat hij maakte wordt beschouwd als het prototype van moderne printplaten. De basis van Hansens bord was papier geïmpregneerd met paraffine, waarop stroken brons- of koperfolie waren geplakt, die als geleiders dienden.

Maar printplaten werden op grote schaal gebruikt elektrische apparaten in het midden van de vorige eeuw. Eerst werden er radiobuizen in speciale gaten aan bevestigd, vervolgens transistors en vervolgens microschakelingen.

Elektronica stopte niet bij IC's. Het proces van het verkleinen van de actieve elementen daarin vindt continu plaats. En nu is de grootte van een transistor gemonteerd op een halfgeleiderchip slechts enkele nanometers. Is het niet een enorme vooruitgang vergeleken met... elektronische radiobuis, waarvan de grootte enkele centimeters bereikte?

Het was deze vooruitgang die ervoor zorgde dat televisies, computers, mobiele telefoons en andere gadgets om te worden wat we ze nu zien.

Staat Minsk hoger

Luchtvaartschool

Doednikov I.L.

VLIEGTUIGELEKTRONICA

DEEL 1

Educatieve en methodologische handleiding

BBK 39.52-051-04

I. L. DUDNIKOV,

kandidaat technische wetenschappen, universitair hoofddocent

Recensent

A.G. Klyuev

Kandidaat Technische Wetenschappen, universitair hoofddocent bij de afdeling TE&E

Het leermiddel voor het vak “Luchtvaartelektronica” is bedoeld voor studenten (cadetten) van specialiteit 1-37 04 02 “Technische bediening van luchtvaartapparatuur” (specialisatie 1-37 04 02-01). Het bevat theoretische informatie over de elementbasis van elektronica en circuitontwerp, lijst met aanbevolen literatuur.

©MGVAK, 2011

DEEL 1 ELEMENTBASIS VAN ELEKTRONICA

Invoering. Definitie van "Elektronica"

Elektronica is een gebied van wetenschap en technologie dat zich bezighoudt met het creëren en praktisch gebruik verschillende apparaten en apparaten waarvan de werking is gebaseerd op veranderingen in de concentratie en beweging van geladen deeltjes (elektronen) in een vacuüm, gas of kristallijne vaste stoffen.

Elektronica, vooral nauw verwant aan radiotechniek, wordt radio-elektronica genoemd (radiocommunicatie en televisie).

Radio-elektronica is een van de extreem snel ontwikkelende takken van wetenschap, technologie en de nationale economie. De complexiteit van elektronische apparatuur neemt elke vijf jaar tien keer toe. Er is een voortdurende vervanging van sommige apparaten door andere, geavanceerdere. Voorheen leken de mogelijkheden van vacuümbuizen perfect, maar halfgeleiderapparaten verschenen met nog meer geweldige kansen. Wat ontoegankelijk was voor vacuümbuizen (hoge mechanische sterkte, klein formaat, duurzaamheid) werd beschikbaar voor halfgeleiderapparaten.

Elektronica wordt steeds vaker gebruikt in bijna alle gebieden van wetenschap en technologie, vanwege de hoge gevoeligheid, snelheid, veelzijdigheid en kleine omvang van elektronische apparaten.

1. Hoge gevoeligheid van elektronische apparaten wordt bereikt met behulp van verschillende versterkingscircuits. De gevoeligheid van elektronische apparaten kan worden bereikt: stroom 10 -17 A, spanning
10 -13 V en vermogen 10 -24 W.

2. Prestaties worden bepaald door de natuur zelf elektrische trillingen. Deze parameter neemt gestaag toe als gevolg van de microminiaturisatie van elementen en apparaten in het algemeen.

3. Universaliteit is te danken aan de mogelijkheid om alle soorten energie (mechanisch, thermisch, licht, stralend, geluid, chemisch) om te zetten in elektrische energie, op de verandering en transformatie waarop de werking van alle elektronische circuits is gebaseerd.

