Андрей Владиславович Кириллов , Алексей Васильевич Костылев , Николай Дмитриевич Ясенев - Основы электроники: учебное пособие

Уральский
федеральный
университет
имени первого Президента
России Б. Н. Ельцина
Уральский
энергетический
институт

А. В. КИРИЛЛОВ
А. В. КОСТЫЛЕВ
Н. Д . ЯСЕНЕВ

ОСНОВЫ
ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебное пособие

Министерство науки и высшего образования
Российской Федерации
Уральский федеральный университет
имени первого Президента России Б. Н. Ельцина

А. В. Кириллов, А. В. Костылев, Н . Д . Ясенев

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Учебное пособие

Под общей редакцией кандидата технических наук,
доцента А. В. Кириллова

Рекомендовано методическим советом
Уральского федерального университета
для студентов вуза, обучающихся по направлению подготовки
13.03.02 — Электроэнергетика и электротехника

Екатеринбург
Издательство Уральского университета
2022

УДК 655.5(075)
ББК 76.17я73
К43

Р ец ен зен ты :
начальник научно-инженерного центра ЗАО «Автоматизированные
системы и комплексы» канд. техн. наук, доц. С. И. Шилин;
ООО «ПФ Тяжпромэлектропривод», генеральный директор канд.
техн. наук, доц. В. И. Зеленцов

Кириллов, Андрей Владиславович.

К43

Основы электроники : учебное пособие / А. В. Кириллов,
А. В. Костылев, Н.Д. Ясенев ; под общ. ред. канд. техн. наук,
доц. А. В. Кириллова; М-во науки и высшего образования РФ. —
Екатеринбург : Изд-во Урал, ун-та, 2022.— 103, [1] с.
ISBN 978-5-7996-3531-2

В учебном пособии рассмотрены вопросы полупроводниковой электроники: фи­
зические основы, принцип действия и характеристики основных полупроводнико­
вых приборов.
Материал изложен в соответствии с программой обучения дисциплины «Ос­
новы электроники» для студентов, обучающихся по направлению подготовки
13.03.02 — «Электроэнергетика и электротехника.
Библиогр.: 9 назв. Табл. Рис. 62. Прил. 1.

УДК 655.5(075)
ББК 76.17я73

ISBN 978-5-7996-3531-2

© Уральский федеральный
университет, 2022

Оглавление

Введение....................................................................................................... 5
1. Электропроводность полупроводников. Беспримесные
и примесные полупроводники................................................................. 7
1.1. Особенности электропроводности твердых тел.........................9
1.2. Носители заряда в беспримесных (чистых)
полупроводниках.................................................................................. 11
1.3. Носители заряда в примесных полупроводниках....................14
1.4. Токи в полупроводниках...............................................................18
Тесты к главе 1 ...................................................................................... 21
2. Полупроводниковые диоды................................................................ 23
2.1. Электрические процессы в р -n переходе при отсутствии
внешнего напряжения......................................................................... 24
2.2. Электрические процессы в р -n переходе при наличии
внешнего напряжения......................................................................... 26
2.4. Емкости р -n перехода.................................................................... 33
2.3. Пробойp-n перехода..................................................................... 31
2.5. Стабилитроны................................................................................ 34
Тесты к главе 2 .......................................................................................37
3. Биполярные транзисторы....................................................................38
3.1. Общие положения......................................................................... 38
3.2. Принцип действия транзистора и его основные
параметры ............................................................................................. 39
3.3. Статические вольт-амперные характеристики
транзистора............................................................................................44
3.4. Параметры схем включения биполярного транзистора........51
3.5. Режим переключения биполярного транзистора
в схеме с общим эмиттером.................................................................52
Тесты к главе 3 ...................................................................................... 54
3

■гловление

4. Униполярные (полевые) транзисторы............................................... 55
4.1. Полевой транзистор с р -n переходом........................................ 55
4.2. МДП-транзисторы........................................................................ 59
4.3. Работа полевых транзисторов в импульсном режиме............. 64
4.4. Сравнительная характеристика МДПи биполярного транзистора.................................................................66
Тесты к главе 4 ...................................................................................... 68
5. Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT)..... 69
Тесты к главе 5 ...................................................................................... 74
6. Тиристоры.............................................................................................. 76
6.1. Типы тиристоров............................................................................76
6.2. Принцип действия однооперационного тиристора............... 77
Тесты к --">