Шишкин Г.Г., Шишкин А.Г. - Электроника
Описание файла
PDF-файл из архива "Шишкин Г.Г., Шишкин А.Г. - Электроника", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "теоретические основы электротехники (тоэ)" из 3 семестр, которые можно найти в файловом архиве МАИ. Не смотря на прямую связь этого архива с МАИ, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "теоретические основы электротехники (тоэ)" в общих файлах.
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст из PDF
r r Шишкин,А.r ШишкинЭлектроникаРекомендованоучебно-методическим объединением вузов Российской Федерациипо образованию в области радиотехники, электроники,биомедицинской техники и автоматизациив качестве учебника для студентов высших учебных заведений,обучающихся по направлению210300 -МОСКВА~орофа2оо9«Радиотехника»УДК621.38(075.8)ББК 32.85я73Ш65Рецензенты:д-р техн. наук, проф. В. Н.
Кулешов(зав. каф. «Формирование колебаний и сигналов» МЭИ (ТУ));канд. техн. наук, доц. В. Н. Павлов(СПб. ГЭТУ «ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина))Шиm:кин, Г. Г.Ш65Электроника: учеб. для вузов/ Г. Г. Шишкин, А. Г. Шишкин. - М. : Дрофа, 2009. - 703, [1] с. : ил.ISBN 978-5-358-03595-9Учебник состоит из шести разделов и охватывает все области современной электроники-физику полупроводников и электрических переходов,физические процессы, устройство и характеристики полупроводниковыхдиодов, биполярных и полевых транзисторов, тиристоров, фотоэлектрических,оптоэлектронных и электровакуумных приборов, а также такиеактуальные вопросы, как базовые элементы аналоговых и цифровых интегральных схем, принципы и устройства квантовой электроники, наноэлектроники и функциональной электроники.
Рассматриваются проблемы ПIУмов, радиационной стойкости и надежности приборов. Все главы снабженыконтрольными вопросами для повторения материала.Для подготовки бакалавров, магистров и инженеров (специалистов)широкого профиля, обучающихся по направлению210300 УДК«Радиотехни-621.38(075.8)ББК 32.85я:73ISBN 978-5"358-03595-9©ООО 4Дрофа•,2009--------1\ Предисловие ·\1-- - - - - -Данный учебник предназначен для изучения дисциплины«Электроника», которая составляет основу общепрофессиональной подготовки бакалавров, магистров и специалистов (инженеров) широкого профиля по направлению210000 «Электронная210300 «Радиотехтехника, радиотехника и связь» (в частности,ника»). В связи со значительным прогрессом в области электроники, достигнутым в последнее десятилетие, произошли существенные преобразования в содержании государственного стандарта высшего профессионального образования по указанномунаправлению и в разработанных на его основе учебных планах ипрограммах.
Данная книга является, по существу, первым учебником, который полностью соответствует современным требованиям государственного стандарта и примерной программе по дисциплине «Электроника».С учетом вышесказанного учебник включает 'ряд вопросов,которые традиционно не рассматривались в курсах, посвященных изучению электронных приборов[1,2],и охватывает всеразделы современной электроники, в том числе и базовые элементы аналоговых и цифровых интегральных схем, принципыи устройства квантовой и функциональной электроники, а также наноэлектроники.При изложении материала в основном использовался принцип объединения электронных Приборов по виду рабочей среды,что обусловливает общность большинства физических явлений визучаемых вопросах и облегчает усвоение материала студентами.В первых пятнадцати главах, содержание которых составляет основу дисциплины,рассмотрениеначинаетсясполупроводниковых, а заканчивается электровакуумными приборами (ЭВП) сверхвысоких частот (СВЧ) с динамическим управлением и газоразрядными приборами.
Последующие главы (гл.16, 17, 19-21)посвящены оптоэлектронным приборам, включая приборы квантовой (когерентной) электроники. Рассмотрение общих вопросов,определений, относящихся к классификации электронных приборов различного типа, режимам и условиям их эксплуатации, на-Предисловие4дежности, радиационной стойкости, шумам, вынесено во введение и в последний, шестой раздел книги.Основное внимание в учебнике уделено физическим основам,принципам работы и характеристикам полупроводниковых приборов, интегральных схем (ИС), ЭВП СВЧ с динамическим управлением, электронно-лучевых приборов, газоразрядных приборови индикаторов, оптоэлектронных приборов и приборов квантовойэлектроники (лазеров и мазеров).
Подробно анализируются процессы, составляющие основу современной микроэлектроники, аименно явления, происходящие в электронно-дырочных переходах,контактахметалл-полупроводник,гетеропереходах;рассматриваются свойства различных моделей диодов, транзисторов,основытехнологииизготовлениядискретныхполупроводниковых приборов и элементов полупроводниковых и вакуумных ИС.В учебник, согласно современным требованиям, впервые включены материалы по основным базовым элементам аналоговых ицифровых ИС (гл.7-9),по наноэлектронным приборам и приборам функциональной электроники (гл.приборам с зарядовой связью (гл.16).10),фотоэлектроннымНовацией в данной книгеявляется также включение раздела, посвященного приборамквантовой электроники-лазерам и мазерам (гл.1 7-21),а также существенное расширение сведений по плазменным панелями жидкокристаллическим индикаторам (гл.15).Для: практического закрепления изучаемого материала в основном тексте учебника и в приложении1приведены сведения опорядках величин параметров приборов, электрофизических характеристиках материалов и исследуемых процесС<?В.