Zonder elektronica zou het gebruik van de luchtvaart onmogelijk zijn, ruimteschepen en cybernetische apparaten, ruimte- en astronomisch onderzoek, automatisering wetenschappelijk onderzoek en productieprocessen, computerapparatuur, radiocommunicatie en televisie, systemen voor het opnemen en reproduceren van informatie en vele andere prestaties moderne wetenschap en technologie.

Elektronische apparaten worden veel gebruikt in de communicatietechnologie (radio-uitzendingen, televisie); in meettechniek; in transport (weg-, spoor-, watertransport); in geneeskunde en biologie (onderzoek, diagnostische, therapeutische apparatuur); in de industrie en de landbouw, dat wil zeggen op bijna alle gebieden van menselijke activiteit, worden elektronische apparaten op grote schaal en met succes gebruikt.

Het gebied van de elektronica dat zich bezighoudt met het gebruik in de industrie, het transport en de landbouw van verschillende elektronische apparaten die monitoring, regulering en beheer van productieprocessen mogelijk maken, wordt industriële elektronica genoemd.

Industriële elektronica is ondenkbaar buiten de radiotechniek en radio-elektronica, die het uitgangspunt vormden.

Industriële elektronica omvat:

1. Informatie-elektronica, inclusief elektronische systemen en apparaten gerelateerd aan meting, controle en beheer industriële faciliteiten en technologische processen.

2. Vermogenselektronica (conversietechnologie), geassocieerd met de transformatie van het type elektrische stroom ten behoeve van elektrische aandrijving, lassen, elektrische tractie, elektrothermie, enz.

3. Elektronische technologie– effect op de stof elektronenstralen, plasma.

Radio-elektronica is gebaseerd op de grootste ontdekking van het elektromagnetische veld, geassocieerd met de naam van vooraanstaande wetenschappers: M. Faraday, die de wet ontdekte elektromagnetische inductie(1831), J. Maxwell, die de theorie van het elektromagnetische veld creëerde (1865), G. Hertz, die voor het eerst experimenteel elektromagnetische golven verkreeg (1887).

Afhankelijk van de gebruikte elementbasis kunnen vier hoofdgeneraties van de ontwikkeling van industriële elektronica en elektronische apparaten worden onderscheiden:

Ik generatie(1904 – 1950) – het belangrijkste element van elektronische apparaten waren elektrische vacuümapparaten.

II generatie(1950 - begin jaren 60) - het gebruik van discrete halfgeleiderapparaten als basis van het hoofdelement.

III generatie elektronische apparaten (1960 – 1980) wordt geassocieerd met de ontwikkeling van micro-elektronica. Geïntegreerde schakelingen en microassemblages werden de basis van de elementbasis van elektronische apparaten.

IV generatie(van 1980 tot heden) wordt gekenmerkt door verdere microminiaturisatie van elektronische apparaten op basis van het gebruik van LSI en VLSI.

Het criterium van wetenschappelijke en technologische vooruitgang wordt momenteel beschouwd als de mate van gebruik van elektronische apparatuur op verschillende gebieden van menselijke activiteit, die het mogelijk maakt om de productiviteit van fysieke en mentale arbeid sterk te verhogen, de technische en economische indicatoren van de productie te verbeteren en problemen die niet op andere manieren kunnen worden opgelost, op een integrale manier oplossen.

Elementbasis- dit zijn losse onderdelen of modules waaruit voorgemonteerd wordt afzonderlijke onderdelen diagrammen van permanente verbindingen. Elementbasis verdeeld in drie groepen elementen:

Actief (transistors, vacuümbuizen);

Converteren (kathodestraalbuizen);

Passief (weerstanden, inductoren, condensatoren, transformatoren, smoorspoelen).

Thesaurus voor het vakgebied “Elektronische Engineering”

Elektronica is een gebied van wetenschap en technologie dat de problemen van onderzoek, ontwerp, productie en toepassing van elektronische instrumenten en apparaten bestrijkt.

