Главная страница  Полупроводниковые электровакуумные приборы 

[0] [ 1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145]

ством Н. д. Папалекси и М. А. Бонч-Бруевича. Однако отсутствие в стране необходимой производственной базы затрудняло работу по созданию новых типов электронных ламп.

После Великой Октябрьской социалистической революции начала создаваться отечественная радиотехническая промышленность. В 1918 г. по инициативе В. И. Ленина организуется Нижегородская радиолаборатория под руководством М. А. Бонч-Бруевича - первое научно-исследовательское учреждение по вопросам радио и электровакуумной техники. Уже в 1919 г. в лаборатории были изготовлены образцы отечественных приемно-усилительных радиоламп, а в 1921 г. впервые в мировой практике разработаны мощные электронные лампы с водяным охлаждением.

Сушественный вклад в развитие электровакуумной техники и налаживаемого массового производства радиоламп внес коллектив построенного в 1922 г. Ленинградского электролампового завода, впоследствии (с 1928 г.) именуемого «Светлана».

В дальнейшем развитие электровакуумных приборов для усиления и генерирования электрических колебаний шло быстрыми темпами. Освоение радиотехникой гектометровых (XlOOO-f-100 м) и декаметровых (Я,= 100-10 м) волн потребовало разработки высокочастотных ламп. В 1924 г. были изобретены четырех-электродные лампы (тетроды), в 1930 г. - пятиэлектродные (пентоды), в 1935 г. - многосеточные частотно-преобразовательные лампы (гептоды).

В 30-х и начале 40-х годов наряду с усовершенствованием обычных ламп были разработаны лампы для дециметровых (Я-100- 10 см) и сантиметровых (Я,= 10ч-1 см) волн - магнетроны, клистроны, лампы бегущей волны. Одновременно с разработкой электронных ламп были созданы электронно-лучевые, фотоэлектрические, ионные приборы, в создание которых существенный вклад внесли советские инженеры. К середине 30-х годов в основном сформировалась ламповая электроника.

Развитие электровакуумной техники в последующие годы шло по-пути уменьшения габаритов приборов (их миниатюризации), улучшения их параметров, увеличения рабочей частоты, повышения надежности и долговечности в условиях динамических нагрузок и изменений климатических условий (температуры, влажности, давления).

Третий период развития электронных приборов относится к концу 40-х и началу 50-х годов, характеризующихся бурным развитием дискретных полупроводниковых приборов. Развитию полупроводниковой электроники предшествовали работы в области физики твердого тела. Большие заслуги изучения физики полупроводников принадлежат школе советских физиков, длительное время возглавляемой академиком А. Ф. Иоффе. Теоретические и экспериментальные исследования электрических свойств полупроводников, выполненные советскими учеными А. Ф. Иоффе, И. В. Курчатовым, В. П. Жузе, В. Г. Лошкаревым и другими, позволили создать стройную теорию полупроводников и определить пути их применения.



Первые промышленные образцы полупроводниковых приборов - транзисторов, способных усиливать и генерировать электрические колебания, были предложены в 1948 г. С появлением транзисторов начинается период покорения электроники полупроводниками. Способность транзисторов работать при низких напряжениях и токах позволила уменьшить размеры всех элементов в схемах, открыла возможность миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры. Одновременно с разработкой новых типов приборов велись работы по совершенствованию технологических методов их изготовления. В первой половине 50-х годов был разработан метод диффузии легирующих примесей в полупроводниковые материалы, а в начале 60-х годов - планарная и эпитаксиальная технология, на многие годы определившие прогресс в производстве полупроводниковых структур.

50-е годы знаменуются открытиями в области физики твердого тела и переходом к квантовой электронике, приведшей к развитию лазерной техники. Большой вклад в развитие этой отрасли науки и техники внесли советские ученые Н. Г. Басов и А. М. Прохоров, удостоенные Ленинской (в 1959 г.) и Нобелевской (в 1964 г.) премий.

Четвертый период развития электроники берет начало в 60-е годы. Он характеризуется разработкой и практическим освоением интегральных микросхем, совместивших в едином технологическом цикле производство активных и пассивных элементов функциональных устройств. Уровень интеграции БИС достигает тысяч элементов в одном кристалле. Освоение выпуска больших и сверхбольших интегральных схем позволило перейти к созданию функционально законченных цифровых устройств - микропроцессоров, рассчитанных на совместную работу с устройствами памяти и обеспечивающих обработку информации и управление по заданной программе.

Достижения полупроводниковой электроники явились базой для создания микроэлектроники. В настоящее время развитие электроники идет по пути микроминиатюризации радиоэлектронных устройств, повышения надежности, экономичности электронных приборов и интегральных микросхем ИМС, улучшения их качественных показателей, уменьшения разброса параметров, расширения частотного и температурного диапазонов. Начатая в 50-е годы «транзисторизация» электронного оборудования и на ближайшие годы останется символом полупроводниковой электроники в ее качественно новом виде - интегральной электронике. Важное значение приобретает развитие нового направления электроники - оптоэлектроники, сочетающей электрические и оптические способы преобразования и обработки сигнала (преобразование электрического сигнала в оптический, а затем оптического снова в электрический). За годы Советской власти,в СССР создана электронная промышленность, обеспечивающая наше народное хозяйство самыми совершенными электронными устройствами.



г л а в а 2

ФИЗИЧЕСКИЕ основы РАБОТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ПРИБОРОВ

§ 2.1. Электропроводность твердых теп

Свойства элементарных частиц. Работа электронных приборов основывается на движении свободных элементарных частиц (электронов, ионов, нейтральных атомов). Электрон является элементарной материальной частицей с отрицательным электрическим зарядом e=l,6-10- Кл. Удельный заряд электрона, т. е. отношение заряда е к массе /По покоящегося электрона, е/то= 1,76-IQi Кл/кг. Масса покоящегося (или движущегося со скоростью, значительно меньшей скорости света) электрона

е 1,6-10-19

тео = ---- 9,1-10-31 кг. (2.1)

° 1,76-1011 1,76-1011 V

Как видим, масса электрона мала, а отношение заряда к его массе велико, поэтому электрон под действием сил электрического поля или других факторов может быстро изменять свою скорость и направление движения. Вследствие этого электронные приборы, будучи включенными в электрические цепи, обеспечивают практически безынерционное изменение в них тока.

Масса движущегося электрона т согласно теории относительности возрастает при увеличении скорости движения

т = то 1 - (г;/с)2, (2.2)

где с - скорость света, равная 3-10* м/с.

Практически различие m и /По начинает ощущаться лишь при скоростях движения, близких к скорости света.

Электрон обладает двойственной природой. С одной стороны, он ведет себя как корпускула (мельчайшая частица с определенным электрическим зарядом), с другой - проявляются его волновые свойства (движущийся электрон возбуждает и испускает электромагнитные волны). Длина волны, возбуждаемой электроном,

\ = hjttvu, (2.3)

где h - постоянная Планка, равная 6,62-10-* Дж-с; тк V - соответственно масса и скорость электрона.

Объединяя корпускулярные и волновые представления об электронах, можно представить более полную интерпретацию их поведения. Сказанное в отношении двойственности свойств электронов в равной мере относится и к ионам, и атомам. В электронных приборах обычно предпочитают представлять элементарные частицы в виде корпускул, так как корпускулярная модель более наглядна для их описания. Взяв в основу изучения процессов в приборах корпускулярную модель, обычно пользуются энергетическим спосо-




[0] [ 1 ] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145]

0.0567