Електроника

1


ЕЛЕКТРОНИКА
И МИКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНИКА

2



проф. д-р инж. Стефан Й. Овчаров


– кабинет 1351, лаб. 1359

– приемни часове – понеделник, 13-14 часа

3

Лекции - понеделник, зала 2550
- вторник, зала 12630
- четвъртък , зала 12608 ???


Упражнения - лаб. 1358

4 Литература
1.
Овчаров Ст., М. Цанов, И. Пандиев, П. Якимов, Електроника и
микропроцесорна техника, ИПК на ТУ - София, 2006г.
2.
http://lark.tu-sofi a.bg/~ntt/index.html

5
Основни раздели
на дисциплината “ЕЛЕКТРОНИКА И МИКРОПРОЦЕСОРНА ТЕХНИКА”


Електронни елементи

Аналогова схемотехника

Импулсна и цифрова схемотехника

Силови преобразувателни устройства

Микропроцесорна схемотехника

6

Що е ЕЛЕКТРОНИКА?

7 Що е ЕЛЕКТРОНИКА?

- дял от човешката дейност, занимаваща се с изследване и приложение на
процесите на пренасяне на електрически заряди.

8 Основни задачи на ЕЛЕКТРОНИКАТА:

9

I задача:
Изследване на процесите на пренасяне на електрически заряди в
различни среди - вакуум, газове, течности, твърди тела.

Предмет е на физическата електроника
.

10

II задача:
Разработка и производство на електронни елементи - дискретни
елементи /пасивни и активни/ и интегрални схеми.

Част от тази задача, отнасяща се до електронни елементи, основаващи се
на пренасяне на електрически заряди в твърди тела, се решава от
микроелектрониката.

11

III задача:
Разработка на методи и схеми за приложение на електронните
елементи за генериране, усилване и преобразуване на електрически
сигнали за нуждите на различни области от човешката дейност.

12


Тази задача се решава от приложната електроника.

13

Приложна електроника


Нейните постижения се използват в:
-радиотехниката,
-съобщителната техника,
-изчислителната техника,
-измервателната техника,
-промишлената електроника,
-транспортна и автомобилна електроника,
-битова електроника …..

14
Електронни елементи




Електронните устройства (схеми) служат за генериране, усилване и
преобразуване на електрически сигнали. За тяхното изграждане се използват
разнообразни електронни елементи.

Пасивни и активни

15
Основни параметри и характеристики
на електронните елементи

Волтамперна характеристика (ВАХ).


Пасивни електронни елементи
I

,mA
,
V
U
,mA
I

U
,
V

16
Основен параметр
резистор => омично съпротивление,
кондензатор => капацитет
бобина => индуктивност

Стандартна номинална стойност

Толеранс.

17
Резистори


(1.1)
S
l
R
/
.
ρ
=
[Ω],
l – дължина, S – площ на напречното сечение, ρ - специфично съпротивление на
токопровеждащия материал.

Номиналната стойност и толерансът
R
R
2
,mA
I

U
,
V
1

18

Номиналната мощност

Температурният коефициент на съпротивлението TKR
(1.2)
[]
1−
=C
RdT
dR
TKR
o
± 10.10
-6
< TKR < ± 2000.10
-6
ºC
-1
.

Според типа на токопровеждащия материал биват: въглеродослойни,
металослойни, жични и композиционни.

Според предназначението биват:
−
постоянни;
−
променливи;
−
терморезистори –термистори и позистори;
−
варистори;
−
фоторезистори.

19
Кондензатори (1.3)
d
S
C
r0
εε
=
,
ε
0
– диелектрична проницаемост на вакуума,
ε
R
– относителна диелектрична проницаемост на диелектрика,
S – площ на припокриване d – разстояние между електродите.




d
S

20
Номинална стойност и толеранс.

Температурният коефициент на капацитета TKC:
(1.4)
[
]
1−
=
C
CdT
dC
TKC
o
.

Номиналното напрежение


Мощността на загубите

(1.5)
δ ω =C.tg U P
2
..,

Коефициент на загубите
tgδ

21




ϕ
δ

Според вида на диелектрика биват: книжни, електролитни (алуминиеви или
танталови), керамични, тефлонови, слюдени и др.

Според предназначението биват: постоянни и променливи.

CR
NИЗ
U
I
I
C
R
I

22
Основни зависимости от физиката на полупроводниците


Свободни токоносители


Електрически ток


Основни процеси, протичащи в полупроводниковите материали:
– получаване на свободни токоносители;
– управление на концентрацията им ;
– движение на токоносителите.

23
Класификация на кристалните тела по електропроводимост. Зонни диаграми
на метали, полупроводници и диелектрици

Електропроводимост


концентрация на токоносителите

Зонна теория
енергийни нива
W
1,
W
2,
W
3 и т.н.
енергийни зони
разрешени зони
забранени зони

24






Δ Δ

валентна зона
(ВЗ)
проводима зона
(ПЗ)
забранена зона
(ЗЗ) => Δ
W
0, <3еV, >3еV
Концентрация на свободните токоносители в собствен и примесен
полупроводник
W
V
C
метали полупроводници диелектрици
ПЗ
ВЗ
ВЗ
ЗЗ
WW
ПЗ ПЗ
ВЗВЗ
ЗЗ
C
W
C
W
V
W
W
V
W

25

Концентрация на токоносителите


а)
собствен
полупроводник
електрон
дупка
.

Генерация
i
np n
=
=

n
i – концентрация на токоносителите в собствен полупроводник,
n
– концентрация на електроните и
p
– концентрация на дупките.

Рекомбинация