Продолжение

Наименование

Генератор стандартных сигналов:

а) автоколебательный

б) управляемый (ждущий)

Пороговый элемент (триггер Шмит-та)

Усилитель

Усилитель-инвертор

Усилитель с повышенной нагрузочной способностью (усилитель мощности)

Формирователь сигнала

Временная диаграмма

Обозначение

IJ-L

£ЛЛЛ

Правила выполнения схем цифровой вычислительной техники

Правила выполнения схем цифровой вычислительной техники устанавливает ГОСТ 2.708-72. При выполнении схем цифровой вычислительной техники (функциональных и принципиальных) двоичные логические элементы изображают в виде условных графических обозначений по ГОСТ 2.743-72.

В основном поле условного графического обозначения логического элемента допускается помещать кроме символа функции по ГОСТ 2.743-72 следующие дополнительные данные:

а) тип устройства, в состав которого входит логический элемент;

б) условный щифр логического элемента;

в) обозначение зоны, в которой изображен логический элемент или порядковый номер логического элемента;

г) позиционное обозначение устройства, в состав которого входит логический элемент;

д) конструктивное обозначение устройства, в состав которого входит логический элемент;

е) условный номер логического элемента в устройстве, в состав которого этот элемент входит. -

Вычислительные машины аналоговые и аналого-цифровые (по ГОСТ 23335-78)

Обозначения элементов и устройств в схемах моделирования

Наименование

Обозначение

Усилитель операционный

Усилитель суммирующий

Усилитель интегрирующий

Усилитель дифференцирующий

Усилитель операционный с дифференциальным входом

Нелинейный блок

То же с собственным выходным усилителем

То же без собственного выходного усилителя

Блок переменного запаздывания

U75-v

B,2D-i

1,75у)

cej>-

Продолжение табл.

Наименование

Ключ

Компаратор

Обозначение

Раздел 3

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОФИЗИКЕ

СОДЕРЖАНИЕ

3-1. Электромагнитные явления в проводниках и полупроводниках .... 70 Зонная теория (70). Собственная и примесная электропроводности полупроводников (72). Контактные явления иа границе полупроводника с металлом (73). Электронно-дырочный переход (74). Гальваномагнитные явления (75). Магнитооптические явле--ния (77). Внутренний фотоэффект (77). Люминесценция (78)

3-2. Электрические процессы в диэлектриках ........... 79

Поляризация диэлектриков (79). Электропроводность диэлектриков

(81). Пробой диэлектриков (82)

3-3. Электромагнитные явления в ферромагнетиках ........ 85

Процессы намагничивания (85). Вихревые токи при перемагиичиванни и магнитная вязкость (86

3-4. Сверхпроводимость...... 87

Основные сведения (87). Электромагнитные свойства сверхпроводников (88). Области применения сверхпроводников (90)

3-5. Электронная эмиссия..... 90

Термоэлектронная эмиссия (90). Авто-

электронная эмиссия (91). Фотоэлектронная эашссия (91). Вторичная электронная эмиссия (92). Вторичная эмиссия под -действием положительных ионов, метастабильных атомов и излучения разряда (92) 3-6. Движение электронов и ионов в вакууме и газах........ 93

Электрический ток в вакууме (93). Столкновения электронов и ионов с атомами и молекулами газа (93). .гиженае электронов и ионов в газе

3-7. Виды электрического разряда в газах S6 Темный разряд и развитие самостоятельного разряда (96). Тлеющий разряд (97). Дуговой разряд (97). Коронный и искровой разряды (98). Газовая плазма (99)

3-8. Основы квантовой электроники . . 101

3-9. Электромагнитные явления в проводящей движущейся среде .... 103 Уравнения магнитогидродинамики

(103). Вмороженность и диффузия магнитного поля (104). Магнитное давление, электромагнитные насосы и ускорители (104)

Список литературы ....... 106

3-1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ПРОВОДНИКАХ И ПОЛУПРОВОДНИКАХ

Зонная теория

Анализ электромагнитных явлений в твердых телах базируется на зонной теории. Согласно квантовой теории энергия электронов в изолированном атоме имеет дискретные значения. В качестве примера на рис. 3-1 изображена диаграмма возмож-

Zp

ZS

Is -

Подпараграфы Зонная теория , Собственная и примесная электропроводности полупроводников , Контактные явления на границе полупроводника с металлом , Электронно-дырочный переход написаны А. Н. Старостиным.

расщепления энергетических уровней атома в зоны соответствует периоду кристаллической решет-ки Гц. Таким образом, в твердом теле вместо системы отдельных уровней энергии, свойственных изолированному атому, появляется система энергетических зон, каждая из которых происходит из соответствующего уровня электронов атома и состоит из близко расположенных уров-

Зона проводимости

Запрещенная зона

валентная зона

Рис. 3-2. Структура энергетических зон твердого тела.

Рис. 3-]. Энергетические уровни атомов натрия, с

ных значений энергии свободного атома натрия. Расстояние между уровнями умень-щается при увеличении энергии. Согласно принципу Паули на одном и том же энергетическом уровне может находиться не более двух электронов, имеющих противоположные спины. Заполненные уровни образуют электронные оболочки атома, которые обычно обозначаются цифрами 1, 2, 3..., определяющими главное квантовое число. Начиная со второй, оболочки разбиваются на подоболочки: 2s, 2р, 3s, Зр, 3d...

При взаимодействии большого числа атомов, образующих кристалл, энергетические уровни электронов изменяются. Эти изменения тем больше, чем дальше от ядра находится электрон. Наибольшие изменения касаются энергии внешних валентных электронов. Это объясняется тем, что при обь-единении N одинаковых атомов, образующих твердое тело, каждый уровень энергии изолированного атома расщепляется на N близко расположенных друг к другу уровней, которые образуют определенной ширины зону. Расстояние между уровнями в зоне зависит от концентрации атомов. Так, при концентрации около Ю м- и при ширине зоны, равной 1 эВ, уровни располагаются друг от друга на расстоянии Ю-эВ.

Изменение уровней и образование энергетических зон для атомов натрия при их сближении показаны на рис. 3-1. Картина

Зона проводимости

=Валентная= =зпна =

Запрещенная зона

Зона проводимости

Запрещенная зона

=валентиая= =зона=

б) Ф

Зона проводимости

Запрещенная зона

=Валентнаяв

=зоиа

Рнс. 3-3. Зонная структура при Г=0 К.

а - для проводников; б - для полупроводников; е - для диэлектриков.

ией. Зоны разрешенных уровней энергий отделены друг от друга некоторым интервалом энергии, который называется запрещенной зоной (рис. 3-2). Ширина запрещенной зоны ДВз определяет электрические свойства твердого тела. В основе классификации электротехнических материалов лежит структура зон твердого тела при нулевой температуре (рис. 3-3). У проводников зона проводимости и валентная зона перекрываются (рис. 3-3, а) и даже при нулевой температуре значительное количество электронов находится в зоне проводимости, что обусловливает электропроводность проводников.

Зонные структуры полупроводников (рис. 3-3,6) и диэлектриков (рис. 3-3, е) таковы, что разрешенная зона при нулевой температуре полностью заполнена электронами и ближайшая расположенная выше разрешенная зона (зона проводимости) отделена от нее запрещенной зоной. Разница между полупроводниками и диэлектриками заключается в ширине запрещенной зоны Ша. Если для диэлектриков ДlSз достигает нескольких алектронвольт (например,