В статье расскажем о проблеме современного общества электронщиков. Описание проблемы, выводы и пути выхода из данной ситуации.
Наука не может формироваться без участия людей ею увлечёнными.
Только при наличии времени, сил и полном погружении этих
людей в ими любимое дело может получиться великое.
Рисунок 1. К чему приводят благие намерения.
В данной статье мне хотелось бы описать одну из связанных с электроникой проблем – проблему современного сообщества электронщиков и описать ряд выходов, которые я вижу из данного состояния.
Как мне пришла в голову идея сделать данную статью.
Дело в том, что уже достаточно давно я веду видеоблог на своём канале YouTube. Как то раз у меня прям накипело и я записал вот это видео, в котором, подготовившись, я описал фриланс в электроники
Потом, получив огромную отдачу от подписчиков я снял второе видео про те проблемы с которыми сталкивается электронщики и люди связанные с производством чего-то нового в России. В нём я достаточно детально, на мой взгляд, рассмотрел основные проблемы с которыми сталкивался я и мои коллеги.
Вот сейчас у меня снова накипело, и это не описано в вышеизложенном материале. По этому я решил записать видео и написать статью. Повторение в письменном материале необходимо по тому, что это затрагивает разные возрастные аудитории современных инженеров. Поколению которому сейчас 18-26 лет (я как раз оттуда) о новой информации проще узнавать что-то слушая, пока чертишь или что-то делаешь. Лицам по старше, куда проще прочитать статью и подчерпнуть информацию из неё. Школьная аудитория как правило не посещает мой сайт/канал на ютубе и так далее, так как просто занимается немножко другими вещами.
Описание сути описываемой проблемы.
Проблемой я хотел бы выделить: само сообщество отечественных электронщиков. Мы, как и любое общество, имеем несколько специфичный высокопрофессиональный язык, на котором общаемся между собой (феты, соки, камни и т.д.), состоим из большой массы людей со схожими интересами, поэтому я считаю, что можно выделить сообщество электронщиков в России. Проблема заключается не в межличностных отношениях, а в систематических косяках, с которыми сталкиваются люди в данном сообществе.
Первый из них хорошо описывается моим недавним примером: Коллега подсунул контрафактный footprint Micro-USB разъёма, что повлекло ряд моих сложностей в проектной работе. Хронология событий примерно такая:
1. Я собирался сделать сильную доработку одного из своих проектов по КВ измерительному оборудованию. Мой коллега и хороший знакомый, который активно продвигает эту тему уже давно просил меня сделать удобный и привычный всем разъём Micro-USB на плате для зарядки носимого устройства. Я занялся поиском походящих готовых футпринтов и мой старый знакомый Мистер Х поделился своим футпринтом, со ссылкой что он делал такое и у него уже всё отлажено.
2. Перед тем как использовать данный футпринт я у Мистер Х ещё раз спросил, использовал ли он данный футпринт. На это он ответил что да, и я сам нашёл в его альбоме в соц.сети снимки с подтверждением. Я довольно быстро добавил его в свой проект и с полной уверенностью отдал платы на производство.
Рисунок 2. Фотография с готовой платы с производства
3. Как оказалось, в нём была технически не выполнимая черта и производство ПП(печатных плат) вернули мне её, указав на явный косяк. Связанно с тем, что они не могут сделать хитрый металлизированный пропил с отношением диаметров менее 2 к 1. Ну, я не растерялся и быстренько это поправил. После этого я написал автору, на что получил довольно странный ответ: «футпринт не мой, делал кто-то там, проверяй сам, я тут не причём». И тут он оказался прав. Я осознал, что не подошёл к полученной информации критически и допустил из-за этого ошибку.
Рисунок 3. Фотография с производства
4. Как оказалось, стандартный разъём в полученный футпринт не лез, но при помощи «молотка и упорства» разъём был установлен в полученный футпринт. Надо отметить, что подходящий USB разъём я нашёл только в Митино. В остальных магазинах были другие, которые не вызывали у меня чувства надёжности и футпринтов которых у меня и сейчас нету.
Рисунок 4. Фотография самого разъёма.
5. Неожиданное продолжение эта история получила после полной сборки и отладки устройства. Я обнаружил, что в разъёме все пины поменяны местами. Это привело к гибели двух ltc4054 и потере моего авторитета как разработчика в глазах коллеги. Судя по всему номера человек присваивал по первой картинке в гугле, на которой указан РАЗЪЁМ НА ШЛЕЙФ. В результате пришлось проявить не дюжее мастерство во владении ножом, чтобы аккуратно обрезать часть полигон на плате и подпаять проводами (выглядит мерзко) к ltc4054.Фотографию этого дела мне стыдно показывать, по этому на сайт я её не повешу.
Если абстрагироваться от меня конкретно.
