Skripta: Elektronické součástky

Úvod

Toto skriptum je určeno pro výuku předmětu “Elektronické součástky”, vyučovaném ve druhém semestru prvního ročníku bakalářského studia v denním studiu (BESO) a v kombinovaném studiu (KESO). Může být také využito jako referenční literatura pro předmět „Electronic Devices” (HESO) vyučovaném pro obor Angličtina v elektrotechnice. Pro studenty oboru „Mikroelektronika a technologie” bude tento text užitečný pro přípravu ke státní závěrečné zkoušce.

Děje odehrávající se v elektrických a elektronických součástkách jsou ve své podstatě jednoduché a jsou založeny na definovatelných fyzikálních mechanismech. Při obvodovém zapojení se však tyto funkce součástek navzájem kombinují a neznalost jednoho mechanismu případně nepochopení jednoduchých souvislostí prakticky zabraňuje pochopení funkce zapojení jako celku.

Pří vysvětlování funkce jednotlivých součástek je zde proto kladen důraz na pochopení fyzikální podstaty jejich činnosti. Výklad je však maximálně zjednodušený, takže pro zvládnutí celého předmětu jsou zapotřebí jen základní znalosti obvodové techniky, schopnost aplikace elektrotechnických zákonů a základní znalosti z vysokoškolské matematiky a fyziky.

Významnou formou výuky předmětu „Elektronické součástky“ jsou laboratoře. Náplň laboratoří pokrývá problematiku základních polovodičových součástek jak z hlediska jejich obvodového zapojení, tak z hlediska fyzikálních mechanismů, které se v nich odehrávají. Struktura přednášek a numerických cvičení umožňuje, aby studenti před měřením příslušné úlohy nejprve dostali potřebnou informaci na přednáškách a osvojili si ji v numerických cvičeních.

Pro předmět „Elektronické součástky“ je bezpochyby nejdůležitější pochopení problematiky oblasti prostorového náboje v polovodičovém přechodu PN. Po jejím zvládnutí bude student schopen podrobně popsat mechanismy, které působí na přechodu PN v rovnovážném stavu a při polarizaci přechodu PN v propustném směru a v závěrném směru. Bude umět vysvětlit rovnici ampérvoltové charakteristiky diody a diskutovat ampérvoltovou charakteristiku diody včetně vlivu technologických a materiálových parametrů. Bude umět popsat a vysvětlit činnost polovodičového přechodu PN v zapojení usměrňovače, stabilizátoru napětí, kapacitní diody, fotodiody, luminiscenční diody a řízeného diferenciálního odporu.