Elektronische apparaten zijn apparaten waarin elektrische geleidbaarheid wordt uitgevoerd via geladen deeltjes (ē of ionen) in een halfgeleiderkristal, in een vacuüm of gasvormige omgeving.

De specifieke energiewaarden die elektronen hebben worden genoemd energieniveaus .

Het proces van het verbreken van covalente bindingen en de vorming van gepaarde ladingsdragers (elektronengat) bij blootstelling aan energiebronnen op een halfgeleider wordt genoemd generatie .

Ionisatie is het proces waarbij elektronen uit een atoom worden verwijderd of een elektron aan een atoom wordt toegevoegd.

Het proces van het vullen van gebroken covalente bindingen met elektronen wordt genoemd recombinatie .

Als er een extern elektrisch veld op het kristal wordt aangelegd, zal de beweging van elektronen en gaten gericht zijn, dat wil zeggen: intrinsieke geleidbaarheid .

Halfgeleiders waarvan de elektrische geleidbaarheid het gevolg is van de beweging van positieve ladingen worden genoemd gat (p-type halfgeleiders) en onzuiverheden - acceptor .

Halfgeleiders waarvan de elektrische geleidbaarheid het gevolg is van de beweging van negatieve ladingen worden genoemd elektronisch (n-type halfgeleiders) en onzuiverheden - donor .

Gerichte beweging van ladingsdragers onder invloed van krachten elektrisch veld, genaamd drift , en de stroom veroorzaakt door dit fenomeen is drift .

De gerichte beweging van ladingsdragers van een laag met een hogere concentratie naar een laag waar hun concentratie lager is, wordt genoemd verspreiding , en de stroom veroorzaakt door dit fenomeen is verspreiding .

Elektronen-gat-overgang (pn-junctie) is een dunne overgangslaag in een halfgeleidermateriaal op de grens tussen twee gebieden met verschillende soorten elektrische geleidbaarheid.

P-n-splitsing inschakelen in elektrisch circuit, wanneer de plus van de stroombron is verbonden met gebied p, en min met gebied n, wordt opgeroepen direct .

Inschakelen, waarbij de min van de stroombron is verbonden met gebied p, en plus met gebied n, wordt aangeroepen achteruit .

Halfgeleiderdiode - dit is een apparaat waarvan het werkingsprincipe gebaseerd is op eenrichtingsgeleiding van de p-n-overgang.

Pulsdiode genaamd halfgeleider diode, die een korte duur van voorbijgaande processen heeft en is ontworpen om in pulsmodus te werken.

Zenerdiode - Dit is een halfgeleiderdiode, waarvan de spanning zwak afhangt van de doorlaatstroom.

Varicap is een halfgeleiderdiode waarvan de werking is gebaseerd op het gebruik van een barrièrecapaciteit bij sperspanning.

Tunneldiode – een tunneldiode is een diode waarvan het werkingsprincipe gebaseerd is op het tunneleffect.

Uitsplitsing P - N -overgang – dit is het fenomeen van een scherpe toename van de tegenstroom door de junctie wanneer de sperspanning een kritische waarde bereikt.

Lawine-afbraak is een elektrische storing van een knooppunt, veroorzaakt door de vermenigvuldiging van ladingsdragers onder invloed van een sterk elektrisch veld onder tegengestelde voorspanning.

Thermische afbraak - dit is een storing die optreedt als gevolg van een onbalans tussen de gedissipeerde warmte en de warmte die vrijkomt tijdens de stroomstroom.

Bipolaire transistor een halfgeleiderapparaat genoemd met twee op elkaar inwerkende p-n-overgangen en drie aansluitingen.

Veldeffecttransistor is een halfgeleiderapparaat waarbij de bedrijfsstroom wordt bepaald door de spanning die op de stuurelektrode wordt aangelegd.

De introductie van ladingsdragers via p-n – een overgang van de regio waar ze de meerderheid vormden naar de regio waar ze niet de meerderheid vormen, als gevolg van een afname van de potentiële barrière, wordt genoemd injectie .

