Опадчий Ю.Ф., Глудкин О.П., Гуров А.И. Аналоговая и цифровая электроника (2000), страница 14

Далее процесс повторяется, и ток в контуре эквивалентных транзисторов лавинообразно возрастает. При изменении полярности напряжения, приложенного к рассматриваемой структуре, на обратную переходы ! и 8 окажутся смещенными в обратном направленни. Если зтн переходы достаточно высоковольтные, то вольтамперная характеристика дннистора имеет вид обратной ветви ВАХ диода. 64 Описанные процессы определяют ВАХ дннистора, показанную на рнс. 2.25, на прямой ветви которой можно выделить две устойчивые зоны; область Ш с малыми значениями тока ), прн больн>ин значениях напряжения У, н область отпнрання > с большнмк мн>чсннямн тока!„прн малых значениях напряження ()..

Точки А и В соответств)юг условию ах =! н называются соответственно н>чкимн включения н удержания днннстора, а соответствующие ин .м>кн называются током включения (>ечл) и током удержания (>',л). Между точками А н В лежит зона !А в которой динис >ор обладает отрицательным дифференциальным сопротнвле»нем. В соответссвнн со вторым законом Кнрхгофа для схемы, пока>инной на рнс. 2.24, имеем У„= У, +Я,А Решеннем этого уравнеиии будет точка пересечения линии нагрузки )х, н ВАХ днннстора (рабочая точка).

Если напряжение 0, на днннсторе (рнс. 2.25) еогтигает напряжения включения О,„„, то рабочая точка скачкообразно переходит нз состояния А в А'. Прн уменьшении напря>иеиня рабочаи точка нз В скачкообразно переходит в В'. Обратная ветвь ВАХ днннстора может быть разделена на две области: (Ч (область обратного смешения) н Ч (область пробоя ° >руктуры). Таким образом, управление током !„днннстора возможно > ьчько за счет нзменення значения н направления напряжения щ>ешнего источника, прнложенного между анодом н катодом црнбора. Тринисгор представляет собой четырехслойную полупроводннковую структуру, в которой одна из базовых областей сделана ьнравляющей (рнс.

2,26). В завнснмостн от того, база какого плоеного транзистора сделана управляющей, разлнчают грини> ьт>ры с онодным и погодным управлением, Базовый вывод дает иозможность управлять током близлежащего эмнттера. Для этого ии управляющий электрод (УЭ) необходимо подать напряжение Фис 2.2В Схема вилючеиии и структуре трииисторэ Рис. 2.27 Вольт-амиериие характера. стеки трииистора такой полярности, которая обеспечит отпнрание соответствующего эмиттерного перехода. В этом случае процессы отпирания н звпнрания тиристора, т. е.

управление его током 1. осуществляются не за счет изменения приложенного между анодом н катодом напряжения внешнего источника (как у дннистора), а за счет нзменения напряжения на управляющем электроде, который является, как вндно нз рис. 2.2б, входным электродом включенного в электрическую цепь трнннстора. Иа рнс. 2.27 приведены ВАХ трнннстора, а на рис 2.6,!7, И— его условные обозначения, Как видно из рнс, 2,27, с возрастанием Ут„р, а следовательно, н !тер уменьшается напряжение включения трнннстора, н при достаточно большом значения (т.п внд прямой ветви ВАХ тринистора аналогичен прямой ветви ВАХ диода. 26. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ Интегральную схему нлн сборку можно получить либо в пла стине твердого матернала, либо на ее поверхности. В первом слу~ чае в теле полупроводннкового материала создают слои резнсто ров, структуры транзисторов, днодов н конденсаторов, несущна заданные электронные функции.

Такие ИС называются лолрлро( подяиковмми. На рис. 2.28 показаны электрнческая схема н про~ фнль структуры полупроводннковой ИС. Во втором случае все элементы интегральной схемы (кроме активных) наносят на диэлектрическую пластину (подложку) в ниде полнкрнсталлнческнх нлн аморфных слоев (пленок), выполняющих заданные функции пассивных элементов. Полученную ИС при необходнмостп помещают в корпус с внешннми выводами.

Актпвные элементы (диоды и транзнсторы) «навешивают» на пленочную схему, в результате чего получают смешанную (пленочно- дискретную) ИС, которую называют гибридной. Электрическая 2 З а) Рис 2 28 Электрическая слепа копая ИС (аыподы днода — Е 2 '.,е л 2лемеей р-тепе (о) и профиль структуры (о) полупроаодннрезнстора — 2, трапанстора — у, 4, конденсатора — о) т г 7 с 5 в 7 т е) в) в рае лха, Здеьтрниескад схема (ат н профиль структуры (б) гнбркдноа ИС некияя обкладки коидвисэтоээ, 2 — всекняя обкладки кондсяситооэ, э — слон днэлск.

ФЭННМ и — сосдиннтсльнэя мнил, 6 — трэнэнстор с контвктэии. Э вЂ” Эсэистои с контэктвии, 7 - коятэктнля нлотквдкэ, э — днэлсктонивскяя иодломкэ и и ма и профиль структуры гибридной ИС показаны на рис, 2.29. ! нбридная ИС (ГИС) — это гибкий, дешевый, оперативно проекируемый тнп ИС. хорошо приспособленный к решению специальвх частных задач.

