И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

ы*(/) = £/_мехр ( — t/т)-,
uc(t) = U_M — UR{t),
если время / отсчитывать от момента скачкообразного нараста­ния входного напряжения от 0 до U_K (рис. 2.3), и

uc(t) = U_MeKp (—t/x);
UR(t)^—Uc(t),

если время t отсчитывать от момента скачкообразного’уменьшения входного напряжения от U_M до 0 (рис. 2.4).
В этих выражениях т=ЯС имеет размерность времени и назы­вается постоянной времени цепи. Некоторые характерные значе­ния напряжений ис в этой цепи (по отношению к максимальным) при различной длительности входного импульса t (по отношению к т) приведены в следующей таблице:

//т	0	0,1	0,7	i	2	2,3	3	4,6	6,9	оо
	0	0,1	0,5	0,63	0,86	0,9	0,98	0,99	0,999	1

Из рисунка 2.5, б видно, что если напряжение снимать с ре­зистора, то ЯС-ц€пь может использоваться для формирования корот­ких остроконечных импульсов длительностью h _Вых=2,3 т, которая определяется по уровню 0,1 U*. Короткий положительный импульс Возникает в момент начала длинного входного прямоугольного им­пульса с длительностью /_и вхЗ>т, короткий отрицательный импульс — в момент окончания входного прямоугольного импульса.

* 2.3. ЭЛЕМЕНТЫ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Основными электронными элементами, из которых собраны современные устройства автоматики и ЭВМ, являются интеграль­ные микросхемы. Упрощенной моделью полупроводниковой микро­схемы является устройство, состоящее из множества транзисторов, диодов, резисторов и конденсаторов, соединенных в определенном порядке. Понять принцип работы микросхем можно, рассмотрев работу диодов и транзисторов различных типов.
Диоды. В большинстве полупроводниковых приборов исполь­зуется граница раздела разнородных полупроводников п- и р-типа — так называемый электронно-дырочный переход. Каждая область полупроводникового кристалла в целом нейтральна, так как заряд свободных основных носителей тока компенсируется противополож­ным по знаку зарядом локализованных ионов примесей;. Вследствие тепловой диффузии подвижные дырки переходят из p-области в «-область, а электроны — в обратном направлении. В областях с противоположной проводимостью большая часть их рекомбини­рует, образуя нейтральные атомы. В результате в пограничной об­ласти резко уменьшается количество свободных носителей заряда (рис. 2.6, а) и появляется объемный некомпенсированный за­ряд, образованный локализованными положительными (л-область) и отрицательными (p-область) ионами примесей. Возникшая на границе раздела контактная разность потенциалов U_K (рис. 2.6, б) препятствует дальнейшему перемещению зарядов, и поэтому обед­ненную свободными носителями область называют также запорным слоем, так как ее сопротивление очень велико по сравнению с сопротивлением остальных частей кристалла. Таким образом, крис­талл с р,— л-переходом можно рассматривать как сопротивление,

величина которого зависит от ширины р — «-перехода. Зависимость тока через переход от величины и полярности приложенного на­пряжения (рис. 2.7) называется вольт-амперной характеристикой (ВАХ). При напряжении, меньшем U пробоя, р—/t-перехо'д обладает односторонней проводимостью, что позволяет использовать его в ка­честве выпрямительного диода. Явление обратимого лавинного про­боя ^участок CD на рис. 2.7) позволяет использовать полупро­водниковый диод в качестве стабилитрона для стабилизации на­пряжения.