いくつかの歴史的な原油がありましたが、いくつかの歴史的な原油が使用可能でしたが、高純度の材料が利用可能になる前に使用可能な半導体整流器がありました。フェルディナントブラウンは、1874年に硫化鉛PbSベースの点接触整流器を発明しました。1924年に電力整流器として亜酸化銅整流器が使用されました。順方向電圧降下は0.2Vです。線形特性曲線がCu 2 Oは、D’ArsonvalベースのマルチメータのACスケールの整流器として使用されました。このダイオードも感光性です。 酸化セレン整流器は、最新のパワーダイオード整流器が利用可能になる前に使用されていました。これらとCu 2 O整流器は多結

下の図（a）でP型半導体のブロックをN型半導体のブロックと接触させた場合、結果は価値がありません。 2つの導電性ブロックが互いに接触しており、固有の特性は示されていません。問題は、2つの別個の別個の結晶体です。電子の数は、両方のブロックの陽子の数によってバランスがとられています。したがって、どちらのブロックにも正味の電荷はありません。 ただし、下の図（b）の一方の端にP型材料、もう一方の端にN型材料を使用して製造された単一の半導体結晶には、いくつかの固有の特性があります。 Pタイプの材料には、正の多数電荷キャリアである正孔があり、結晶格子の周りを自由に移動できます。 Nタイプの材料には、可動

純粋な半導体は、金属と比較して比較的優れた絶縁体ですが、ガラスのような真の絶縁体ほど優れているわけではありません。半導体アプリケーションで役立つように、真性半導体 （純粋なドープされていない半導体）は、100億個の半導体原子のうち1つ以下の不純物原子を持っている必要があります。これは、砂糖の鉄道有蓋車の塩不純物の粒​​に類似しています。不純または汚れた半導体は、金属ほどではありませんが、かなり導電性が高くなります。なぜこれなのか？その質問に答えるには、下の図でそのような材料の電子構造を調べる必要があります。 電子構造 下の図（a）は、半導体の原子価殻にある4つの電子が、他の4つの原子と共

量子物理学は、量子数の4つのスキームに従って原子内の電子の状態を記述します。 。量子数は許容状態を表します 電子は原子の中で仮定するかもしれません。円形劇場の例えを使用するために、量子数は利用可能な列と座席の数を表します。個々の電子は、特定の列と座席に割り当てられた円形劇場の観客のように、量子数の組み合わせで表すことができます。 座席と列の間を移動する円形劇場の観客のように、電子は、彼らが収まるための利用可能なスペースと利用可能なエネルギーの存在を考えると、彼らの状態を変えるかもしれません。シェルレベルは電子が持つエネルギー量と密接に関連しているため、シェル（さらにはサブシェル）レベル間での

原子価： 最も外側の殻、または原子価殻の電子は、原子価として知られています。 電子。これらの価電子は、化学元素の化学的性質に関与しています。他の元素との化学反応に関与するのはこれらの電子です。単純な反応に適用できる過度に単純化された化学規則は、原子が8個の電子（Lシェルの場合は2個）の完全な外殻を形成しようとすることです。原子は、下にある完全なシェルを露出させるために、いくつかの電子を放出する場合があります。原子は、シェルを完成させるためにいくつかの電子を受け入れる場合があります。これらの2つのプロセスは、原子からイオンを形成します。原子は、外殻を完成させようとして、原子間で電子を共有すること

「量子力学を理解している人は誰もいないと言っても過言ではないでしょう。」 —物理学者のリチャードP.ファインマン 半導体デバイスの発明が革命だったと言っても過言ではありません。これは印象的な技術的成果であるだけでなく、現代社会を消えることのない発展への道を開いた。半導体デバイスは、このテクノロジーのいくつかのアプリケーションを挙げれば、コンピューター、特定の種類の医療診断および治療機器、一般的な通信デバイスなど、小型化された電子機器を可能にしました。 このテクノロジーの革命の背後には、一般科学のさらに大きな革命があります。それは、量子物理学の分野です。 。自然界を理解する上でのこの飛躍がな

この章では、半導体デバイスの動作の背後にある物理学をカバーし、これらの原理がいくつかの異なるタイプの半導体デバイスにどのように適用されるかを示します。以降の章では、主に回路内のこれらのデバイスの実際的な側面を扱い、理論を可能な限り省略します。

