Резисторы.
Резисторы бывают трех типов:
1) Постоянные
2) Переменные (служат для многократного изменения сопротивления)
3) Построечные (служат для однократного изменения сопротивления при отладке).
Условно графическое обозначение резисторов:
1) 
постоянные
2) 
переменные
3) 
построечные
Резисторам соответствуют следующие параметры:
¨ Номинальное значение сопротивления – R, [Ом]
¨ Максимально рассеиваемая мощность Р, [Вт]
¨ Допустимое отклонение значения от нормы 
, [%]
¨ Температурный коэффициент сопротивления (ТКС)
¨ Тип резистивного элемента.
Промышленность выпускает постоянные сопротивления строго в соответствии с рядом номинального значения сопротивления. Существует несколько рядов, которые обозначаются следующим способом: 
Цифра показывает сколько номинальных значений приходится на одну декаду.
Первые три ряда резисторы общего назначения. Вторые три ряда резисторы применяются в измерительной технике. Наиболее распространенный ряд 
Предельно допустимая рассеиваемая мощность может быть не любой, а в строгом соответствии с числовым рядом. Наиболее распростаненый числовой ряд 0,125 Вт; 0,25 Вт; 0,5 Вт; 1,0 Вт; 2,0 Вт.
Чем больше рассеиваемая мощность, тем больше величина резистора.
Допустимое отклонение сопротивления от номинала выбирается из следующего числового ряда: 
наиболее часто используемые прецизионные резисторы
Чем больше допустимое отклонение, тем дороже резистор.
Температурный коэффициент сопротивления измеряется в долях процента на градус, т.е., если изменится окружающей температуры, то изменится сопротивление.Все эти параметры можно посмотреть в справочнике.
Существует два основных класса резисторов: проволочные и непроволочные.
Сопротивление проволочных резисторов находится в пределах от долей Ома до сотен Ом. Сопротивление непроволочных резисторов обычно превышает десятки Ом.
Непроволочные делятся на:
1. Металлопленочные
2. Углеродистые
3. Бороуглеродистые
Резистор устроен следующим образом:
Рис.1 Устройство резистора.
1. керамический стержень.
2. резистивной покрытие.
3. контактные колпачки.
4. проволочные выводы.
Все это покрывается лаком, на который наносится маркировка.
Конденсаторы.
Конденсаторы бывают также как и резисторы трех типов:
1) постоянные (полярные и неполярные).
2) переменные.
3) построечные.
Условно графическое обозначение конденсаторов:
1) 
постоянные
а) полярные
б) неполярные
2) 
переменные.
3) 
построечные.
Основные параметры конденсаторов:
¨ номинальное значение емкости – С, [Ф]
¨ максимальное рабочее напряжение – U, [Вт]
¨ максимальная амплитуда переменной составляющей для полярных конденсаторов
¨ отклонение от значения емкости 
¨ температурныйкоэф емкости.
Как и у резисторов номинальное значение конденсаторов выбирается из тех же рядов за исключением полярных конденсаторов или электролитических конденсаторов. Номинальное значение конденсатора измеряется в пФ 
; нФ 
; мкФ 
.
Рабочее напряжение обычно составляет от 5 В до 1кВ.
Допустимое отклонение от номинального значения емкости: 
Температурный коэффициент емкости может быть как положительным так и отрицательным.
Конденсаторы разделяются на типы в зависимости от диэлектрика:
1) керамические
2) слюдяные
3) фторопластовые
4) бумажные
Особую разновидность составляют электролитические конденсаторы. В них диэлектриком служит тонкая оксидная пленка, образующая на поверхности металла или проводника при погружении его в электролит. Обкладками конденсатора служит сам металл или полупроводник с одной стороны и токопроводящий электролит с другой сторон, омывающий оксидную пленку с другой стороны. Распространение получили алюминиевые, необиевые, полупроводниковые конденсаторы.
Электролитический конденсатор устроен следующим образом.
Рис.2 Устройство конденсатора.
1. и 3. – алюминиевая фольга
2. бумага пропитанная раствором электролита
4. проволочные выводы
5. оксидная пленка.
На поверхности один из слоев фольги образующейся под действием электролита. Все это собирается в рулон и запаивается в герметичный алюминиевый корпус.
Чем больше частота, тем меньше емкость.
Пассивные цепи на основе резисторов
и конденсаторов.
1. Интегрирующая цепь.
- постоянное временное значение, в течении, которого напряжение увеличивается или уменьшается в 
(экспонента) раз относительно установившегося напряжения.
