Основы микроэлектроники

Скачать DjVu (1,62 МБ)

Описание

ПРЕДИСЛОВИЕ

Успешное решение задачи ускорения социально-экономического развития страны неразрывно связано с резкой интенсификацией производства на основе научно-технического прогресса и структурной перестройки. При решении этой задачи важнейшая роль отводится широкой электронизации всех сфер человеческой деятельности.

Авторы книги стремились вызвать творческий, неформальный интерес к электронике, побудить читателя к ее дальнейшему изучению, к стремлению внести свой вклад в ее дальнейшее развитие.

Книга состоит из семи глав Глава 1 содержит сведения общего характера (по основным процессам, сигналам и устройствам электроники). Глава 2 посвящена элементной базе современной электроники; основное внимание в ней уделено транзисторам и элементам интегральных схем. Главы 3 и 4 представляют необходимые сведения по различным усилительным устройствам. Заметим, что функция усиления сигнала является основной функцией большинства электронных устройств. Глава 5—7 посвящены основным устройствам цифровой (импульсной) техники, даны сведения о микропроцессорах. Необходимо заметить, что вопросы использования микропроцессоров не являются предметом электроники, а относятся к научно-технической области, которую принято называть информатикой.

Авторы выражают глубокую признательность рецензентам: канд. техн. наук, доц. Ю. А. Кузнецову и преподавателю Московского техникума электронных приборов В. Б. Журавлеву за советы и рекомендации по улучшению содержания книги.

ВВЕДЕНИЕ

Электроника — наука, занимающаяся изучением взаимодействия электронов с электромагнитными полями и разработкой методов создания электронных приборов и устройств, используемых для передачи, обработки и хранения информации. В электронике можно выделить области: физическую, прикладную информационную, энергетическую промышленную, микроэлектронику.

Началом истории электроники следует считать изобретение радио нашим соотечественником

A. С. Поповым в 1895 г. Один из первых значительных шагов на пути развития электроники сделал американский изобретатель Л. де Форест, предложивший в 1906 г. первый усилительный электронный элемент — ламповый триод. В 1920 г. О. В. Лосевым был впервые использован полупроводниковый элемент для получения усиления и генерации электрических сигналов. Примерно со времени этого последнего события происходит постепенное нарастание интереса к твердотельной электронике, и хотя практическая радиоэлектроника остается «чисто ламповой», все больше выполняется интересных исследований по физике полупроводников и полупроводниковых элементов, среди которых одно из ведущих мест занимают работы А. Ф. Иоффе и его учеников. Из работ этого периода развития электроники следует выделить статью немецкого физика B. Шотки, разработавшего теорию контакта металл-полупроводник, которая широко используется в современной микроэлектронике.

В 1948 г. американские физики Дж. Бардин и В. Браттейн обнаружили эффект усиления тока в полупроводниковой структуре с двумя p-n-переходами.

Это событие в электронике привело к созданию В. Шокли биполярного транзистора — основного и на сегодняшний день активного (усилительного) элемента твердотельной (полупроводниковой) электроники. В дальнейшем полупроводниковая электроника стала развиваться очень быстрыми темпами: ежегодно появлялись новые типы полупроводниковых приборов, улучшалась технология их изготовления, создавались различные устройства информационной и энергетической электроники и т. д. В конце 60-х годов появляются первые изделия микроэлектроники — интегральные схемы, которые быстро совершенствовались и стали основными изделиями электроники.

Основная область современной электроники — микроэлектроника. Сегодняшний этап ее развития характеризуется быстро растущей степенью интеграции; уже созданы интегральные схемы, содержащие на одном полупроводниковом кристалле более 106 элементов. В перспективе развития микроэлектроники намечается функциональное укрупнение ИМС за счет использования новых физических явлений, позволяющих с помощью простых нерасчленяемых структур осуществить функции, обычно реализуемые с помощью многоэлементной сложной цепи или устройства. Реализация такого принципа соответствует появлению новых изделий микроэлектроники, которые принято называть функциональными. Они и представляют собой новый этап развития электроники — функциональную микроэлектронику.