Твердоте́льная электро́ника — раздел электроники, в основном связанный с полупроводниковой электроникой. Термин появился в середине XX века вместе с устройствами на основе полупроводников (транзисторов и полупроводниковых диодов), которые пришли на смену радиолампам. Название означает, что управление электрическим током происходит в твёрдом теле полупроводника, а не вакууме электронной лампы.
Твердотельная электроника изучает 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. 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 упорядоченного движения 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.
Примечания
Литература (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.
Категория:Электротехника