Материал: Электроника

Е. А. Москатов

ЭЛЕКТРОННАЯ

ТЕХНИКА

г. Таганрог, 2004 г.

Е. А. Москатов. Стр. 1

Специальная редакция для журнала «РАДИО»

Москатов Е. А. Электронная техника. Специальная редакция для журнала “Радио”. – Таганрог, 2004. – 121 стр.

Рецензент к.т.н. Гайно Евгений Владимирович.

Автор выражает благодарность уважаемому Владимиру Чуднову за ценные замечания при подготовке рукописи.

Автор выражает благодарность своему учителю – Александру Владимировичу Кнышу.

Лицензионное соглашение

Данную книгу разрешается копировать, размножать и печатать, если это делается на некоммерческой основе и не извлекается выгода. В случае её коммерческого применения, например, если Вы хотите продавать, сдавать в прокат, аренду всю книгу «Электронная техника» или любую её часть, то на это требуется согласие её автора (Москатова Евгения Анатольевича) за гонорар. Перекомпоновка книги запрещается. Запрещается изменять содержимое книги, удалять сведения об авторстве. Книга распространяется “как есть”, то есть её автор не несёт ответственности за возможный ущерб, упущенную выгоду и прочее. В случае некоммерческой публикации (например, на сервере бесплатных материалов) следует поставить автора в известность, а также явно указать авторство и источник, с которого произведена публикация. Это же относится и к случаю публикации книги на диске (или ином носителе информации) приложения к журналу.

Для связи с автором можно воспользоваться услугами электронной почты и написать письмо по адресу moskatov@mail.ru. Если Вам интересно, то можете посетить мой сайт http://www.moskatov.narod.ru/index.html, на котором можно найти, кроме копии этой книги, ещё и технические программы, их исходные тексты, текстовые редакторы и много другой интересной информации.

Е. А. Москатов. Стр. 2

Предисловие

Перед Вами книга «Электронная техника». Для кого она? Для студентов и преподавателей техникумов, технических колледжей и ВУЗов, для людей, которые хотят узнать процессы, происходящие в радиоаппаратуре и в электрических деталях, составляющих её. Чем книга отличается от многих других, написанных по этой тематике? В большинстве книг содержатся развёрнутые описания процессов, происходящих в элементах и узлах аппаратуры, обычно изложенные настолько сложно и непонятно, что в данной литературе способен разобраться разве что её автор или крупный специалист в электронике. В других книгах, озаглавленных «Электроника», «Электронная техника» или подобным образом, зачастую содержится материал, совершенно не соответствующий программам учебнообразовательных заведений и планам министерства образования. Частенько пишут не то, что является базой курса, а то, что знают. Книга, которая сейчас перед Вами, лишена подобных недостатков. Её автор попытался в наиболее сжатой форме, доступной студентам, рассказать о наиболее важных процессах в электрических элементах и узлах аппаратуры, которые являются базой для успешного прохождения многих других специальных дисциплин. Данный учебник является, по существу, основой для проведения лекций, поэтому, скорее всего, заинтересует преподавателей соответствующего предмета.

Я надеюсь, что книга «Электронная техника» окажется для Вас нужной и полезной.

Евгений Анатольевич Москатов

Зима, 2004г.

Е. А. Москатов. Стр. 3

Электронно-дырочные и металлополупроводниковые переходы Движение электронов в электрических и магнитных полях

1)Движение электронов в ускоряющем электрическом поле

2)Движение электрона в тормозящем электрическом поле

3)Движение электрона в поперечном электрическом поле

4)Движение электрона в магнитных полях

5)Зонная энергетическая диаграмма

1) Движение электронов в ускоряющем электрическом поле. Рассмотрим однородное электрическое поле с напряжённостью Е=U/d.

U

Рис. 1

На единичный положительный заряд, помещённый в электрическое поле, действует сила, равная по величине напряжённости этого поля.

F = E – для единичного положительного заряда.

F = - e ∙ E – для электрона.

Знак «-» показывает, что сила действующая на электрон, направлена против линии напряжённости электрического поля. Под действием данной силы электрон будет двигаться равноускоренно и приобретёт максимальную скорость в конце пути. Поле, линии напряжённости кото-

рого направлены навстречу вектору начальной скорости электрона 0, называется ускоряющим электрическим полем. Определим максимальную скорость электрона. Работа по перемещению электрона из одной точки поля в другую равна произведению заряда электрона на разность потенциалов между этими точками.

A = e ∙ U

Данная работа затрачивается на сообщение электрону кинетической энергии.

где – конечная скорость электрона.

Будем считать, что 0 = 0 A = Wк,

Е. А. Москатов. Стр. 4

так как e и m - константы, то ≈600 U .

Из последней формулы видно, что скорость электрона в электрическом поле определяется только величиной напряжения между двумя точками поля, и поэтому скорость электрона иногда характеризуют этим напряжением.

2) Движение электрона в тормозящем электрическом поле.

Рис. 2

Под действием силы F электрон будет двигаться равнозамедленно, в какой-то точке поля он остановится и начнёт двигаться в обратном направлении. Электрическое поле, линии напряжённости которого совпадают по направлению с вектором начальной скорости электрона, называется тормозящим электрическим полем.

3) Движение электрона в поперечном электрическом поле.

Поперечным электрическим полем называется поле, линии напряжённости которого перпендикулярны вектору начальной скорости электрона.

U

+

-

Рис. 3

За счёт действия силы F возникает вертикальная составляющая скорости электрона, которая

будет всё время увеличиваться. Начальная скорость 0 остаётся постоянной, в результате чего траектория движения электрона будет представлять собой параболу. При вылете электрона за пределы действия поля он будет двигаться по прямой.

4) Движение электрона в магнитных полях.

F = B∙e∙ 0∙sinα – сила Лоренца. При α = 900 получим sinα = 1.

При α = 900 траектория будет представлять собой дугу окружности.

Е. А. Москатов. Стр. 5