Курс “Фізичні основи електроніки” читається студентам інженерно–технічного факультету, які навчаються на спеціальностях “Наукові, аналітичні і екологічні прилади та системи” та “Електронні системи”. Завдання цього курсу – дати студентам теоретичну базу в області фізичної електроніки, яка дозволить їм успішно засвоїти такі курси як “Електронні прилади”, “Основи сенсорної електроніки”, схемотехнічні дисципліни електроніки та ін. В цей методичний посібник ввійшли описи лабораторних робіт в яких проводяться дослідження базових явищ та ефектів, що лежать в основі роботи значної кількості електронних приладів. Сюди не включені лабораторні роботи, які виконуються з курсу загальної фізики і описані в методичному посібнику [1]. Теоретичні відомості, приведені до лабораторних робіт не претендують на повноту викладу теоретичних аспектів досліджуваних явищ. Вони дають тільки мінімальну інформацію, яка необхідна для обробки експериментальних результатів. Для більш повного осмислення необхідно вивчити матеріал, який приведений у переліку основних теоретичних питань.
Приведені у додатках відомості про основні властивості власних напівпровідників Si, Ge і GaAs використовуються при аналізі та обробці експериментальних результатів. При постановці лабораторних робіт та підготовці посібника використано досвід кафедри фізики напівпровідників у постановці лабораторних по курсу “Фізика напівпровідників” та відповідні технологічні карти [2]. Автори будуть вдячні за внесені конструктивні пропозиції відносно змісту та форми даного методичного посібника.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1 Вивчення основних закономірностей тліючого розряду Мета роботи: освоєння методики дослідження вольт–амперної характеристики (ВАХ) тліючого розряду та вивчення умов стабільності розряду.
Необхідні прилади і матеріали: неонова лампа типу ТН-0,3-3, блок живлення з регульованою напругою 0 – 120 В, вольтметр, мілі та мікро-амперметр.Теоретичні питання знання, яких необхідне для виконання лабораторної роботи: 1. Типи газового розряду. 2. Умова виникнення газового розряду. Ефект лавинного помноження. 3. Ефект газового підсилення. Умови стабільності газового розряду. 4. Використання газового розряду. Основні теоретичні відомості та методика експерименту Проходження електричного струму через газ називають електричним розрядом у газі або газовим розрядом.
Гази, на відміну від металів і електролітів при нормальних умовах складаються з електрично нейтральних атомів і молекул і тому є добрими ізоляторами.
Щоб зробити газ провідним, треба певним чином створити в ньому або внести вільні носії заряду.Це можливо зробити шляхом іонізації атомів і молекул газу. Іонізація відбувається під дією космічного , рентгенівського та радіоактивного випромінювань, при бомбардуванні атомів або молекул газу швидкими електронами, при нагріванні та інших факторів. Електричні розряди в газі поділяються на несамостійні і самостійні. Несамостійним називають газовий розряд, для підтримання якого необхідна емісія електронів з катода або утворення заряджених частинок у розрядному проміжку під дією зовнішніх факторів, з припиненням їх дії розряд зникає. Розглянемо несамостійний розряд кількісно. Для спрощення вважатимемо: – розряд відбувається між двома плоскими електродами; концентрація позитивних і негативних зарядів однакова, тобто.