1. Электроника Электроника-наука о взаимодействии заряженных частиц (электроны, ионы) с электромагнитными полями и о методах создания электронных приборов и устройств, используемых для передачи, хранения и обработки информации.

В начале своего развития электроника развивалась как вакуумная (1915 г.г.)

50 г. – твердотельная электроника- эта область Э. охватывающая исследование электрических процессов для преобразования электромагнитной энергии в широких диапазонах частот.

Практическая задача Тв. Э.- создание Эл-х твердотельных приборов и устройств предназначенных для:

-генерирования

-усиления

-преобразования

-индикации эл. магнитных колебаний (волн),

управление потоками эл. маг. Энергии, выполнение арифметических и логических операций, хранение, передача, обработки информации.

Твердотельные приборы по сравнению с вакуумными приборами обладают преимуществами:

-значительно меньшие габаритные размеры и масса

-низкие рабочие напряжения, более высокие надежность и долговечность,

-устойчивость к вибрациям и ударам

-меньшая стоимость

Начало 1948 создание п/п транзистора

Создание интегральных микросхем 1958г.

2. Основные направления ТвТЭл-ки

Твердотельная электроника (ТТЭ)

-микроэлектроника(МЭ)

-интегральная МЭ (ИМЭ)

-функциональная электроника (ФЭ)

Задачи МЭ – изучение особенностей эл-х и др. физ. процессов и явл. в малых объемах ТВ. тел, разработка микроминиатюрных ТТ приборов ИС, объединяющие на одном кристалле 1000, 10000, Эл-тов (транзисторы)

Миллионы

В настоящее время основными тенденциями развития МЭ явл. технологическая интеграция все большего числа элементов и микроминюатиризация.

ИМЭ использует классические методы схемы радиотехники, теорию Эл-х цепей и основана на принципе технологической интеграции статических неоднородностей

Развитие современной МЭ

Дальнейшее развитие → к рядам проблемам и сложностям

технологические ограничения

-снижение коэф. выхода годных

-значительное увеличение площади занимаемые межсоединений

-повышение стоимости технологических процессов и оборудования

↓ технологических размеров → к физ. ограничениям

- возрастает удельная рассеиваемая мощность

-↑ падений напряжений на межсоединениях малых размеров

- возникает проблема пробивных напряжений

- возрастает роль эффектов туннелирования и просачивание электронов

-↑ влияние электропереноса

В итоге уменьшение надежности Инт. миниат. микросхем

На современном этапе развития уровень требований возрастает

-многоканальность

-многофункциональность

-повышение скорости, надежности и эффективности

-улучшение помехозащищенности

-обеспечение Эл-маг совместимости и скрытности

-снижение массы и габаритов

ФЭ - это направление ТТЭ, охватывающая вопросы использования разнообразных физ. явлений в твердых средах для интеграции различных функций в объеме одного твердого тела и создание устройств на этой основе

3. Функциональная электроника. Задачи и преимущества

ФЭ это направление ТТЭ, охватывающая вопросы использования разнообразных физ. явлений в твердых средах для интеграции различных функций в объеме одного твердого тела и создание устройств на этой основе

ФЭ ориентируется на преимущественное использование волновых процессов и взаимодействия Эл-маг полей с электронами и атомами в твердых средах

Устройства ФЭ более надежные

4. Физические принципы интеграции функциональной электроники. Схемотехническая и функциональная интеграции

Основные физ. явл. и процессы используемые в ФЭ

Оптические явления, акустические, фазовые переходы, квантовые, креогенные, плазменные, п/п(ые) электро-хим. процессы, тепловые явл. самоорганизации

МЭ

-схемотехническая (технологическая) интеграция

-локальная интеграция

-носители информации е

-традиционная ячейка состоит из большого числа статических неоднородностей

Статич. Неоднород.- это локальная область на пов-ти или в объеме среде с отличием от окружающ. среды свойствами, создаваемая технологическими методами в ходе необратимых производственных процессов и сохраняющая свои характеристики в течении всего срока эксплуатации

С.П. жестко связанно с системой

Сов-ть С.Н. позволяет генерировать хранить информацию

ФЭ

-физическая (функциональная) интеграция физ. явлений

-интеграция во всем объеме кристалла

-носители информации – Динамическая неоднородность

ДН представляет собой локальное неравновесное состояние в однородной протяженной среде лок. с отл. от среды и св-ми, создаваемое в результате обратимых физ. процессов неимеющей внутри себя статических неоднородностей, способной перемещаться по контенуальной среде и взаимодействовать со статическими неоднородностями или Д.Н. того же или другого типа.

Взаимодействие неоднородностей положено в работу ФЭ

ФЭ ориентируется на преимущественное использование волновых процессов и взаимодействия Эл-маг полей с электронами и атомами в твердых средах