МЕТА І ЗМІСТ ПРЕДМЕТУ. КЛАСИФІКАЦІЯ

Електроніка - це наука про створення різних за функціями і діями електронних вузлів і пристроїв.

Комп'ютерна електроніка - це галузь науки і техніки, яка зв’язана з вивченням принципів дії параметрів електричних пристроїв аналогових та цифрових мікросхем, а також реалізує на їх основі різні пристрої та схеми, які використовують в засобах обчислювальної техніки.

Курс «Комп′ютерної електроніки» належить до спеціальних дисциплін спеціальності.

В останні десятиліття комп’ютерна електроніка значно ускладнилась. Останні покоління ЕОМ реалізовані на основі надвеликих інтегральних схем (НВІС), що містять на напівпровідниковій пластині площею не більше 1 см² окремі блоки, а то і цілі пристрої. Внаслідок значного ускладнення комп’ютерної електроніки слід детально вивчати можливості інтегрування в існуючі апаратні системи шляхом розробки плат розширення та зовнішніх периферійних пристроїв. Тому вивчення основ комп’ютерної електроніки, є важливим завданням, до якого майбутньому спеціалісту слід віднестись з особливою відповідальністю в світлі майбутнього дипломного проектування.Комп'ютерна електроніка належить до спеціальних дисциплін спеціальності.

Мета дисципліни – є ознайомлення з фізичними основами, будовою та параметрами електронних напівпровідникових приладів та мікросхем, умовами експлуатації та режимами їх роботи, набуття навичок побудови і аналізу імпульсних та аналогових електронних схем на сучасних дискретних та інтегральних компонентах.

Основними завданнями вивчення дисципліни “ Комп′ютерна електроніка ” є надання студентам теоретичної та практичної підготовки щодо найбільш поширених цифрових та аналогових схем.

Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні:

-знати:

- принципи роботи електронних та напівпровідникових приладів;

- сучасну елементну базу цифрових та аналогових пристроїв;

- призначення елементів каскадів аналогових та цифрових схем;

- найбільш розповсюджені електричні схеми та принцип роботи окремих каскадів електронних пристроїв комп'ютерної техніки;

- методичні і схемотехнічні основи побудови елементної бази сучасних комп'ютерів, принципи їх роботи та основні характеристики.;

- вміти:

-визначати основні параметри імпульсних, цифрових та аналогових приладів та пристроїв;

- будувати основні характеристики приладів;

- за технічним завданням будувати пристрій на основі вузлів аналогових та цифрових схем;

- обґрунтовувати та аналізувати вибір пристроїв на базі вузлів аналогових та цифрових схем;

- працювати з довідковою та спеціальною літературою.

Задача курсу-навчити студентів:

- розуміти принцип дії складових вузлів пристроїв схемотехніки та аналізувати їх роботу;

- обгрунтовувати вибір пристроїв на базі вузлів аналогових та цифрових схем;

- користуванню методикою розрахунку параметрів на базі вузлів аналогових та цифрових схем;

- мінімізувати логічні функції;

- реалізувати комбінаційні логічні схеми у базисах логічних елементів;

- знати ІМС цифрових комбінаційних та послідовнісних пристроїв та вміти їх застосовувати.

ВЛАСТИВОСТІ НАПІВПРОВІДНИКІВ (НП)

Напівпровідники (НП) належать до класу речовин, що мають тверду кристалічну структуру і за провідністю (10⁴ – 10^-¹⁰ См/см) займають проміжне місце між провідниками (10⁴ - 10⁶ См/см) та діелектриками (10^-10 См/см та менше).

Матеріали для виготовлення НП: кремній (Sі – має робочу температуру до 140 °С), германій (Gе - найбільша робоча температура 75 °С), арсенід галію (GаАs - працює при температурах до 350-400 °С), а також селен, телур, деякі окисли, карбіди та сульфіди.

Властивості НП:

- негативний температурний коефіцієнт опору - із збільшенням температури їх опір зменшується (у провідників - зростає);

- додання домішок призводить до зниження питомого опору (у провідників - до збільшення);

- на електричну провідність впливають радіація, електромагнітне випромінювання.

Валентними називаються електрони, розташовані на зовнішній орбіті атома речовини. Вони найслабкіше зв'язані з ядром і визначають фізичні та хімічні властивості речовини.

НП мають кристалічну структуру. Між атомами кристалічних грат існують зв'язки. Вони утворюються валентними електронами, які взаємодіють не тільки з ядром свого атома, але і з сусідніми.

У кристалах германію зв'язок між двома сусідніми атомами здійснюється двома валентними електронами — такий зв'язок називається двохелектронним, або ковалентним рис.1).

Рисунок 1 – Кристалічні гратки германію

Особливість двохелектронних зв'язків - при їх створенні електрони зв'язку належать вже не одному, а відразу обом, зв'язаним між собою атомам, тобто є для них спільними.

Кристалічні гратки, в яких кожен електрон зовнішньої орбіти зв'язаний ковалентними зв'язками з рештою атомів речовини, є ідеальними.

Під дією зовнішніх факторів деякі валентні електрони атомів кристалічних граток набувають енергію, достатню для звільнення від ковалентних зв'язків, тобто для переходу електронів з валентної зони в зону провідності.

Діркою називається вільне місце при звільненні електрона від ковалентного зв'язку, що володіє елементарним позитивним зарядом, рівним по абсолютній величині заряду електрона, а процес утворення пари електрон — дірка називається генерацією зарядів. Дірка володіє позитивним зарядом, тому вона може приєднати до себе електрон сусіднього заповненого ковалентного зв'язку. В результаті, цього відновлюється один зв'язок - цей процес називають рекомбінацією і руйнується сусідній, тобто заповнюється одна дірка і одночасно з цим виникає нова у іншому місці. Такий генераційно-рекомбінаційний процес безперервно повторюється, і дірка, переходячи від одного зв'язку до іншого, переміщується по кристалу. За відсутності зовнішнього електричного поля електрони і дірки переміщуються в кристалі хаотично унаслідок теплового руху. В цьому випадку струм в напівпровіднику не виникає. Якщо ж на кристал діє електричне поле, рух дірок і електронів стає впорядкованим і в кристалі виникає електричний струм.

Провідність НП обумовлена переміщенням вільних електронів і дірок. У першому випадку носії зарядів негативні, в другому - позитивні. Відповідно розрізняють два види провідності напівпровідників - електронну, або провідність типу n (негативний), і дірчасту, або провідність типу р (позитивний).

Власна провідність виникає у хімічно чистому кристалі НП, де число дірок завжди дорівнює числу вільних електронів і електричний струм в ньому утворюється в результаті одночасного перенесення зарядів обох знаків. При цьому загальний струм в напівпровіднику рівний сумі електронного і дірчастого струмів. Власна провідність звичайно невелика, сам же НП відносять до і-типу.

Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 311; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!