Подавляющее большинство графиков имеет размерный масштаб. В теоретических разделах, а также в приложении2приводятся необходимые математические выкладки и расчетные соотношения,большая часть формул иллюстрируется числовыми примерами;используются определения и термины, регламентированные государственными стандартами. Для получения данных о постоянно обновляемой номенклатуре электронных приборов в учебникедаются ссылки на соответствующие каталоги, справочники идругие 'Издания.
Специальные вопросы, имеющие факультативный характер,-методы описания шумов (п.22.3) и сведения по23.3) - нарадиационной стойкости электронных приборов (п.браны мелким шрифтом. В помощь студентам в конце каждойглавы приведены контрольные вопросы для повторения изученного материала.Предисловие5ДлЯ освоения дисциплины «Элехтроника» студенту достаточно знаний по общеобразовательным и общетехническим предметам. В результате изучения этой дисциплины студент получаетбазовую подготовку, необходимую для успешного освоения специальных радиотехническихкурсов и последующего решенияразличного рода профессиональных задач, связанных с рациональным выбором электронных приборов и режимов их работыв радиотехнической аппаратуре.
Подробное рассмотрение физических основ явлений, принципов работы, параметров, характеристик и моделей приборов направлено на развитие у студентаумения самостоятельно решать задачи моделирования, анализаи синтеза электронных устройств при их проектировании и эксплуатации. Успехов в разработке и использовании такой техники смогут достичь лишь специалисты,имеющие прочные знания по электронике полупроводниковых приборов.Основной текст учебника написан Г. Г.
Шишкиным; главы15,16, 19 и приложение 2 написаны авторами совместно.Авторы выражают признательность коллегам по кафедре «Теоретическая радиотехника» Московского авиационного института, высказавшим конструктивные замечания по содержанию рукописи, приносят искреннюю благодарность академику МАНШ,профессору СГУ, доктору физико-математических наук, заслуженному деятелю науки РФ Д. А. Усанову за ряд полезных критических замечаний и рекомендаций. Особую благодарность авторы приносят редактору книги доценту, кандидату физикоматематических наук И.
Я. Ицхоки за тщательность и высокийпрофессионализм редактирования, а также рецензентам: профессору, доктору технических наук В. Н. Кулешову и доценту, кандидату технических наук В. Н. Павлову за ценные замечания ирекомендации, способствовавшие улучшению качества учебника. Большую помощь при оформлении рукописи оказали студенты факультета радиоэлектроники Московского авиационного института А. Пашенька, П. Федоров, В.
Суриков, за что авторы имблагодарны.введениеОсновные сведения об электронных приборах. Важнейшиминаправленияминаучно-техническогопрогрессаявляютсяосвоение передовых технологий, включая лазерную, плазменнуюипучковую,иавтоматизацияимеханизацияпроизводства.Современный этап решения задач в рамках этих направленийопирается на революцию в электронно-вычислительной технике. Для того чтобы обеспечить глубокие качественные изменения в производительных силах,создание принципиальноновых видов продукции, техники и технологии, необходимоинтенсивное развитие и расширение Исследований в областиестественных и технических наук, включая физику твердоготела, микро- и квантовую электронику и оптику, радиофизикуи радиоэлектронику, от уровня развития которых зависит общий индустриальный и научный потенциал общества, включаядостижения в автоматизации производства, р·азвитии принципиально новых технологий, освоении космоса, вычислительнойтехнике, медицине, искусстве, телевидении и т.
д.Таким образом, характеристики радиоэлектронных информационных систем, которые осуществляют накопление, передачу, хранение и переработку информации, представляемой вформе различного рода информационных сигналов, определяются уровнем развития электроники.Электроника-это наука о взаимодействии электронов сэлектромагнитными полями, о методах, охватывающих исследование и разработку эле1стронных приборов, и о принципах ихиспользования. Информационный сигнал формируется за счетизменения параметров какого-либо физического процесса. Дляпередачи и обработки больших объемов информации наиболеечасто сигналы формируются с помощью электрического тока(или напряжения) и электромагнитного излучения. Процесс обработки информации в том или ином виде осуществляется посредством электронных приборов.Электронные приборынованана-использованииэто устройства, работа которых осэлектрических,тепловых,оптиче-7Введениеских и акустических явлений в твердом теле, жидкости, вакууме, газе или плазме.
Электронные приборы используются какэлементы радиоэлектронной аппаратуры, не подлежащие сборке, разборке и ремонту.Основные наиболее общие функции, выполняемые приборами, состоят в преобразовании либо информационных сигналов,либо энергии. В качестве примеров преобразования энергииможно привести преобразование солнечной энергии в электрическую, 't'епловой в электрическую, преобразования переменного тока в постоянный и наоборот.Само название •электронные приборы» связано с тем, что всепроцессы преобразования сигналов и энергии происходят либотолько за счет движения электронов, либо при их непосредственном участии.
Основными задачами электронного прибора какпреобразователя информационных сигналов являются:усиление, генерйJ)ование, передача, накопление и хранение сигналов,выделение их на фоне шумов.Наиболее часто электронные приборы классифицирую't'ся поих назначению, физическим свойствам, основным электрическим параметрам, конструктивно-технологическим признакам,по роду рабочей среды и т. д.В зависимости от вида сигналов и способа обработки информации все существующие электронные приборы разделяютсяна э.лен:тропреобразовате.льные, э.лен:тросветовые, фотоэ.лен:тричесн:ие, термоэ.лектричесн:ие, акустичесн:ие и механоэ.лен:тричесн:ие.В электропреобразовательных приборах происходит преобразование электрических сигналов, в электросветовых приборахэлектрические сигналы преобразуются в оптические (световые),в фотоэлектрических и термоэлектрических соответственно оптические и тепловые сигналы преобразуются в электрические, вакустоэлектронных приборах электрические сигналы преобразуются в акустические.