Het proces waarbij minderheidsladingsdragers worden opgevangen door het elektrische veld van een pn-overgang en deze met sperspanning via de pn-overgang worden overgebracht naar een gebied met het tegenovergestelde type elektrische geleidbaarheid, wordt genoemd extractie .

Thyristor is een halfgeleiderapparaat met drie of meer pn-overgangen, dat snel kan overschakelen van een gesloten toestand naar een open toestand en omgekeerd.

Foto-elektronisch apparaat is een elektronisch apparaat dat is ontworpen om de energie van optische straling om te zetten in elektrische energie.

Het effect van licht op de elektrische eigenschappen van een stof wordt genoemd foto-elektrisch effect

Foto-elektronenemissie is de emissie van elektronen vanaf het oppervlak van een stof onder invloed van de energie van invallend licht ( extern foto-elektrisch effect ).

Fotovoltaïsch effect – dit wordt het optreden op de p-n-overgang onder invloed van invallend licht van een potentiaalverschil genoemd fotoemf

Fotoweerstand een foto-elektronisch apparaat genoemd, waarvan de werking is gebaseerd op een afname van de soortelijke weerstand van een halfgeleider onder invloed van licht of onzichtbare straling (infrarood of ultraviolet).

Fotodiode een halfgeleiderdiode genoemd, waarvan de tegenstroom afhangt van de verlichting van de pn-overgang (waarvan de stroom wordt geregeld door de lichtstroom).

Fototransistor een zogenaamde fotovoltaïsche stralingsontvanger met twee pn-overgangen, ontworpen om de stralingsflux om te zetten in elektrische signalen.

Lichtgevende diode (LED) – Dit is een halfgeleiderapparaat met één pn-overgang, waarin de directe omzetting van elektrische energie in optische stralingsenergie plaatsvindt.

Gelijkrichters noem de apparaten waarop de conversie plaatsvindt AC constant of pulserend in één richting.

Bolometer – Dit is een thermistor die is ontworpen om de energie van elektromagnetische straling in het optische of infrarode frequentiebereik aan te geven en te meten.

Varistor is een halfgeleiderweerstand met een symmetrische niet-lineaire stroom-spanningskarakteristiek.

Thermistor (thermistor) is een thermisch halfgeleiderapparaat dat zijn elektrische weerstand kan veranderen wanneer de temperatuur verandert.

positor is een halfgeleiderweerstand met een positieve temperatuurweerstandscoëfficiënt.

De maximale energie van een elektron in een metaal bij een temperatuur van het absolute nulpunt wordt genoemd Fermi-niveau.

De extra energie die een elektron nodig heeft om in een vacuüm te ontsnappen, wordt genoemd werk functie.

Elektronische buis Dit wordt een apparaat genoemd waarin geleiding wordt uitgevoerd door de beweging van elektronen tussen elektroden die in een vacuüm zijn geplaatst.

Elektrovacuümdiode - Het is een vacuümbuis met twee elektroden, ontworpen om wisselstroom gelijk te richten.

Elektrovacuüm triode een zogenaamde drie-elektrodenlamp ontworpen om wisselstromen en spanningen te versterken en te genereren.

Het fenomeen van de overgang van secundaire elektronen die ontsnappen uit de anode naar het afschermingsrooster, dat een hoger potentieel heeft, wordt genoemd dynatron-effect.

Ionische apparaten - dit zijn apparaten waarvan de elektrische geleidbaarheid te wijten is aan elektronen en ionen die worden gegenereerd tijdens een elektrische ontlading in een gasvormige omgeving.

De reeks verschijnselen die optreden in gas of kwikdamp wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat, wordt genoemd elektrische ontlading in gas.

Neonlampen Het zijn apparaten met twee elektroden met een abnormale glimontlading en worden gebruikt om spanning of hoogfrequent elektromagnetisch veld aan te geven.

Kathodestraalbuizen (CRT) worden elektrovacuümapparaten genoemd waarin een stroom elektronen die wordt bestuurd door elektrische of magnetische velden, gevormd tot een elektronenbundel, wordt gebruikt om elektrische signalen in licht om te zetten.

