Тема 1.6 Фотопровідність

В сучасній електронній техніці широко застосовуються напівпровідникові прилади, яку основані на принципах фотоелектричного і електрооптичного перетворення сигналів. Перший з цих принципів обумовлено зміною електрофізичних якостей речовини під дією поглинання в ньому світлової енергії (квантів світла). Другий принцип ґрунтується на генерації випромінювання в речовині, обумовленої прикладеної до нього напругою і проходженням через світловипромініючий елемент струмом.

Всі явища оптичних і фотоелектричних явищ в напівпровідниках можна звести до основних:

• поглинання світла і фотопровідність;

• електролюмінісценція;

• стимульоване когерентне випромінювання.

Ми розглянемо наступні питання:

В чому полягає фізична сутність процесу фотопровідності в напівпровідниках? Що собою являє Фоторезистивний ефект? Що буде відбуватися в електронно – дірковому переході під дією електромагнітного опромінювання? В чому полягає сутність фотогальванічного ефекту? Які фізичні явища пов’язані з електромагнітним випромінюванням в напівпровідниках, які використовують в оптоелектроніці і лазерній техніці.

Основні поняття фотометрії. Сприймання людським оком видиме світло. Кольорове відчуття визначається довжиною хвилі, а яскравість – інтенсивністю світлового потоку.

Світловий потік, як величина що характеризується числом квантів електромагнітного випромінювання (фотонів). Явище дуалізму фотонів. Одиниця виміру світлового потоку (люмен), її залежність від площі поперечного січення (стерадіан). Тілесний кут.

Світловий потік точкового джерела. Одиниця виміру світлового потоку (кандела). Співвідношення світлового потоку для лампи розжарювання. Поняття яскравості світла для джерел, які мають відносно велику площу випромінювання.

Освітленість, як міра того, наскільки яскраво уявляється спостерігачу поверхня. Одиниця виміру яскравості (люкс). Освітленість земної поверхні під час повного місяця складає від 0,1 до 0,2 лк. Газету можна читати при освітленості від 0,5 до 2 лк. Освітленість письмового стола повинна бути від 500 до 1000 лк. При яскравому денному світлі величина освітленості поверхні може сягати 50000 лк. Визначення освітленості, яку створює джерело світла заданої яскравості при заданій віддалі.

Розгляд фотометричних одиниць, які застосовуються в американській технічній літературі.

Оптичні та фотоелектричні явища у напівпровідниках. Фотопровідність у напівпровідниках. Зовнішній та внутрішній фотоефект. Фоторезистивний ефект та інші засоби поглинання квантів світла без появи вільних носіїв заряду. Фотоефект у р-n переході .

Основні поняття: фотопровідність, фотоактивний носій, фотогальванічний ефект, фото-ЕРС.

Електромагнітне випромінювання у напівпровідниках. Розподіл оптичних випромінювачів на групи. Когерентне випромінювання - це випромінювання атомів яке має однаковий напрям, фазу, частоту, поляризацію. Основні поняття: інверсна заселеність, накачування.

Квантові генератори оптичного діапазону. Напівпровідникові ОКГ. Їх переваги. Лазер, напівпровідниковий лазер, це фактично напівпровідниковий діод особливої конструкції. Призначення, застосування

ЛЕКЦІЯ № 6

Тема 2.1 Уява про сучасну елементну базу електроніки

Тема 2.2 Електронні лампи

Тема 2.3 Пасивні елементи електроніки

Тема 2.1 Електронні лампи.

Уява про сучасну елементну базу електроніки. Будь-який складний електронний пристрій складається з обмеженого набору відносно простих деталей, які при з’єднанні утворюють електричні кола. Електричне коло як сукупність з’єднаних між собою елементів, яка забезпечує проходження електричних струмів від джерел до споживачів. В електричному колі кожний елемент, або їх сукупність, виконує певну функцію: одні з них є джерелами електричних сигналів, інші підсилюють, перетворюють, селектують, є й такі, що виконують функції кінцевих пристроїв, в яких електричний сигнал перетворюється в зручну для використання споживачем форму.

Потрібно відрізняти поняття деталь радіоапаратури і елемент електричного кола. Деталі, як прилади електроніки що створені з радіотехнічних матеріалів за певною технологією неподільні вироби. Для зображення на принципових схемах кожна деталь має своє умовно-графічне та літеро-цифрове позначення, встановлене державними та міжнародними стандартами. Властивості та умови застосування кожної деталі визначаються її основними параметрами, які вказуються на корпусі.

Розгляд різних приладів електроніки: електронних ламп, електронно-променевих приладів (кінескопи, осцилографічні трубки та інші), надвисокочастотні електровакуумні прилади (магнетрони, клістрони та інші), резистори, конденсатори, напівпровідникові прилади (діоди, транзистори), інтегральні мікросхеми. Різновид типономіналів. Її характеристика та основні напрямки розвитку. Розподіл їх на активні, перетворюючі і пасивні елементи, їх роль і призначення у складі елементної бази електроніки. Основні поняття мікроелектроніка, інтегральна мікроелектроніка. Огляд основних класів електронних приладів. На еквівалентних схемах, які призначені для графічного моделювання і теоретичного аналізу властивостей, характеристик і параметрів електричних кіл, показують не радіодеталі, а ідеалізовані елементи електричних кіл, фізичні моделі реальних радіодеталей, які відображують найбільш суттєві їх властивості за даних умов застосування і діючих у колі сигналів.

Визначення сигналу. Синусоїдний сигнал, як носій інформації. Аналоговий сигнал та цифровий, амплітуда аналогового сигналу. Лінійно - змініючийся сигнал. Прямокутні імпульси, принцип застосування прямокутних імпульсів. Цифрові сигнали. Області їх застосування, та можливість їх перетворення один в одного.

Загальні відомості про електровакуумні прилади. Електронні лампи в побутовій радіоелектроніці і апаратурі широкого призначення не знайшли. Але висока стабільність характеристик і деякі інші якості обумовлюють їх застосування в професіональній апаратурі, радіовимірювальних і деяких спеціальних радіопристроях. Найпростіший електровакуумний прилад – діод, як електронна лампа, який являє собою балон, тиск повітря в якому не перевищує 10^-7 – 10^-8 мм рт.ст., де знаходяться два основні електроди: розжарюваний катод і анод. Будова (види корпусів: скляний, металевий, керамічний, пластмасовий), призначення, класифікація, умовно-графічне зображення. Основні електроди: катоди і аноди. Основні параметри катодів: робоча температура, ефективність, довговічність. Різновид анодів. Введення третього електрода – сітки, розташованої поблизу катода, дає змогу керувати відносно великим струмом без втрат потужності, тому що на сітку подається негативний відносно катода потенціал. Тріоди, його підсилюючі властивості. Статичний коефіцієнт підсилення електровакуумного тріода. Тріод має багато недоліків, тому під час еволюції електронних ламп, спрямованої на покращення їх параметрів і характеристик, з’являються спочатку тетроди (лампи з другою –екрануючою сіткою) а потім променеві татроди і пентоди (лампи з третьою – сіткою) Загальні поняття о багатоелектродних, комбінованих та спеціальних ламп.(тетроди, пентоди, гептоди, металокерамічні тріоди, діод-тріод). Принцип дії. Маркування, провести практичне заняття з огляду електронних ламп, замалювати її, і за маркуванням на балоні визначити, що являє собою ця лампа. Характеристики: анодна-сіткова, анодна. Динатронний ефект. Найбільш поширеним способом боротьби з динатронним ефектом є введення між екрануючою сіткою і анодом третьої , антидинатронної сітки. Антидинатронна сітка.