Поставленная проблема носит не единичный случай проявления. Как только я написал о этом в своей группе в ВК(в 1 час ночи) в группе появилось ряд комментариев, а мне в сообщениях пришло несколько аналогичных ситуаций, в которые попадали люди. Возможных причин в этом я вижу 4:
1. Полная безответственность за свою работу. Дело в том, что многие молодые и не очень инженеры даже в крупных компаниях делают работы, которые не идут дальше ящика под столом, ежедневно очищаемого уборщицами. В таких проектах не имеет разницы: можно ли сделать проект или нет, работает он или нет и так далее. Такие проекты обычно делают сотрудники в первые полгода-год своей работы, чтобы руководство и окружающие притёрлись друг к другу.
2. Намеренное вредительство со стороны Мистера Х. Я до сих пор не знаю с чем оно может быть связано. Но люди разные, и может быть человеку не понравился мой характер или ещё что-то? – возможно. Точно я сказать не могу. Но в общем смысле эта штука не правильная с моей точки зрения: «Если мне кто-то не нравиться, я просто ему не помогаю, или помогаю по его просьбе, если мне это не составляет трудностей.»
3. Систематические косяки в устройствах, которые никто не фиксирует. Такое бывает. За время хождений по собеседованиям я видел кучу компаний, которые прямо со входа показывали какие они значимые и как они сделали 40-50 своих уникальных устройств (это прям много) из разных областей техники, большая часть которых просто не запускалась или имела прям очень большие косяки. Может быть, Мистер Х занимается именно этим и ничем другим. Я опять же не знаю.
4. Это ещё студенческая работа Мистера Х. Когда ты в вузе всем глубоко наплевать на такие мелкие детали.
(если у вас есть свои варианты почему происходят такие вещи, радостно прошу написать мне и я добавлю ваше мнение при достижении взаимного понимания)
Выводы которые я вынес из данного материала:
1) Теперь я никогда в жизни не буду использовать чужие футпринты, до получения либо заводского подтверждения правильности выполнения футпринта (руками пощупать и детально просмотреть этот кусочек проекта в электронном виде), либо до проверки на своих отладках при помощи ЛУТ.
2) Я не буду идти на поводу у заказчика и впихивать в серийное устройство что-то не обкатанное. Как показало данное устройство (фото ниже), оно получается идеальным, если использовать обкатанные узлы и детально проработать мелкие моменты.
Рисунок 5. Фотография устройства в корпусе
3) Теперь я буду оценивать качество окружающих меня инженеров, которые так стремятся со мной общаться не по уровню их проектов, а по вот таким мелким деталям. Просто на деле может оказаться, что программист на Java/С работающий в компании по производству электроники в свободное от работы время трассирует платы студентам и поливает всей фикалиями на форумах по DC-DC преобразователям, хотя он на практике ни разу не собирал свои преобразователи (ну или отчётливо осознал почему бывают разные пироги как тут: ссылка на L5973). Если ты программист Java/С и большую часть времени ты занимаешься Java/С а всем остальным по остаточному признаку, то я вижу прям фантастически классную тему для обсуждения Java/С, но вот в теме железа я буду требовать прям натурные данные.
4)Никогда не стоит поддаваться панике из-за сроков. Это приводит к большому числу ошибок и проблем.
Пути выхода из данной ситуации.
1. Введение персональной ответственности за свою работу. Я лично всегда отвечаю за все косяки в своих устройствах. Даже если использую чужие части.
2. Нужно чётко заниматься любимым делом. Если это ваше любимое дело, то вы это поймёте. Если нет, то не стоит и пытаться.
Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники Дисциплина для магистерской подготовки по направлению
Занятие 1 () Введение Характеристика профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки Структура и содержание дисциплины
Объем дисциплины и виды учебной работы Семестр: 11 Дисциплина: Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники Направление подготовки: (2 чел) Полная трудоемкость дисциплины в зачетных единицах (ЗЕ) - 4 Лекции: - 9 часов Практические занятия: - 36 часов Лабораторные занятия: - Внеаудиторная СРС: - 63 часа Вид аттестации: экзамен
Введение Характеристика профессиональной деятельности магистра по направлению подготовки «Радиотехника»
ООП по направлению Выпускник по направлению подготовки «Радиотехника» с квалификацией (степенью) «магистр» в соответствии с задачами профессиональной деятельности и целями основной образовательной программы должен обладать следующими общекультурными компетенциями (ОК): способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно- производственного профиля своей профессиональной деятельности (ОК-2); способностью использовать на практике умения и навыки в организации исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом (ОК-4);
ООП по направлению (продолжение) Выпускник должен обладать также следующими профессиональными компетенциями (ПК): общепрофессиональные: способностью понимать основные проблемы в своей предметной области, выбирать методы и средства их решения (ПК 3); По видам деятельности: проектно-конструкторская деятельность: способностью анализировать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников (ПК 7);
ООП по направлению (продолжение) научно-исследовательская деятельность: готовностью к составлению обзоров и отчетов по результатам проводимых исследований, подготовке научных публикаций и заявок на изобретения, разработке рекомендаций по практическому использованию полученных результатов (ПК 20); организационно-управленческая деятельность: способностью разрабатывать планы и программы инновационной деятельности в подразделении (ПК 25).