Versterker is een apparaat dat is gebouwd op elektronica actieve elementen(buizen, transistors, enz.) en zet de elektrische energie van stroombronnen om in elektrische oscillaties van het versterkte signaal.

Versterker is een radioapparaat dat het vermogen, de spanning of de stroom versterkt van een elektrisch signaal dat aan de ingang wordt geleverd.

Versterker is een apparaat dat elektrische oscillaties met laag vermogen aan de ingang omzet in elektrische oscillaties met hoog vermogen aan de uitgang.

Versterker podium - dit (structurele verband van de versterker) is een versterkend element samen met andere passieve elementen die zorgen vereiste modus de werking ervan en de verbinding met de signaalbron en belasting.

De nominale ingangsspanning waarbij de versterker een bepaald uitgangsvermogen aan de belasting levert, wordt genoemd gevoeligheid van de versterker.

Feedback - Dit is de overdracht van de uitgangsoscillaties van de versterker naar zijn ingang.

Dynamisch amplitudebereik is de verhouding tussen de amplitudes van de sterkste en zwakste signalen aan de uitgang van de versterker.

Verdienen wordt de verhouding tussen de uitvoerparameter en de invoerparameter genoemd.

Elektronische generator - een apparaat dat elektrische energie uit een bron omzet gelijkstroom in de energie van ongedempte elektrische trillingen van een bepaalde vorm, kracht en frequentie.

Meestal wordt een generator genoemd die in zelfoscillatiemodus werkt autogenerator .

Autogenerator – Dit is een sterke positieve feedbackversterker.

Autogenerator - Dit elektronische generator, waarvan het werkingsprincipe is gebaseerd op de automatische aanvulling van de energie die wordt verbruikt door de oscillatiedriver.

Differentiëren genaamd ketting , waarin de uitgangsspanning evenredig is met de afgeleide van de ingang.

Integreren genaamd ketting, waarvan de uitgangsspanning evenredig is met de integraal van de ingang.

Impuls een apparaat genoemd dat in de intermitterende, gepulseerde modus werkt.

Puls signaal is een kortetermijnverandering in stroom of spanning.

Video-puls – dit is een kortetermijnverandering in stroom of spanning met constante polariteit.

Radiopuls – dit is een kortetermijnverandering in sinusoïdale stroom of spanning, waarvan de omhullende de vorm van de videopulsen volgt.

Pulsgeneratoren worden apparaten genoemd die elektrische pulssignalen genereren.

Trekker - Dit puls circuit, met twee elektrische toestanden van stabiel evenwicht en ontworpen om rechthoekige pulsen te genereren.

Trekker - dit is een schakelapparaat dat gedurende langere tijd een van zijn twee stabiele evenwichtstoestanden handhaaft en abrupt van de ene toestand naar de andere overschakelt op basis van een signaal van buitenaf.

Multivibrator is een relaxatie-zelfoscillator met een rechthoekige uitgangsoscillatie.

Multivibrator – is een generator van niet-sinusoïdale oscillaties, qua vorm bijna rechthoekig.

Eén schot is een generator die in de standby-modus werkt en een enkele puls produceert.

Schmitt-trigger is een asymmetrische trigger (met emitterkoppeling) die wordt gebruikt om rechthoekige pulsen te genereren uit sinusoïdale signalen en andere periodieke signalen met een niet-rechthoekige vorm.

Blokkeergenerator is een ontspanningsgenerator met transformatorfeedback die elektrische impulsen op korte termijn produceert

Blokkeergenerator – een zelfoscillerend systeem dat rechthoekige pulsen op korte termijn genereert met een hoge inschakelduur.

Logisch element – dit is een element waarin het uitgangssignaal is verbonden met de ingang volgens de wet van de logische algebra.

Micro-elektronica is een modern gebied van de elektronica dat zich bezighoudt met problemen die verband houden met de ontwikkeling, het onderzoek, de productie en de toepassing van micro-elektronische apparaten.