2. Дифференцирующая цепь.
Трансформаторы и дроссели.
Uвых=Uвх*Kтр
- магнитная порницаемость сердечника.
Ктр (коэффициент трансформации) равен отношению количества витков первичной и вторичной катушки К=М1/М2.
=50 
150.
Трансформатор может иметь одну проводку. Он служит для накопленя магнитной энергии в сердечнике.
p-n переход.
Согласно квантовой теории строение атома электроны в атоме могут иметь энергетические уровни, расположенные в строго определенных энергетических зонах. Электроны на внешних оболочках атома могут находиться, либо в валентной энергетической зоне образуя ковалентные связи атомов полупроводника либо при получении энергии переходить в зону проводимости. Т.о. в проводнике существует два вида движения электронных зарядов: 1) движение электронов в зоне проводимости; 2) переход электронов из валентной зоны в зону проводимости. При этом в валентной зоне образуются свободные энергетические уровни, на которые могут переходить электроны валентной зоны из других атомов проводника и т.о. участвовать в прохождении тока через кристалл. При уходе электрона из валентной зоны в зону проводимости получается не скомпенсированный положительный заряд, который может перемещаться по кристаллу, так называемая дырка. Электрическая проводимость проводников обусловлена наличием свободных носителей отрицательного заряда электронов и положительного заряда дырок. Проводимость обусловлена движением электронов и дырок соответственно называется n и p- проводимостью. Чистым проводникам свойственна одинаковая концентрация электронов и дырок поэтому в них проводимости одинаковы. В проводниках с отдающие электроны примесям (доноры) преобладает проводимость n-типа. Считается, что в таких проводниках электроны являются основными носителями заряда. В проводниках с акцепторными примесями, т.е. с захватыванием примесями электронов преобладает проводимость р - типа, в них дырки являются основными носителями заряда. Переход между двумя областями полупроводника она из которых n – типа, а другая р – типа называется p – n переходом или электронно-дырочным переходом.
Рис.3 p – n переход.
1 – электроны основные носители в n – области проводника.
3 – дырки не основные в n – области проводника.
2 – дырки основные в р – области проводника.
4 – электроны не основные в р – области проводника.
5 – неподвижные ионы акцепторных примесей связанные с кристаллической структурой проводника
6 – неподвижные ионы донорных примесей.
Электроны из n – области стремятся перейти в р – область, т.к. концентрация электронов вводимых в n – область значительно выше чем в р – области. Электроны само уничтожаются с дырками, при этом образуется неподвижный заряженный ион акцепторных примесей. Аналогично ведут себя дырки, из р – области в n – область.
В результате образуется ток 
. Напряжение тока совпадает с направлением дырок. Уход элементов из контактной n – области и дырок и приход р – область приводит к появлению слоя объединенного подвижными носителями зарядов. А также к появлению не скомпенсированных неподвижных положительных зарядов в n – при контактной области и отрицательных р – при контактной области. Эти неподвижные заряды связаны с кристаллической решеткой полупроводника и не могут перемещаться. По рассмотренным причинам а n – р переходе образуется контактная разность потенциалов. 
, где
- температурный потенциал
- концентрация донорных, акцепторных примесей.
n- концентрация электронов.
, где
К – постоянная Больцмана.
е – заряд электрона.
Т – абсолютная температура в градусах Кельвина.
При большой температуре контактная разность потенциалов полупроводника на основе кремния составляет от 0,6 – 0,8В. для полупроводников на основе германия 0,3 – 0,5В.
Температурный потенциал при 300 К 
=0,026 В. электронное поле в р – n переходе также служит причиной движения на основных носителях заряда соседней области, т.е. дырок из n – области в р – области и электронов р – области в n – области. При этом образуется дрейфующий ток 
.
Полный ток р– n перехода определяется по формуле 
.
При отсутствии внешнего направления в р – n переходе полный ток равен нулю.
Вольт – амперная характеристика
р – n перехода.
Рассмотрим диод р – n перехода в качестве примера.
Рис.4 Вольт-амперная характеристика p – n перехода
1 – туннельный пробой; 2 – лавинный пробой
Вольт амперная характеристика р – n перехода не линейна. При прямом включении на р плюс, а на n минус поля внешнего источника напряжения противоположно контактной разности потенциала. Это служит причиной уменьшения потенциального барьера между р и n областями и увеличению тока. При прямом напряжении большего чем 
переход как таковой исчезает и ток через диод резко возрастает. Его определяет лишь небольшое омическое сопротивление р- n- областей. При обратном включении внешнего поля оно складывается с собственным полем р – n перехода. При этом объединенная область расширяется, потенциальный барьер увеличивается и ток уменьшается. 
