Твердотельная электроника

Твердоте́льная электро́ника — раздел электроники, изучающий физические принципы работы, функциональные возможности электронных приборов, в которых движение электронов или иных носителей заряда, обуславливающих электрический ток, происходит в объёме твёрдого тела. Термин «твердотельные приборы» подчеркивает отличие этих приборов от электровакуумных, газоразрядных, жидкоэлектролитных, иных электронных приборов. Также не считаются твердотельными различные электромеханические приборы и устройства такие как реле, переключатели, исполнительные механизмы. Условно к твердотельным приборам можно отнести пьезоэлектрические приборы (например, кварцевые резонаторы, фильтры на поверхностных акустических волнах), приборы, использующие ферромагнитные свойства материалов, например, накопители на магнитных дисках, цилиндрических магнитных доменах, так как в этих материалах не происходит упорядоченное движение электрических зарядов.

Также твердотельная электроника изучает принципы конструирования электронных устройств, построенных на твердотельных приборах.

Основные твердотельные приборы, используемые в электронных устройствах

Полупроводниковые диоды

Наиболее обширный по различным функциям и областям применения класс полупроводниковых приборов:

• Выпрямительные силовые диоды.
• Выпрямительные малосигнальные диоды.
• Стабилитроны.
• Динисторы.
• Варикапы и варакторы.
• Фотодиоды и диоды для регистрации ионизирующих излучений.
• Фотогальванические элементы (солнечные батареи).
• Магниточувствительные диоды.
• Термочувствительные диоды (термодатчики).
• Переключательные диоды.
• Светоизлучающие диоды (светодиоды и полупроводниковые лазеры).
• Туннельные диоды и обращённые диоды.
• СВЧ-диоды генерирующие (диоды Ганна, лавинно-пролётные диоды, туннельные диоды).
• СВЧ-диоды приемные и коммутационные (смесительные диоды,p-i-n диоды).
• Генераторы шума.

Другие твердотельные двухвыводные приборы

• Фоторезисторы.
• Терморезисторы.
• Магниторезисторы.
• Детекторы ионизирующих излучений.

Трехвыводные приборы и др.

Используются для усиления, переключения, коммутации, генерации сигналов, как фотоприёмники:

• Биполярные транзисторы.
• Полевые транзисторы.
• Двухбазовые диоды.
• Тиристоры, симисторы.
• Фоточувствительные транзисторы.
• Датчики Холла.

Интегральные микросхемы

Обширнейший класс полупроводниковых приборов, у которых в толще полупроводникового материала сформирована некоторая электронная схема, включающая элементарные диоды, транзисторы, резисторы и др. Условно разделяют на:

• Цифровые микросхемы (логические микросхемы, микропроцессоры, запоминающие микросхемы и др.)
• Аналоговые микросхемы (операционные усилители, различные преобразователи сигналов).

Разделение на цифровые и аналоговые микросхемы условно, часто микросхемы имеют как аналоговые, так и цифровые узлы.

Литература

• Колесников В. Г. и др. Электроника. Энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия, 1991. — С. 7-8, 528—530. — 688 с. — ISBN 5852700622. (словарь последовательно использует букву ё)
• Гаман В. И. Физика полупроводниковых приборов. — Томск: Изд-во научно-технической литературы, 2000 г. — 458 с.
• Гуртов В. А. Твердотельная электроника: Учеб. пособие / В. А. Гуртов. — М., 2005. — 492 с.

Отрывок, характеризующий Твердотельная электроника

Но прежде чем он договорил эти слова, князь Андрей, чувствуя слезы стыда и злобы, подступавшие ему к горлу, уже соскакивал с лошади и бежал к знамени.
– Ребята, вперед! – крикнул он детски пронзительно.
«Вот оно!» думал князь Андрей, схватив древко знамени и с наслаждением слыша свист пуль, очевидно, направленных именно против него. Несколько солдат упало.
– Ура! – закричал князь Андрей, едва удерживая в руках тяжелое знамя, и побежал вперед с несомненной уверенностью, что весь батальон побежит за ним.
Действительно, он пробежал один только несколько шагов. Тронулся один, другой солдат, и весь батальон с криком «ура!» побежал вперед и обогнал его. Унтер офицер батальона, подбежав, взял колебавшееся от тяжести в руках князя Андрея знамя, но тотчас же был убит. Князь Андрей опять схватил знамя и, волоча его за древко, бежал с батальоном. Впереди себя он видел наших артиллеристов, из которых одни дрались, другие бросали пушки и бежали к нему навстречу; он видел и французских пехотных солдат, которые хватали артиллерийских лошадей и поворачивали пушки. Князь Андрей с батальоном уже был в 20 ти шагах от орудий. Он слышал над собою неперестававший свист пуль, и беспрестанно справа и слева от него охали и падали солдаты. Но он не смотрел на них; он вглядывался только в то, что происходило впереди его – на батарее. Он ясно видел уже одну фигуру рыжего артиллериста с сбитым на бок кивером, тянущего с одной стороны банник, тогда как французский солдат тянул банник к себе за другую сторону. Князь Андрей видел уже ясно растерянное и вместе озлобленное выражение лиц этих двух людей, видимо, не понимавших того, что они делали.
«Что они делают? – думал князь Андрей, глядя на них: – зачем не бежит рыжий артиллерист, когда у него нет оружия? Зачем не колет его француз? Не успеет добежать, как француз вспомнит о ружье и заколет его».
Действительно, другой француз, с ружьем на перевес подбежал к борющимся, и участь рыжего артиллериста, всё еще не понимавшего того, что ожидает его, и с торжеством выдернувшего банник, должна была решиться. Но князь Андрей не видал, чем это кончилось. Как бы со всего размаха крепкой палкой кто то из ближайших солдат, как ему показалось, ударил его в голову. Немного это больно было, а главное, неприятно, потому что боль эта развлекала его и мешала ему видеть то, на что он смотрел.
«Что это? я падаю? у меня ноги подкашиваются», подумал он и упал на спину. Он раскрыл глаза, надеясь увидать, чем кончилась борьба французов с артиллеристами, и желая знать, убит или нет рыжий артиллерист, взяты или спасены пушки. Но он ничего не видал. Над ним не было ничего уже, кроме неба – высокого неба, не ясного, но всё таки неизмеримо высокого, с тихо ползущими по нем серыми облаками. «Как тихо, спокойно и торжественно, совсем не так, как я бежал, – подумал князь Андрей, – не так, как мы бежали, кричали и дрались; совсем не так, как с озлобленными и испуганными лицами тащили друг у друга банник француз и артиллерист, – совсем не так ползут облака по этому высокому бесконечному небу. Как же я не видал прежде этого высокого неба? И как я счастлив, я, что узнал его наконец. Да! всё пустое, всё обман, кроме этого бесконечного неба. Ничего, ничего нет, кроме его. Но и того даже нет, ничего нет, кроме тишины, успокоения. И слава Богу!…»


На правом фланге у Багратиона в 9 ть часов дело еще не начиналось. Не желая согласиться на требование Долгорукова начинать дело и желая отклонить от себя ответственность, князь Багратион предложил Долгорукову послать спросить о том главнокомандующего. Багратион знал, что, по расстоянию почти 10 ти верст, отделявшему один фланг от другого, ежели не убьют того, кого пошлют (что было очень вероятно), и ежели он даже и найдет главнокомандующего, что было весьма трудно, посланный не успеет вернуться раньше вечера.