IC – vervult een bepaalde functie van signaalconversie en vertegenwoordigt één geheel vanuit het oogpunt van productie, verpakking, transport en bediening.

Mate van integratie is een indicator van de complexiteit van een IC, bepaald door het aantal elementen en componenten dat het bevat.

Kristal In de halfgeleidertechnologie is het gebruikelijk om een ​​voltooid halfgeleiderapparaat (transistor, diode) of een microschakeling zonder externe kabels te noemen.

IC-element Het is gebruikelijk om het een onderdeel te noemen dat de functie van een bepaald element (transistor, diode, weerstand) vervult en niet als een onafhankelijk product van het IC kan worden gescheiden.

IC-component - dit is een onderdeel van een microschakeling die de functie van elk elektrisch radio-element vervult en als een onafhankelijk product van het IC kan worden gescheiden.

Verpakkingsdichtheid is het aantal elementen (meestal transistors) per oppervlakte-eenheid of volume van het kristal.

Het totale aantal elementen en componenten in de IC wordt genoemd niveau van integratie .

Actief element een element genoemd dat de eigenschap heeft elektrische energie om te zetten - gelijkrichten, versterken, genereren, regelen.

Analoge (lineaire) IC's zijn ontworpen om signalen die variëren volgens de wet van een continue functie, om te zetten en te verwerken.

Digitale IC's zijn ontworpen om signalen die variëren volgens de wet van een discrete functie, om te zetten en te verwerken.

Licentieovereenkomst.

Dit boek mag worden gekopieerd, gereproduceerd en gedrukt zolang dit op niet-commerciële basis gebeurt en er geen winst wordt gemaakt. In het geval van commercieel gebruik, bijvoorbeeld als u het hele boek 'Elektronische technologie' of een deel ervan wilt verkopen, verhuren of leasen, is de toestemming van de auteur (Evgeniy Anatolyevich Moskatov) tegen betaling vereist. Het herschikken van het boek is verboden. Het is verboden de inhoud van het boek te wijzigen of informatie over het auteurschap te verwijderen. Het boek wordt verspreid ‘as is’, dat wil zeggen dat de auteur niet verantwoordelijk is voor mogelijke schade, gederfde winst, enz. In het geval van een niet-commerciële publicatie (bijvoorbeeld op een gratis materiaalserver) moet de auteur op de hoogte worden gesteld en moet het auteurschap en de bron waaruit de publicatie is gemaakt duidelijk worden aangegeven.

Het materiaal dat in het boek wordt gepresenteerd, is onderverdeeld in de volgende secties en onderwerpen.

