Полупроводниковые элементы и основы микроэлектроники

В результате изучения главы 1 студент должен: знать

• • физику процессов, происходящих в полупроводниковых материалах:
• • основные элементы полупроводниковой электроники и их характеристики;
• • основные схемы включения транзисторов;
• • основы технологии изготовления микросхем; уметь
• • разбираться в работе основных полупроводниковых приборов;
• • выбирать схему включения транзистора в зависимости от требований к электрической схеме;

владеть

• методикой расчета схем включения транзисторов.

Физические основы полупроводниковой электроники

Виды электронных приборов

Электронными называют приборы, в которых ток создается движением электронов в вакууме, газе или полупроводнике.

В своем развитии электроника прошла несколько этапов. Первые электронные устройства выполнялись на электровакуумных приборах (так называемых катодных или электронных лампах). С середины XX в. широкое применение нашли полупроводниковые приборы (транзисторы, диоды, тиристоры), изготовляемые как отдельные, самостоятельные элементы, из которых собирались электронные устройства. В последней четверти XX в. основой многих электронных устройств стали интегральные микросхемы, представляющие собой пластинку полупроводника с размещенным на ней множеством транзисторов и других элементов электрических цепей. Со времени их изобретения (США, 1959 г.) интегральные микросхемы постоянно совершенствуются и усложняются. В современных сверхбольших интегральных схемах счет идет уже на десятки и сотни миллионов транзисторов и других элементов.

В настоящее время для решения тех или иных задач (преобразование вида энергии, усиление сигналов, генерирование мощных излучений, управление электродвигателями, обработка цифровой информации и ее отображение и т. п.) используются все виды электронных приборов, но явное преимущество сохраняется за полупроводниковыми приборами и микросхемами.