загрузка...
загрузка...
На головну

Елементи електронних схем

Перспективи розвитку електроніки

Одна з основних проблем, що стоять перед електронікою, пов'язана з вимогою збільшення кількості оброблюваної інформації обчислювальними і керуючими електронними системами з одночасним зменшенням їх габаритів і споживаної енергії.

Ця проблема вирішується шляхом:

· Створення напівпровідникових інтегральних схем, що забезпечують час перемикання до 10-11 сек;

· Збільшення ступеня інтеграції на одному кристалі до мільйона і більше транзисторів розміром менше 1-2 мкм на основі використання нанотехнологій і в перспективі - молекулярної електроніки;

· Використання в інтегральних схемах пристроїв оптичного зв'язку і оптоелектронних перетворювачів, надпровідників;

· Розробки запам'ятовуючих пристроїв ємністю кілька гігабайт на одному кристалі;

· Застосування лазерної та електронно-променевої комутації;

· Розширення функціональних можливостей інтегральних схем (наприклад, перехід від мікропроцесора до міні-ЕОМ на одному кристалі);

· Переходу від двовимірної (планарной) технології інтегральних схем до тривимірної (об'ємною) і використання поєднання різних властивостей твердого тіла в одному пристрої;

· Розробки та реалізації принципів і засобів стереоскопічного телебачення, що володіє більшою інформативністю в порівнянні з звичайному;

· Створення електронних приладів, що працюють в діапазоні міліметрових і субміліметрових хвиль, для широкосмугових (ефективніших) систем передачі інформації, а також приладів для ліній оптичного зв'язку;

· Розробки потужних, з високим к. П. Д., Приладів СВЧ і лазерів для енергетичного впливу на речовину і направленої передачі енергії (наприклад, з космосу).

Одна з тенденцій розвитку електроніки - проникнення її методів і засобів в біологію (для вивчення клітин і структури живого організму і впливу на нього) і медицину (для діагностики, терапії, хірургії).

Сучасні електронні схеми містять в якості нелінійних елементів велика кількість функціональних компонентів, заснованих на використанні властивостей напівпровідникових матеріалів.

Напівпровідникові матеріали (германій, кремній) по своїй питомій електричному опору ? займають місце між провідниками і діелектриками (?= 10-3... 108 Ом-см). Різна величина провідності у металів, напівпровідників і діелектриків обумовлена різною величиною енергії, яку треба затратити на те, щоб звільнити валентний електрон від зв'язків з атомами, розташованими у вузлах кристалічної решітки. Причому провідність напівпровідників в значній мірі залежить від наявності домішок і температури.

У напівпровідниках присутні рухливі носії зарядів двох типів: негативні електрони і позитивні дірки.

Чисті (власні) напівпровідники в напівпровідникових приладах практично не застосовуються, так як мають малу провідність і не забезпечують односторонньої провідності. Рухливі носії заряду у власних напівпровідниках виникають зазвичай в результаті термогенерации. Технічне застосування отримали так звані домішкові напівпровідники, в яких в залежності від роду введеної домішки переважає або електронна, або діркова провідність. Залежно від типу провідності (основних носіїв заряду) напівпровідники підрозділяються на напівпровідники р-типу (діркового типу) і n-типу (електронного типу). Концентрація основних носіїв визначається концентрацією домішки і практично не залежить від температури, так як вже при кімнатній температури все атоми домішки іонізовані, а число основних носіїв, що виникають за рахунок генерації пар електрон-дірка, зневажливо мало в порівнянні із загальним числом основних носіїв. У той же час концентрація неосновних носіїв мала і сильно залежить від температури, збільшуючись в 2-3 рази при збільшенні температури на кожні 10 ° С.

Розглянуті електронні прилади представлені на рис. 2.1.

Мал. 2.1. Класифікація електронних напівпровідникових приладів

Історична довідка «-- попередня | наступна --» напівпровідникові діоди
загрузка...
© om.net.ua