Sectie 1. Elektronen-gat- en metaal-halfgeleiderovergangen
Onderwerp 1. Beweging van elektronen in elektrische en magnetische velden
1) Beweging van elektronen in een versnellend elektrisch veld
2) Elektronenbeweging in een remmend elektrisch veld
3) Beweging van een elektron in een transversaal elektrisch veld
4) Elektronenbeweging in magnetische velden
5) Bandenergiediagram
Onderwerp 2. Elektrische geleidbaarheid van halfgeleiders
1) Intrinsieke geleidbaarheid van halfgeleiders
2) Geleidingsvermogen van halfgeleiders
3) Drijf- en diffusiestromen in halfgeleiders
Onderwerp 3. Elektronen-gat-overgang (p-n).
1) Vorming van de elektron-gat-overgang
2) Direct en omgekeerd inschakelen p-n overgang
3) Eigenschappen p-n overgang
Onderwerp 4. Schottky-transitie
1) Vorming van de Schottky-overgang
2) Directe en omgekeerde aansluiting van Schottky-diodes
Onderwerp 5. Enkele halfgeleidereffecten
1) Tunneleffect
2) Gan-effect
3) Hall-effect
Sectie 2. Halfgeleiderapparaten
Onderwerp 6. Ontwerp, classificatie en belangrijkste parameters van halfgeleiderdiodes
1) Classificatie en symbolen halfgeleiderdiodes
2) Ontwerp van halfgeleiderdiodes
3) Stroom-spanningskarakteristieken en belangrijkste parameters van halfgeleiderdiodes
Onderwerp 7. Gelijkrichterdiodes
1) Algemene kenmerken gelijkrichterdiodes
2) Opname van gelijkrichtdiodes in gelijkrichtcircuits
Onderwerp 8. Zenerdiodes, varicaps, LED's en fotodiodes
1) Zenerdiodes
2) Varicaps
3) Fotodiodes
4) LED's
Onderwerp 9. Puls-, hoogfrequente (RF) en ultrahoogfrequente (magnetron) diodes
1) Pulsdiodes
2) RF-diodes
3) Microgolfdiodes
Sectie 3. Bipolaire transistors
Onderwerp 10. Ontwerp, classificatie en werkingsprincipe van bipolaire transistors
1) Classificatie en markering van transistors
2) Ontwerp van bipolaire transistoren
3) Het werkingsprincipe van bipolaire transistors
Onderwerp 11. Circuits voor het aansluiten van bipolaire transistors
1) Aansluitschema met gemeenschappelijke basis OVER
2) Aansluitschema met gemeenschappelijke zender OE
3) Aansluitschema met gemeenschappelijke verzamelaar OK
4) Versterkingseigenschappen van een bipolaire transistor
Onderwerp 12. Statische kenmerken van transistors
1) Statische kenmerken van de transistor volgens het OB-circuit
2) Statische kenmerken van de transistor volgens het OE-circuit
Onderwerp 13. Dynamische modus van transistorwerking
1) Het concept van de dynamische modus
2) Dynamische kenmerken en concept werkpunt
3) Sleutelmodus transistor werking
Onderwerp 14. Transistor-equivalentcircuit
1) Equivalent circuit van een transistor met OB
2) Equivalent circuit van een transistor met OE
3) Equivalent circuit van een transistor met OK
4) Transistor als actieve quadrupool
Onderwerp 15. Systeem van h-parameters van de transistor. Y-parameters
1) h-parameters en hun fysieke betekenis
2) Bepaling van h-parameters op basis van statische kenmerken
3) Y-parameters van transistors
Onderwerp 16. Temperatuur- en frequentie-eigenschappen van transistors. Fototransistoren
1) Temperatuureigenschap van transistors
2) Frequentie eigendom transistors
3) Fototransistors
Sectie 4. Veldeffecttransistoren
Onderwerp 17. Inleiding tot veldeffecttransistors
1) Het ontwerp en het werkingsprincipe van veldeffecttransistors met beheerder p-n overgang
2) Karakteristieken en parameters van veldeffecttransistors
3) Veldeffecttransistoren met geïsoleerde poort
4) Veldeffecttransistors voor IC's, herprogrammering van alleen-lezen geheugenapparaten (RPM)
Sectie 5. Thyristors
1) Ontwerp en werkingsprincipe van dinistoren
2) Basisparameters van thyristors
3) SCR's
4) Het concept van triacs
Sectie 6. Elektrovacuümapparaten
Onderwerp 18. Elektrovacuümdiode
1) Elektrovacuümdiode, apparaat en werkingsprincipe van een elektrovacuümdiode
2) Stroom-spanningskarakteristieken en hoofdparameters van de vacuümdiode
Onderwerp 19. Triode
