Мир науки

Рефераты и конспекты лекций по географии, физике, химии, истории, биологии. Универсальная подготовка к ЕГЭ, ГИА, ЗНО и ДПА!

Электроника (electronic) - наука о взаимодействии электронов с электромагнитными полями и методах создания электронных приборов, устройств, в которых это взаимодействие используется для преобразования электромагнитной энергии, передачи, обработки и хранения информации.

 

Практическими задачами электроники являются: разработка электронных приборов и устройств, выполняющих различные функции в системах преобразования и передачи информации, в системах управления, в вычислительной технике, а также в энергетических устройствах; разработка научных основ электронных приборов технологии, использующей электронные и ионные процессы.

На базе достижений электроники развивается промышленность, выпускающая электронную аппаратуру для различных видов связи, автоматики, телевидения, радиолокации, вычислительной техники, систем управления технологическими процессами, светотехники, инфракрасной техники, рентгенотехники и др..

Главными этапами развития электроники является вакуумная (vacuum) твердотельная (solid) и квантовая (quantum) электроника. Каждый этап подразделяется на ряд разделов и направлений. Раздел объединяет комплексы однородных физико-химических явлений и процессов, которые имеют фундаментальное значение для разработки многих классов электронных приборов данного этапа. Направление охватывает методы конструирования и расчета электронных приборов, подобных по принципам действия или выполняемыми функциями.

Найшвидкимы темпами развивается твердотельная электроника. Твердотельные электронные приборы прошли путь развития от длинноволновых транзисторов и детекторов СВЧ в больших и сверхбольших интегральных микросхем, является базой современной вычислительной техники и ее многочисленных приложений. На этом пути пришлось преодолевать трудности как принципиального, так и технологического характера. Выбор и точное легирования материалов, а также получения конструкций из микронными и субмикронной размерами вызвали развитие таких сложных технологических направлений, как фото и электронная литография, ионная имплантация. Создание интегральных микросхем и других твердотельных приборов оказалось невозможным без получения ряда новых полупроводниковых (semi-conductor) и диэлектрических (dielectric) особо чистых материалов.

Весь период развития элементной базы электроники в радио-радиоэлектронной аппаратуре можно разделить на четыре поколения:

а) дискретная электроника на электровакуумных приборах б) дискретная электроника на полупроводниковых приборах в) интегральная микроэлектроника на интегральных микросхемах г) интегральная микроэлектроника на функциональных приборах.

В первом поколении элементной базы электроники роль активных элементов выполняли различные электровакуумные приборы. Как пассивные элементы применяли резисторы (resistor), конденсаторы (capacitor), катушки индуктивности, трансформаторы, разъемы, переключатели и другие дискретные радиодетали. Радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) собирали из отдельных дискретных элементов, которые механически укреплялись на специальных панелях и электрически соединялись между собой проволочными проводниками с помощью пайки или сварки. Позже была разработаны печатные платы, которые были надежными, обеспечивающие большую воспроизводимость параметров РЭА и относительную легкость автоматизации производства.

Второе поколение элементной базы электроники появилось с изобретением транзисторов (transistor) в 1948 г. американскими учеными Бардиным и Браттейном. Первые транзисторы были точечными, их р-n-переходы получали в месте контакта с полупроводником двух заточенных проводов. Однако точечные контакты были нестабильными. Этот недостаток был устранен в сплавных транзисторах, получения р-n-переходов которых основано на взаимодействии жидкой фазы вплавного электрода содержит легирующий элемент, с твердым полупроводником. Колеса транзисторы отличались большими переходами, низкой воспроизводимостью параметров и невозможностью получения базовых областей шириной менее 10 мкм. Затем в производство были внедрены транзисторы с диффузионными переходами, параметры которых более воспроизводимые, а ширина базы может быть уменьшена до 0,2-0,3 мкм.

Третье поколение элементной базы электроники - интегральные микросхемы-связанные с появлением пленочной технологии, в сочетании с планарной технологии позволила в микрообъемах твердого тела производить огромное количество активных приборов.

Четвертое поколение элементной базы электроники составляют функциональные микросхемы, приборы и узлы. В структуре этих приборов трудно или невозможно выделить элементы, эквивалентные традиционным дискретным компонентам (транзисторы, диоды (diode), конденсаторы (capacitor), резисторы (resistor) и др.).. Приборы функциональной микроэлектроники принципиально отличаются от элементов всех предыдущих поколений. Здесь проводится интеграция различных объемных и поверхностных физических явлений, благодаря чему может быть преодолен барьер конструктивной сложности современных интегральных микросхем.



Загрузка...
Яндекс.Метрика