Курский государственный медицинский университет

Кафедра БИОМЕДФИЗИКИ, ИНФОРМАТИКИ

С КУРСОМ МАТЕМАТИКИ

Заведующий кафедрой биомедфизики, информатики с курсом математики:

Зюбан Д.И.

Самостоятельная работа №1

Тема: «Предмет электроники и направление ее развития»

Выполнил:

студент 6 группы I курса

лечебного факультета

Агафонов Р.С.

Проверил:

доцент Долгарева С.А.

Курск - 2007

Содержание:

1. Электроника и направления ее развития стр. 3

2. Основные группы электронных медицинских

приборов и аппаратов стр. 6

3. Электробезопасность медицинской аппаратуры стр. 8

4. Надежность медицинской аппаратуры стр. 10

5. Усилители. Специфика усиления

биоэлектрических сигналов стр. 11

6. Характеристика усилителей стр. 13

7. Генераторы: их разновидности и назначение стр. 14

8. Список используемой литературы стр. 15

1. Электроника и направления ее развития.

Прогресс современной медицины неразрывно связан с созданием и эффективным применением новой медицинской техники, которая отличается широким использованием достижений электроники и микроэлектроники, компьютеров и информационных технологий. Многие научно-исследовательские институты и предприятия расширяют разработки и осваивают выпуск различных медицинских электронных приборов. Постоянно растет количество новейшей интеллектоемкой техники, поступающей в медицинские учреждения.

Электроника - понятие широко распространено в настоящее время. Являясь технической наукой, электроника основывается, прежде всего, на достижениях физики. Можно смело сказать, что без электронной аппаратуры сегодня невозможна ни диагностика заболеваний, ни эффективное лечение. Термин "электроника" в значительной степени условный, так как ему трудно дать четкое определение. Правильнее всего понимать под электроникой область науки и техники, в которой рассматриваются работа и применение электровакуумных, ионных и полупроводниковых устройств.

Электронику можно подразделить на 3 крупные области:

• твердотельная электроника, которая охватывает вопросы создания и применения полупроводниковых приборов;

• вакуумная электроника, которая охватывает вопросы создания и применения электровакуумных приборов (электронные лампы, фотоэлектронные устройства, рентгеновские трубки);

• квантовая электроника - специфический раздел электроники, имеющий отношение к лазерам и мазерам.

Электроника - весьма динамичная отрасль науки и техники. На базе новых эффектов создаются электронные устройства, в том числе и такие, которые находят применение в биологии и медицине. Для примера рассмотрим эффект Джозефсона.

Английский физик Б. Джозефсон (р. 1940) в 1962 году предсказал, что через очень тонкий слой диэлектрика (толщиной около 1нм), расположенный между двумя сверхпроводниками, сможет протекать электрический ток. Вскоре такое явление было действительно обнаружено. Если сила тока была меньше некоторого критического значения, то на диэлектрике не создавалось падения напряжения, если же сила тока превышала критическое значение, то на диэлектрике возникало падение напряжения и контакт «сверхпроводник – диэлектрик – сверхпроводник» излучал электромагнитные волны. Эффект Джозефсона стали применять для измерения индукции магнитного поля биотоков сердца. Применение электроники в медицине многообразны, это постоянно расширяющаяся область. В настоящее время многие традиционно «неэлектрические» характеристики – температура, смещение тела, биохимические показатели и др. – стремятся при измерениях преобразовать в электрический сигнал. Информацию, представленную электрическим сигналом, удобно передавать на расстояние и надежно регистрировать. Разработчики электронных устройств стремятся модернизировать и сделать их более надежными и потребляющими меньше энергии, малогабаритными. Наиболее перспективная тенденция – миниатюризация электронных устройств. Существенным сдвигом в миниатюризации электронных устройств было внедрение полупроводниковых диодов и триодов, что позволило довести плотность электронных устройств до 2 – 3 элементов в 1 см³.

Следующим этапом миниатюризации электроники, который развивается и в настоящее время, является создание интегральных схем. Это микроминиатюрное электронные устройство, у которого все элементы или их части нераздельно связаны конструктивно и соединены между собой электрически. Различают два типа интегральных схем: полупроводниковые и пленочные.

Полупроводниковые интегральные схемы изготовляют из чистых полупроводников. Путем термической, диффузной и иной обработки изменяют кристаллическую решетку полупроводника так, что отдельные его области становятся различными элементами схемы. Это позволяет из пластины в 1 мм² создать схему, эквивалентную радиотехническому блоку, состоящему из 100 деталей и более.

Пленочные интегральные схемы изготовляют путем осаждения различных материалов в вакууме на основании подложки. Используют также гибридные интегральные схемы – сочетание полупроводниковых и пленочных схем. Размеры отдельных элементов интегральных схем порядка 0,5 – 10 мкм, поэтому малейшие пылинки, соринки и т.п. могут повлиять на их работу. Это обязывает изготовление интегральных схем проводить в условиях повышенной чистоты окружающей среды. Интегральные микросхемы, содержащие более 100 элементов, получили название «больших интегральных схем».

Создание интегральных схем, миниатюризация электронных устройств - одно из главных направлений развития современной электроники.