Электроника

3 
Кіріспе 
Қазіргі электроника әлемдегі ғылыми-техникалық прогрестің маңызды 
бағыттарының біріне айналды. Үлкен және өте үлкен интегралды сұлбалардың, 
микропроцессорлардың және микропроцессорлық жүйелердің құрылуы 
электронды компьютерлер мен жоғары жылдамдықты компьютерлердің, әртүрлі 
электронды жабдықтардың, технологиялық процестерді басқару жүйелері мен 
құрылғыларының, байланыс жүйелерінің, сарапшылардың, бақылаушылардың 
және басқа жүйелердің жаппай өндірісін ұйымдастыруға мүмкіндік берді. 
Электроника - бұл электронды, иондық және шала өткізгіш құрылғыларды 
зерттеуге, дамытуға, өндіруге және қолдануға байланысты ғылым мен 
техниканың бір саласы. Электрониканың даму тарихында төрт негізгі кезеңді 
бөлуге болады: электронды шамдар (1904 жылдан бастап), транзисторлар (1947 
жылдан бастап), интегралды сұлбалар (1958 жылдан бастап), көлемді 
эффектілерді қолданатын функционалды құрылғылар (1980 жылдан бастап) 
және қолданудың төрт негізгі саласы: Электр байланысы, кеңінен қолданылатын 
радиоэлектрондық жабдықтар, есептеу техникасы және өнеркәсіптік 
электроника. Электр байланысы техниканың мынадай бағыттарын қамтиды: 
радиобайланыс, радиохабар тарату, теледидар, дыбыстық хабар тарату, 
автоматты электр байланысы, көп арналы электр байланысы, радиорелелік, 
ғарыштық, талшықты-оптикалық және ұялы байланыс. 
Микроэлектроника жартылай өткізгіш интегралды технологияны 
жетілдіру бағытында да, жаңа физикалық құбылыстарды қолдану бағытында да 
тез дамып келеді. Интегралды микроэлектроника тізбек теориясының 
заңдылықтарына сәйкес электронды сұлбаның дамуына негізделген дискретті 
электроника принципін қолданады. Бұл принцип микросұлба элементтері мен 
элементар қосылыстар санының өсуімен байланысты, өйткені ол атқаратын 
функциялар күрделене түседі. Алайда, микросұлбалардың интеграция 
деңгейінің жоғарылауы және элементтердің мөлшерінің төмендеуі (90 - 45 нм 
топологиялық деңгейге жеткен) белгілі бір шектеулерге ие. Сонымен қатар, бір 
кристалда жүздеген мыңнан астам элементтерді біріктіру технологиялық 
тұрғыдан қиын және әрдайым экономикалық тұрғыдан қарастыру мүмкін емес. 
Функционалды микроэлектроника түбегейлі басқа тәсілді қамтиды: 
суперөткізгіштер, ферроэлектриктер, фотоөткізгіш қасиеттері бар материалдар, 
аморфты материалдар, органикалық жартылай өткізгіштер және т. б. сияқты 
материалдардағы физикалық құбылыстарға тікелей негізделген алдын-ала 
анықталған қасиеттері бар арнайы ортаны алу. Ақпаратты өңдеу үшін 
диэлектриктерде оптикалық және магниттік құбылыстар, ультрадыбыстың 
таралу заңдылықтары, зарядтау байланысы бар құрылғыларда зарядтардың 
жинақталуы мен берілуінің әсері, кванттық когерентті қасиеттерге негізделген 
құбылыстар — Джозефсон эффектісі және т.б. осы қасиеттердегі элементтерді 
енгізу күрделі сұлбалық немесе жүйелік функционалды мақсаттары бар 
құрылғыларды алуға мүмкіндік береді. Функционалды микроэлектроникада 

4 
денелер құрылымының молекулалық деңгейде өзгеруіне байланысты 
құбылыстар сәтті қолданылады. Бұл құбылыстар жаңа бағыттың пайда болуына 
әкелді — молекулалық электроника және биоэлектроника, онда электронды 
элементтер мен құрылғылар жеке молекулалар мен олардың кешендері 
деңгейінде ұйымдастырылған. Бұл бағытқа электрлік, магниттік және оптикалық 
қасиеттердің күрт өзгеруіне және сыртқы әсерлерге жоғары сезімталдыққа 
әкелетін қатты денелер мен сұйық кристалдардағы фазалық ауысулар кіреді, бұл 
әртүрлі функционалды құрылғылардағы ақпарат ағындарын басқару және 
түрлендіру бойынша бірқатар операцияларды жеңілдетеді. Қазіргі уақытта 
биоэлектрониканың әртүрлі салаларында үлкен зерттеулер жүргізілуде, олардың 
нәтижелері жабайы табиғат құбылыстарын қолдану технологияның осы 
саласында жаңа ғылыми-техникалық революцияға әкелуі мүмкін екенін 
көрсетеді. 
Шала өткізгіш құрылғылардың негізгі кластары: диодтар, биполярлық 
және 
өріс 
транзисторлары, 
тиристорлар, 
фотоэлектрондық 
және 
оптоэлектрондық құрылғылар; интеграцияның әртүрлі деңгейіндегі интегралды 
сұлбалар түрінде жасалған және жартылай өткізгіш немесе диэлектрлік 
субстраттарда бірыңғай технологиялық циклде жасалған бірнеше өзара 
байланысты компоненттердің (транзисторлар, диодтар, резисторлар және т.б.) 
жиынтығы болып табылатын құрылғылар. Кіріс және шығыс сигналдарының 
физикалық сипатына байланысты сигнал түрлендіргіштерінің төрт түрі бөлінеді: 
- кірулер мен шығулардағы электр сигналдары бар электр түрлендіргіш 
аспаптар; 
- кіріс электр сигналдарының әсерінен шығуларда жарық сигналдары 
пайда болатын электр жарық аспаптары; 
- Кіріс жарық сигналдарын электр сигналдарына түрлендіретін 
фотоэлектрлік құрылғылар; 
- кірулерде жылу сигналдары және шығуларда электр сигналдары бар 
термоэлектрлік аспаптар. 
Құрылғыларда қолданылатын сигналдардың пішініне байланысты 
аналогтық, импульстік, Сандық құрылғылар және олардың комбинациясы 
ерекшеленеді. Аналогты құрылғылардың негізгі түрлері: гармоникалық 
тербелістердің Автоматты генераторлары және релаксация генераторлары, 
микрофондар, көбейткіштер (бөлгіштер) және жиілік түрлендіргіштері, 
модуляторлар, демодуляторлар (модемдер), детекторлар, күшейткіштер, соның 
ішінде операциялық. 
Импульстік құрылғыларға импульстік сигналдарды қалыптастыруға, 
олардың параметрлерін өзгертуге және интеграция, саралау, уақыттың кешігуі, 
пішіннің өзгеруі, ұзақтығы және т.б. сияқты түрлендіру операцияларын 
сигналдардан жоғары орындауға арналған функционалды түйіндер жатады.

жүктеу/скачать 2,72 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: