Занятие 8. Перспективы развития элементной базы

Учебные, методические и воспитательные цели:

1. Изучить перспективы развития элементной базы, приборы функциональной электроники.

2. Развивать методические навыки логического изложения учебного материала.

3. Развивать инженерное мышление, формировать научное мировоззрение.

Время: ¦2 часа

План лекции

№ п/п	Учебные вопросы	Время мин
1. 2. 3.	ВВОДНАЯ ЧАСТЬ ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 1. Перспективы развития элементной базы военной техники связи. 2. Переход к функциональной электронике: приборы на поверхностно-акустических волнах, цилиндрических магнитных доменах, приборы с зарядовой связью. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ	5 80 20 60 5

Материальное обеспечение:

1. Набор функциональных элементов.

2. Комплект диапозитивов.

Литература:

1. К.С. Петров "Радиоматериалы, радиокомпоненты и электроника", с.433-440, 313-318.

2. Бальбашов А.М., Лисовский Ф.В., Раев В.К. и др."Элементы и устройства на цилиндрических доменах", М., Радио и связь, 1987 г., стр.488.

3. Регицкий "Радиокомпоненты на ПАВах", М., Радио и связь,1984 г.

ВВОДНАЯ ЧАСТЬ

Современная микроэлектроника базируется на интеграции дискретных элементов электронной техники, при которой каждый элемент схемы формируется отдельно в полупроводниковом кристалле. По мере усложнения функций, выполняемых ИС, неизбежен рост числа элементов микросхемы и межэлементных соединений.

Повышение степени интеграции микросхем и связанное с этим уменьшение размеров элементов имеет определенные пределы. Сложными становятся проблемы топологии и теплоотвода. Поэтому в перспективе интегральная микроэлектроника уже не будет полностью удовлетворять разработчиков сложной радиоэлектронной аппаратуры.

Функциональная микроэлектроника предполагает принципиально новый подход, позволяющий реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов, основываясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле.

В этом случае локальному объему твердого тела придаются такие свойства, которые требуются для выполнения данной функции и промежуточный этап представления желаемой функции в виде эквивалентной электрической схемы не требуется.

В лекции будут рассмотрены перспективы развития элементной базы аппаратуры, а также приборы функциональной электроники, основанные на использовании магнитных явлений, взаимодействия электрических волн с акустическими волнами в твердом теле и преобразования электрических сигналов в зарядовые пакеты подвижных носителей, которые находят применение в технике связи и вычислительной технике.

1. Перспективы развития элементной базы

Развитие техники связи связано с дальнейшим совершенствованием элементной базы.

Радиодетали совершенствуются в направлениях повышения точности, расширения частотного диапазона, улучшение отдельных характеристик, повышения надежности.

Полупроводниковые приборы, в частности биполярные транзисторы, развиваются в направлении расширения частотного диапазона, снижения уровня шумов, повышения рабочих напряжений. Полевые транзисторы, кроме того, совершенствуются и в направлении роста мощности, где возможности этих элементов далеко не исчерпаны. В этом же направлении развиваются диоды и тиристоры. Дальнейшее развитие получат электросветовые приборы, особенно светодиоды, для создания устройств индикации с большой информационной емкостью, встроенными системами управления, полностью совместимые с интегральными схемами.

Электровакуумные приборы совершенствуются в основном в направлении создания мощных (более 1 кВт) генераторных и модуляторных ламп, имеющих высокие рабочие частоты и КПД, низкие уровни линейных искажений, малые габариты, большую долговечность. Дальнейшее развитие получат и цветные электронно-лучевые трубки, как индикаторы, имеющие максимальную информационную емкость.

Газоразрядные приборы развиваются как элементы индикации в виде знаковых и шкальных индикаторов, а также матричных информационных панелей.

Одним из перспективных направлений развития микроэлектроники является широкое использование функциональных микроэлектронных приборов. Дальнейшее развитие получат магнито-, акусто- и оптоэлектронные приборы, приборы с зарядовой связью. Более детально об этом в следующем вопросе лекции.

Перспективные исследования ведутся в области биоэлектроники. Это новое направление в микроэлектронике, исследующее принципы хранения и обработки информации в живых системах для создания сверхсложных систем обработки информации.

Таким образом, элементная база электронной аппаратуры развивается очень динамично, и от специалистов, работающих с ней будет постоянно требоваться освоение новых элементов. Знание основных принципов работы современных электронных приборов позволит успешно справиться с этой задачей.