Сайты Интернета 1. – сайт ФГУ ГНИИ ИТТ "Информика"; – федеральный интернет-портал «Нанотехнологии и нанаматериалы»; – сайт «Нормативные документы»; – сайт «Метрология. Метрологическое обеспечение производства»; – сайт нанотехнологического сообщества; 6. www. quality21.ru – сайт «Качество XXI век»;www. quality21.ru 7. – сайт компании «National Instruments»; – сайт журнала Сибирского федерального университета сайт журнала «Нано- и микросистемная техника» сайт института проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов РАН
Стандарты ГОСТ РВ ГОСТ РВ Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Системы менеджмента качества. Общие требования ГОСТ РВ Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Стадии жизненного цикла изделий и материалов ГОСТ РВ 0015–101–2010 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Тактико- техническое (техническое) задание на выполнение научно- исследовательских работ ГОСТ РВ –2001 Система разработки и постановки продукции на производство. Военная техника. Порядок выполнения научно-исследовательских работ и их составных частей. Основные положения ……
Стандарт ГОСТ РВ
ГОСТ РВ
ГОСТ РВ СРПП ВТ. Системы менеджмента качества. Общие требования РОССТАНДАРТ (Приказ 6-ст от) принял государственный военный стандарт РФ ГОСТ РВ взамен ГОСТ РВ (действует с).
Стандарт ГОСТ РВ
Стандарт ISO 9001:2008 Системы менеджмента качества. Требования 7.3 Проектирование и разработка Планирование проектирования и разработки Организация должна планировать проектирование и разработку и управлять этими процессами. В ходе планирования проектирования и разработки организация должна устанавливать: a) стадии проектирования и разработки; b) проведение анализа, верификации и валидации, соответствующих каждой стадии проектирования и разработки; c) ответственность и полномочия в области проектирования и разработки.
ПОТРЕБИТЕЛЬ ТРЕБОВАНИЯ Постоянное улучшение СМК Модель СМК на основе процессного подхода Измерение, анализ, улучшение 7.Процессы ЖЦП Ответственность руководства ПОТРЕБИТЕЛЬ УДОВЛЕТВОРЕННОСТЬ (4.2,4.9,4.10) (4.3) (4.4) (4.6) (4.7,4.8,4.9,4.10, 4.12,4.15,4.19) (4.13) (4.2) (4.2,4.5) (4.2) (4.5) (4.16) (4.1) (4.1,4.18) (4.1,4.9) (4.9) (4.1,4.2) (4.3) (4.1) (4.1,4.2) (4.1) (4.2) (4.10,4.17,4.20) (4.9,4.10,4.17,4.20) (4.13) (4.14,4.20) (4.1,4.14) Продукция ВыходВход Деятельность, добавляющая ценность (стоимость) Информационный поток 6.Менеджмент ресурсов 4.СМК ISO 9001:2008 ISO 9001:1994
Стандарты ГОСТ Р (Совместимость технических средств электромагнитная) ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 1. Общие технические требования и методы испытаний ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 2. Частные требования к оборудованию пейджинговых систем связи ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 3. Частные требования к устройствам малого радиуса действия, работающим на частотах от 9 кГц до 40 ГГц …… ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 6. Частные требования к оборудованию цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT) ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 7. Частные требования к подвижному и портативному радиооборудованию и вспомогательному оборудованию систем цифровой сотовой связи (GSM и DCS) ……
Периодические издания (издательство «Радиотехника») Журналы: Успехи современной радиоэлектроники; Спутниковые системы связи и вещания; Нанотехнологии: разработка, применение XXI век; Наноматериалы и наноструктуры XXI век; Вакуумная, плазменная и твердотельная электроника
Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий В монографии представлены труды Научной школы моделирования, информационных технологий и автоматизированных систем (НШ МИТАС) профессора А.С. Шалумова и Научной школы «АСОНИКА» профессора Кофанова Ю.Н.
Акустооптические процессоры спектрального типа Рассмотрены акустооптические процессоры спектрального типа, являющиеся перспективным классом устройств функциональной электроники, расширяющим возможности современных средств обработки сигналов. Предложены оригинальные структуры акустооптических спектроанализаторов с пространственным и временным интегрированием, описаны планарные акустооптические спектроанализаторы и акустооптические спектрометры.
Технология RFID Технология радиочастотной идентификации использует энергию электромагнитного поля для чтения и записи информации на небольшое устройство - RFID - метку. