загрузка...
загрузка...
На головну

Історична довідка

Електроніка зародилася на початку ХХ століття після створення основ електродинаміки (1856-73 р.р.), дослідження властивостей термоелектронної емісії (1882-1901 р.р.), фотоелектронній емісії (1887-1905 р.р.), рентгенівських променів (1895-97 р.р.), відкриття електрона (Дж. Дж. Томсон, 1897 г.), створення електронної теорії (1892-1909 р.р.).

Розвиток електроніки почалося з винаходу лампового діода (Дж. А. Флемінг, 1904 г.); трьохелектродної лампи - тріода (Л. Де Форест, 1906 г.); використання тріода для генерування електричних коливань (нім. інж. А. Мейснер, 1913 г.); розробки потужних генераторних ламп з водяним охолодженням (М. А. Бонч-Бруєвич, 1919-25 р.р.) для радіопередавачів, використовуваних в системах дальнього радіозв'язку і радіомовлення.

Протягом короткого часу були створені основні електронні прилади. вакуумні фотоелементи (Експериментальний зразок створив А. Г. Столетов, 1888 р пром. Зразок - ньому. Вчені Ю. Ельстер і Г. Хейтель, 1910 г.), фотоелектронні помножувачі - Однокаскадні (П. В. Тимофєєв, 1928 р) та стенди (Л. А. Кубецким, 1930 р) - дозволили створити звукове кіно, послужили основою для розробки передавальних телевізійних трубок - видикона (Ідея запропонована в 1925 р А. А. Чернишовим), іконоскопа (С. І. Катаєв, незалежно від нього В. К. Зворикін, 1931-32 р), суперіконоскопа (П. В. Тимофєєв, П. В. Шмаков, 1933 г.), суперортикон (Двостороння мішень для такої трубки була запропонована сов. Вченим Г. В. Брауде в 1939 р, вперше суперортикон описаний амер. Вченими А. Розе, П. Веймером і Х. Лоу в 1946 р) та ін.

створення багаторезонаторного магнетрона (Н. Ф. Алексєєв і Д. Є. Маляров під рук. М. А. Бонч-Бруєвича, 1936-37 р.р.), відбивної клістрона (Н. Д. Дев'ятков і ін. І незалежно від них В. Ф. Коваленко, 1940 г.) послужило основою для розвитку радіолокації в сантиметровому діапазоні хвиль. пролітні клістрони (Ідея запропонована в 1932 р Д. А. Рожанским, розвинена в 1935 р А. Н. Арсеньевой і німий. Фізиком О. Хайлем, реалізована в 1938 р амер. Фізиками Р. і З. варіанов і ін.) І лампи біжучої хвилі (Амер. Учений Р. Компфнер, 1943 г.) забезпечили подальший розвиток систем радіорелейного зв'язку, прискорювачів елементарних частинок і сприяли створенню систем космічного зв'язку.

Одночасно з розробкою вакуумних електронних приладів створювалися і удосконалювалися газорозрядні прилади (іонні прилади), наприклад, ртутні вентилі, Використовувані головним чином для перетворення змінного струму в постійний в потужних промислових установках, тиратрони для формування потужних імпульсів електричного струму в пристроях імпульсної техніки, газорозрядні джерела світла.

Використання кристалічних напівпровідників як детекторів для радіоприймальних пристроїв (1900-1905 р.р.), створення купроксних и селенових випрямлячів струму і фотоелементів (1920-1926 р.р.), винахід крістадіна (О. В. Лосєв, 1922 г.), винахід транзистора (У. Шоклі, В. Браттейн, Дж. Бардін, 1948 г.) визначили становлення і розвиток напівпровідникової електротехніки.

Розробка планарной технології напівпровідникових структур (кінець

50-х, початок 60-х р.р.) і методів інтеграції багатьох елементарних приладів (транзисторів, діодів, конденсаторів, резисторів) на одній монокристаллической напівпровідниковій пластині привело до створення нового напряму - мікроелектроніки. Основні розробки в області інтегральної електроніки спрямовані на створення інтегральних схем - мікромініатюрних електронних пристроїв (підсилювачів, перетворювачів, процесорів ЕОМ, електронних запам'ятовуючих пристроїв і т. П.), Що складаються з сотень і тисяч електронних елементів, що розміщуються на одному напівпровідниковому кристалі площею в декілька мм2.

Мікроелектроніка відкрила нові можливості для вирішення таких проблем, як автоматизація управління технологічними процесами, переробка інформації, вдосконалення обчислювальної техніки та інших, висунутих розвитком сучасного виробництва.

Створення квантових генераторів (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров і незалежно від них Ч. Таунс, 1955 г.) - приладів квантової електроніки - визначило якісно нові можливості електроніки, пов'язані з використанням джерел потужного когерентного випромінювання оптичного діапазону (лазерів) і побудовою надточних квантових стандартів частоти.

Фундаментальні дослідження в галузі фізики і технології електронних приладів виконали М. А. Бонч-Бруєвич, Л. І. Мандельштамм, Н. Д. Папалексі, С. А. Векшинський, А. А. Чернишов, М. М. Богословський і багато інших .

Стосовно проблем порушення і перетворення електричних коливань, випромінювання, поширення і прийому радіохвиль, їх взаємодії з носіями струму в вакуумі, газах і твердих тілах працювали Б. А. Введенський, В. Д. Калмиков, А. Л. Мінц, А. А. Расплетін, М. В. Шулейкин і ін.