減衰器とは何ですか？ 減衰器は受動デバイスです。デシベルと一緒にそれらを議論するのは便利です。減衰器は弱くなるか、減衰します 信号発生器の高レベル出力。たとえば、高感度のラジオ受信機のアンテナ入力などに低レベルの信号を提供します。 （下の図）減衰器は、信号発生器に組み込むことも、スタンドアロンデバイスにすることもできます。固定または調整可能な量の減衰を提供できます。減衰器セクションは、ソースと厄介な負荷を分離することもできます。 定インピーダンス減衰器は、ソースインピーダンスZIおよび負荷インピーダンスZOに一致します。無線周波数機器の場合、Zは50Ωです。 スタンドアロンの減衰器

絶対電力単位としてのデシベル デシベルは、パワーゲインまたはパワーロスの表現として使用するだけでなく、絶対パワーの単位として使用することもできます。この一般的な例は、音圧強度の測定値としてのデシベルの使用です。このような場合、測定は0dBとして定義された標準化された電力レベルを参照して行われます。音圧の測定では、0 dBは人間の可聴域の下限しきい値として大まかに定義され、面積1平方メートルあたり1ピコワットの音響パワーとして客観的に定量化されます。 デシベルサウンドスケールで40dBのサウンドは、10 4 になります。 聴力のしきい値の倍。 100dBの音は10 10 になります （1

ベルはゲインを表すために使用されます 最も単純な形式では、アンプのゲイン 入力に対する出力の比率です。すべての比率と同様に、この形式のゲインは単位がありません。ただし、ゲインを表すことを目的とした実際の単位があり、それは bel と呼ばれます。 。 ユニットとして、ベルは実際には電力の損失を表す便利な方法として考案されました ゲインではなく電話システムの配線で アンプで。ユニットの名前は、電話システムの開発に尽力した有名なスコットランドの発明家であるアレクサンダーグラハムベルに由来しています。もともと、ベルは、標準的な長さの電気ケーブルの抵抗による信号電力損失の量を表しています。ここで、

電圧利得 増幅器には入力信号の大きさを大きくする機能があるため、出力/入力比の観点から増幅器の増幅能力を評価できると便利です。アンプの出力/入力振幅比の専門用語はゲインです。 。等しい単位（電源出力/電源入力、電圧出力/電圧入力、または電流出力/電流入力）の比率として、ゲインは当然単位のない測定値です。 数学的には、ゲインは大文字の「A」で表されます。 電圧利得の計算方法 たとえば、増幅器が2ボルトRMSのAC電圧信号を受け取り、30ボルトRMSのAC電圧を出力する場合、30のAC電圧ゲインを2で割った値、つまり15になります。 同様に、増幅器のゲインと入力信号の大きさがわかれば

アクティブデバイスの実用的なメリット アクティブデバイスの実際的な利点は、増幅です。 能力。問題のデバイスが電圧制御であろうと電流制御であろうと、制御信号に必要な電力量は、通常、制御電流で利用可能な電力量よりはるかに少ないです。言い換えれば、アクティブなデバイスは、電気が電気を制御できるようにするだけではありません。 小さい 大を制御するための電気の量 電気の量。 制御間のこの格差のため および制御 電力、アクティブデバイスは、少量の電力の適用（制御）によって大量の電力（制御）を制御するために使用される場合があります。この動作は増幅として知られています 。 機械のエネルギー保存の法則 エ

パッシブデバイス 別の電気信号によって電流を制御できないコンポーネントは、パッシブと呼ばれます。 デバイス。抵抗、コンデンサ、インダクタ、トランス、さらにはダイオードもすべてパッシブデバイスと見なされます。 アクティブデバイス アクティブ デバイスは、電荷の流れを電気的に制御する機能（電気を制御する電気）を備えたあらゆるタイプの回路コンポーネントです。回路を適切に電子と呼ぶために 、少なくとも1つのアクティブなデバイスが含まれている必要があります。アクティブなデバイスには、真空管、トランジスタ、シリコン制御整流子（SCR）、およびトライアックが含まれますが、これらに限定されません。 可飽