.
При обратном включении поле внешнего источника способствует увеличению дрейфующего тока. При увеличении температуры за счет возрастания подвижности носителей заряда прямой и обратный ток возрастают. Способность р – n перехода накапливать электрический заряд свидетельствует о том, что переход обладает определенной электрической емкостью. Ее подразделяют на барьерную и диффузную Сб=dQ/dU – это отношение приращения заряда к вызывающему его напряжению. Изменение зарядов в р – n переходе может происходить также за счет изменения концентрации инжектированных или неравномерных. При протекании прямого тока Сд=dQин/dU.
Диффузионная емкость преобладает при прямом включении р – n перехода, при обратном преобладает барьерная емкость.
Полупроводниковые диоды.
анод
катод
а) б)
Рис.4 Устройство (а) и условно графическое изображение (б) диода
Рис.5 Вольтамперная характеристика
Вольтамперная характеристика диода по форме близка к характеристике идеального р – n перехода. Отличие обусловлены тем, что у диода необходимо учитывать объем и плотность полупроводника, а так же неравномерность р – n зоны р – n перехода. Все это приводит к тому, что обратный ток диода оказывается несколько больше чем для идеального перехода. По отношению к небольшому переменному напряжению диод описывается следующей эквивалентной схемой:
где R – объемное сопротивление р и n областей..
Rд – динамическое сопротивление р – n перехода.
Сд – динамическая емкость р – n перехода.
Сопротивление R и С определяется конструктивными особенностями диода
.
Промышленностью выпускаются следующие типы диодов:
· выпрямительные
· высокочастотные
· сверхвысокочастотные (СВЧ)
· импульсные
· стабилитроны
· туннельные
· варикапы
· светодиоды
· фотодиоды
Выпрямительные диоды предназначены для преобразования переменного тока в постоянный или пульсирующий.
В случае работы диода на емкостную нагрузку.
Основные параметры выпрямительных диодов:
1. максимально допустимое значение (Si до 2000В)
2. среднее прямое и максимальное обратное напряжение на диоде при минимальном токе нагрузки (Si 0,7-1 В). Чем больше прямое напряжение на диоде, тем больше потери мощности н нем.
3. Максимально допустимый ток диода Iпр.max – это ток при котором температура корпуса диода не превышает максимального значения (Si 
T=150)
4. Максимально обратный ток диода, при максимальном обратном напряжении.
5. Максимально рабочая частота 
для выпрямительных диодов обычно до 5 кГц, для высоко частотных до 20 кГц.
Диоды подразделяются на следующие группы по мощности:
1. Диоды малой мощности (менее 0,3 А)
2. Диоды средней мощности (менее 10 А)
3. Диоды большой мощности (более 10 А)
Для работы в высокочастотных цепях разработаны специальные высокочастотные диоды, обладающие малой собственной емкостью емкость высоко частотных диодов должна оказывать влияние в области высоких частот. Они имеют емкость порядка единицы пико фарад.
Импульсные диоды.
Импульсные диоды выполняют функции ключей в импульсных схемах. Для таких диодов существует два состояния: открытое и закрытое. В первом случае диод должен иметь минимальное сопротивление, а входного втором максимальное.
В импульсных схемах существенное значение имеет быстродействие диода, т.е. время срабатывания (перехода из первого состояния во второе). Наибольшее время перехода из одного состояния в другое характеризуется временем восстановления обратного сопротивления диода в открытое (Si 0,6-0,7 В)
Рис.6 Изменение тока через диод при подключении Uобр
Для импульсных диодов порядок восстановления имеет примерно единицу нано секунд. Импульсные диоды используются для логических схем.
Для работы в импульсных цепях наряду с обычными диодами используются диоды Шоттки, импульсный переход металла или полупроводника также обладает выпрямительными свойствами.
Рис.7 Условно-графическое обозначение диода Шоттки
Диоды Шоттки характеризуются следующими параметрами: меньшим временем восстановления обратного сопротивления по сравнению с кремневыми диодами; малым падением напряжением при включении состояний диода (порядка 0,3В).
Недостаток этих диодов в том, что малое обратное напряжение (порядка десятков вольт) и их большой обратный ток.