Спецификой ГИС могут быть либо высокие ынналы резисторов н конденсаторов, недостижимые в полупроаниковых ИС, либо прецизнонность резисторов, обусловленных ы, что их номиналы можно подгонять до завершения технологи- кого цикла и помещения ГИС в корпус, либо повышенная функ~итиальная сложность. Однако наиболее распространены на практике н перспективны лупроводннковые ИС, так как они позволяют создавать надежые и достаточно сложные в функциональном отношении элек- ~ оииые устройства малых размеров при незначительной нх стои- ~ тн. Характерной особенностью полупроводниковой ИС является о утствне среди ее элементов катушки нндуктивностн и тем более риисформатора.

Это объясняется тем, что до сих пор не удалось пользовать в твердом теле какие-либо физические явления, эквн«лентные электромагнитной индукции. Поэтому при разработке ПС стараются реализовать необходимую функцию без нспользо~ния индуктивностей или применяют навесные индуктивные эленты. В качестве резисторов н конденсаторов в полупроводниных ИС используют соответственно сопротивление и зарядную икость р-п-перехода, что позволяет обеспечить единый технолоический цикл изготовления структур транзисторов, диодов, рези- ~оров и конденсаторов при производстве полупроводниковых ИС ~ и.

рнс. 2.28, б). В настоящее время различают два класса полупроводниконых ИС: бнполярные ИС н МДП-ИС. Основной элемент бипо«нрных ИС вЂ” п-р-п-транзистор, а МЛП-ИС вЂ” МДП-транзистор с нндуцированным каналом. Все остальные элементы схемы (диоды, ву Чксло эленелсое Класс тэааакстоэа ~ аа ааасгалле Накнекоэакае нс таа ис Бкполярпый Укнполярнмй Бпполярный Уннполярнмй Бняолярный Унпполярный Ьнполярпый Уннполярный Бнполярный Укнполярный Бнполяркмй ! Уннполярный Биполярный Уннполярнмй Бнполярнмй Цкфровая ИС 1 ..!00 1...30 1О! .

1ООО 10! ...500 3! ... 100 1001, 10000 501...2000 101...300 !ОООО 2000 300 Аналоговая Цнфровэя СИС Аналоговая Цифровая Анялоговэя Цифровая Анэлоговэя БИС СВИС резисторы и конденсаторы) изготовляют на базе основного элемента н одновременно с иим. Функциональную сложность ИС принято характеризовать сте«нного интеграции, т. е. числом элементов (чаще всего транзисторов), входящих в состав интегральной схемы. Для количественной оценки степени интеграции используют условный коэффициент К=!яЛг, где А! — число элементов, входящих в ИС. Если К-с1 (т, е.

Ч с(0), ИС называют простой; ! <Кж2 — средней ИС (СИС); 2<Кя:3 — больп1ой ИС (БИС); К>3 (т. е, М>1000)— сверхбольшой ИС (СВИС). Приведенное деленке ИС в зависимости от степени интеграции является приближенным и может корректироваться в зависимости от типа ИС и применяемого к ней класса транзисторов, как это показано в табл. 2.4 для полупроводниковых ИС. Из приведенной таблицы видно, что применение цифровых методов обработки информации способствует более эффективному решению вопроса микроминиатюризации электронных средств. Однако применение цифровых методов ие всегда возможно. Так, при разработке конкретного электронного устройства к последнему могут предъявляться требования, выполнение которых методами цифровой электроники будет неоптимальным, например, с точки зрения стоимости или других показателей, или вообще недостн!кимыми.

В первую очередь это касается требуемого быстродействия и точности ЭУ. Поэтому поиск оптимального решения должен базироваться иа использовании всего набора имеюТэблнпэ 24 Класснфнклння ИС по степенн ннтегрвннн в эавнснмостп от тяпа НС к пркмеяяемого класса трянэнсторов Н1ИХСЯ ЭУ, а именно устройств аналоговой, импульсной н цифровой электроники, В заключение следует отметить, что применение ИС вместо инскретных элементов в качестве элементной базы электронных и тройств дает значительные преимущества по надежности, габаритам, стоимости и другим показателям. Это связано с тем, что нрн использовании ИС отпадает необходимость в многочисленных нннных соединениях — основном факторе снижения надежности, !ы ~ко сокращаются габариты и масса электронных устройств (бла~одаря отсутствию корпусов и внешних выводов у каждого элемента ИС?, существенно снижается их стоимость за счет исключения множества сборочных н монтажных операций. Контрольные вопросы 1.

Какие типы диодов Вы знаете? Приведите нх условные обозначения. 2. Каков принцип маркировки диодов н транзисторов? 3. Как определяют днфференцналыюе н статическое сопротивление полупроводниковых приборов? '4. Какие виды пробоя р-л-перехода существуют и в чем нх отличие? 5. В чем заключается принцип действия биполярного транйистора? 6. Какие возможны схемы включения биполярных транзисторов н нх основные параметры? 7.

Поясните статические характеристики биполярного транзн. стора н нх зависимость от температуры. 8. В чем различие принципа действия и основных характеристик полевого транзистора с р-п-переходом и МДП-транзистора? 9. Какие схемы включения униполярных транзисторов и их и ионные характеристики Вам известны? 16. Какими преимушествами обладают полевые транзисторы но сравнению с бнполярнымн? 11. Какие режимы работы биполярного н полевого транзистора Вам лзвестиы н в чем их особенности? 12. Какие эквивалентные схемы биполярного и полевого трангистора Вам известны? !3.