はじめに 書籍シリーズのこの第3巻電気回路のレッスン 電気間の移行という点で前の2つから逸脱します 回路と電子 回路は正式に交差しています。電気回路は、導線と他のデバイスの接続であり、それによって電荷の均一な流れが発生します。電子回路は、制御のいくつかの手段という点で、電気回路に新しい次元を追加します。 電圧または電流のいずれかの別の電気信号によって電荷の流れに作用します。 電子回路 それ自体、電荷の流れの制御は、電気回路の学生にとって目新しいことではありません。スイッチは、特に可変抵抗器（レオスタット）として接続されている場合、ポテンショメータと同様に電荷の流れを制御します。スイッチもポ

特定のマイクロプロセッサチップが持つ命令の「語彙」は、そのチップのモデルに固有のものです。たとえば、Intel 80386は、同等の機能を指定するために、Motorola68020とはまったく異なるバイナリコードのセットを使用します。 残念ながら、マイクロプロセッサ命令の標準はありません。これにより、非常に低いレベルでのプログラミングが非常に混乱し、専門化されます。 人間のプログラマーがマイクロプロセッサに何かを行う方法（エンジンへの燃料噴射率を自動的に制御するなど）を直接指示する一連の命令を開発するとき、彼らはCPU独自の「言語」でプログラミングしています。この言語は、CPUチップ内のコ

AlanTuringやJohnVon Neumannなどの初期のコンピュータサイエンスのパイオニアは、コンピューティングデバイスが本当に役立つためには、プログラムされた命令によって指示された特定の出力を生成できるだけでなく、データを書き込むこともできなければならないと仮定しました。メモリに保存し、後でそのデータを操作できるようにします。 プログラムステップと処理されたデータの両方が共通のメモリ「プール」に存在することになっていたため、ストアドプログラムコンピュータのラベルに取って代わられました。 。チューリングの理論上のマシンは、シーケンシャルアクセステープを利用しました。このテープは、制御

フィードバックは魅力的なエンジニアリングの原則です。それは、かなり単純なデバイスまたはプロセスを実質的により複雑なものに変えることができます。フィードバックの効果が回路設計に意図的に統合され、驚くべき効果が見られました。 制御可能なゲインアンプ ヒステリシス付きコンパレータ マルチバイブレーター プロセス計装の分野では、フィードバックを使用して、単純な測定システムを制御可能なものに変換します。 閉ループ制御システム 正と負の両方のフィードバックは、デバイスまたはシステムの動作にまったく新しいダイナミクスを追加する傾向があります。これらの新しいダイナミクスが有用なアプリケーションであ

前の章でデジタルメモリデバイスについて学習したことで、ソリッドステートデバイス内にバイナリデータを格納できることがわかりました。ソリッドステートメモリデバイス内のこれらのストレージ「セル」は、デバイスの「アドレス」ラインを適切なバイナリ値で駆動することにより、簡単にアドレス指定できます。 ROMのアドレスラインが入力として機能し、ROMのデータラインが出力として機能し、特定の論理関数の特徴的な応答を生成するように、特定のデータで書き込まれた、またはプログラムされたROMメモリ回路があるとします。理論的には、このROMチップをプログラムして、ワイヤ接続やゲートを変更することなく、必要な論理機能

2つのバイナリビットを一緒に追加できるデバイスを構築したいとします。このようなデバイスは半加算器と呼ばれ、そのゲート回路は次のようになります。 Σシンボルは、半加算器の「合計」出力、つまり合計の最下位ビット（LSB）を表します。 C out 合計の最上位ビット（MSB）である半加算器の「キャリー」出力を表します。 これと同じ関数をラダー（リレー）ロジックに実装すると、次のようになります。 どちらの回路でも、2桁の2進数を加算できます。ビットを足し合わせる方法の数学的「ルール」は、回路のワイヤード論理に固有のものです。 乗算など、バイナリビットを使用して別の算

可動部品を含むデジタルデータストレージの初期の形式は、打ち抜かれた紙のカードの形式でした。 ジョセフマリージャカードは1780年に織機を発明しました。この織機は、紙のカードに注意深く配置された穴によって設定された織りの指示に自動的に従いました。 これと同じ技術が1950年代に電子計算機に採用され、カードは機械的に読み取られ（穴を介した金属同士の接触）、空気圧で読み取られました（穴から空気が吹き込まれ、空気ノズルの背圧によって検出された穴の存在）。または光学的に（穴から光が差し込む）。 紙カードよりも優れているのは紙テープです。これは、データストレージと速度の要求が低く、耐久性が高く評価さ