1) Ontwerp en werkingsprincipe van een triode
2) IV-karakteristieken en belangrijkste parameters van de triode
Onderwerp 20. Tetrode
1) Apparaat en schakeling voor het inschakelen van de tetrode
2) Dynatron-effect
3) Straaltetrode
Onderwerp 21. Pentode
Sectie 7. Digitale microschakelingen
Onderwerp 22. Grondbeginselen van micro-elektronica
1) Classificatie en UGO van geïntegreerde schakelingen (IC's)
2) Elementen en componenten van hybride IC's (GIS)
3) Elementen en componenten van halfgeleider-IC's
Sectie 8. Booleaanse algebra
Onderwerp 23. De eenvoudigste logische functies en logische elementen
1) Logische functies en de implementatie ervan
2) Circuitontwerp van de eenvoudigste logische elementen
3) Kenmerken en parameters van digitale IC's
Onderwerp 24. Transistor-transistorlogica
1) Basistypen logica en het concept van een multi-emittertransistor
2) Transistor-transistorlogica (TTL) met een eenvoudige inverter
3) TTL met een complexe omvormer
Onderwerp 25. Logische elementen TTL met speciale pinnen
1) TTL met open collector
2) TTL met Z-status
3) TTLSH
4) Opto-elektronische IC's
Onderwerp 26. Logische elementen gebaseerd op MOS-veldeffecttransistors - structuren
1) Schakelt MOS-transistors in
2) Complementaire MOS- paar (CMOS)
3) Implementatie van de NAND-functie in CMOS-logica
4) Implementatie van de NOR-functie in CMOS-logica
Onderwerp 27. Emitter-gekoppelde logica
1) Implementatie van OR- en NOR-functies in emitter-verbonden logica (ECL)
2) Referentiespanningsbron
3) Basiselement ESL-serie K500
Sectie 9. Analoge elektronische apparaten
Onderwerp 28. Classificatie en belangrijkste technische indicatoren van versterkers
1) Classificatie van versterkers
2) Belangrijkste technische indicatoren van versterkers
3) Karakteristieken van de versterker
Onderwerp 29. Voeding van het transistorbasiscircuit en temperatuurstabilisatie van het werkpunt
1) Het voeden van het transistorbasiscircuit volgens een circuit met een vaste basisstroom
2) Het voeden van het transistorbasiscircuit volgens een circuit met een vaste basisspanning
3) Temperatuurstabilisatie (thermische stabilisatie) van het werkpunt met behulp van een thermistor en halfgeleiderdiode
4) Thermische stabilisatie van het werkpunt met behulp van negatieve feedback (NFB) voor constante spanning
5) Thermische stabilisatie van het bedrijfspunt met behulp van DC OOS
Onderwerp 30. Feedback in een versterker
1) Soorten feedback
2) De invloed van omgevingsfeedback op de belangrijkste parameters van de versterker
Onderwerp 31. Bedrijfsmodi van versterkende elementen
1) Het concept van dynamische kenmerken van de doorvoer
2) Klasse A-bedrijfsmodus
3) Bedrijfsmodus Klasse B
4) Bedrijfsmodus Klasse AB
5) Bedrijfsmodus Klasse C
6) Bedrijfsmodus Klasse D
Onderwerp 32. Tussentrapsverbindingen in versterkers
1) Soorten tussenverbindingen
2) Equivalent circuit versterker podium met weerstand-capacitieve aansluitingen
3) Analyse van het equivalente circuit bij lage, gemiddelde en hoge frequenties
Onderwerp 33. Uitgangsversterkingstrappen
1) Uitgangstransformatortrap met één uiteinde
2) Push-pull-uitgangstransformatortrap
3) Push-pull transformatorloze eindtrap
Onderwerp 34. Direct gekoppelde DC-versterkers
1) Direct gekoppelde DC-versterkers
2) Differentiële cascade UPT
Onderwerp 35. Operationele versterkers
1) Classificatie en belangrijkste parameters operationele versterkers(OU)
2) Op-amp-schakelcircuits
Sectie 10. Apparaten voor informatieweergave
Onderwerp 36. Kathodestraalbuizen en kinescopen
1) Elektrostatisch gestuurde kathodestraalbuizen (CRT's)
2) CRT met elektromagnetische controle
3) Beeldbuizen
4) Kleurenbeeldbuizen
Onderwerp 37. Indicatoren
1) Alfanumerieke indicatoren
2) Matrixindicatoren
3) Vacuüm-elektroluminescente indicatoren
4) Indicatoren met vloeibare kristallen
Conclusie
Sollicitatie
Oplossing typische taken in de cursus "Elektronische Engineering"