В області фізики напівпровідників - А. Ф. Іоффе, люмінесценції і по ін. Pазделах фізичної оптики - С. І. Вавилов, квантової теорії розсіювання світла випромінювання, фотоефекту в металах - І. Е. Тамм і багато інших.

Області, основні розділи і напрямки електроніки

Електроніка включає в себе три області досліджень:

1. вакуумну електроніку;

2. твердотельную електроніку;

3. квантову електроніку.

Кожна область поділяється на ряд розділів і ряд напрямів.

Розділ об'єднує комплекси однорідних физико-хімічних явищ і процесів, які мають фундаментальне значення для розробки багатьох класів електронних приладів даної області.

Напрямок охоплює методи конструювання і розрахунків електронних приладів, родинних по принципам дії або по тих функцій, а також способи виготовлення цих приладів.

Вакуумна електроніка містить наступні розділи:

1. емісійна електроніка, що охоплює питання термоеміссіі, вторинної електронної емісії, тунельної емісії, дослідження катодів і антіеміссіонних покриттів;

2. формування потоків електронів і потоків іонів, управління цими потоками;

3. формування електромагнітних полів за допомогою резонаторів, систем резонаторів, що уповільнюють систем, пристроїв введення та виведення енергії;

4. електронна люмінесценція (катодолюмінесценція);

5. фізика і техніка високого вакууму (його отримання, збереження і контроль);

6. теплофизические процеси (випаровування в вакуумі, формозміна деталей при циклічному нагріванні, руйнування поверхні металів при імпульсному нагріванні, відведення тепла від елементів приладів);

7. поверхневі явища (утворення плівок на електродах і ізоляторах, неоднорідностей на поверхнях електроду);

8. технологія обробки поверхонь, в т. Ч. Електронна, іонна і лазерна обробка;

9. газові середовища - розділ, що включає питання отримання та підтримки оптимального складу і тиску газу в газорозрядних приладах.

Основні напрямки вакуумної електроніки охоплюють питання створення електровакуумних приладів (ЕВП) наступних видів:

· Електронних ламп (діодів, тріодів, тетродов, пентодов і т. Д.);

· ЕВП СВЧ (магнетронів, клистронов і т. П.);

· Фотоелектронних приладів (фотоелементів, фотоелектронних помножувачів), рентгенівських трубок;

· Газорозрядних приладів (потужних перетворювачів струму, джерел світла, індикаторів).

Твердотельная електроніка містить наступні розділи, пов'язані в основному з напівпровідникової електронікою:

1. вивчення властивостей напівпровідникових матеріалів, вплив домішок на ці властивості;

2. створення в кристалі областей з різною провідністю методами епітаксіального вирощування, дифузії, іонного впровадження (імплантації), впливом радіації на напівпровідникові структури;

3. нанесення діелектричних і металевих плівок на напівпровідникові матеріали, розробка технології створення плівок з необхідними властивостями і конфігурацією;

4. дослідження фізичних і хімічних процесів на поверхні напівпровідників;

5. розробка способів і засобів отримання і вимірювання елементів приладів мікронних і субмікронних розмірів (нанотехнологія).

Основні напрямки напівпровідникової електроніки пов'язані з розробкою і виготовленням різних видів напівпровідникових приладів:

· Напівпровідникових діодів (випрямних, змішувальних, параметричних, стабілітронів); підсилюючих і генераторних діодів (тунельних, лавинно-пролітних, діодів Ганна); транзисторів (біполярних і уніполярних), тиристорів, оптоелектронних приладів (світловипромінювальних діодів, фотодіодів, фототранзисторів, оптронів, світлодіодних і фотодіодних матриць), інтегральних схем;

· Діелектрична електроніка, що вивчає електронні процеси в діелектриках (зокрема, в тонких діелектричних плівках) і їх використання, наприклад, для створення діелектричних діодів, конденсаторів;

· Магнітоелектроніки, що використовує магнітні властивості речовини для управління потоками електромагнітної енергії за допомогою феритових вентилів, циркуляторов, фазовращателей і т. Д., І для створення запам'ятовуючих пристроїв, в т. Ч. На магнітних доменах;

· Акустоелектроніка і пьезоелектроніка, які розглядають питання поширення поверхневих і об'ємних акустичних хвиль і створюваних ними змінних електричних полів в кристалічних матеріалах і взаємодії цих полів з електронами в приладах з полупроводниково-п'єзоелектричній структурою (кварцових стабілізаторах частоти, п'єзоелектричних фільтрах, ультразвукових лініях затримки, акустичних підсилювачах і т. д.);

· Криоелектроніка, що досліджує зміни властивостей твердого тіла при глибокому охолодженні для побудови малошумлячих підсилювачів і генераторів СВЧ, надшвидкодіючих обчислювальних і запам'ятовуючих пристроїв;

· Розробка і виготовлення резисторів.

Найбільш важливі напрямки квантової електроніки - Створення лазерів і мазерів.

На основі приладів квантової електроніки будуються пристрою для точного вимірювання відстаней (далекоміри), квантові стандарти частоти, квантові гіроскопи, системи оптичної багатоканальної зв'язку, далекого космічного зв'язку, радіоастрономії. Енергетичний вплив лазерного концентрованого випромінювання на речовину використовується в промисловій технології. Лазери знаходять різне застосування в біології та медицині.

Вступ «-- попередня | наступна --» Елементи електронних схем
загрузка...
© om.net.ua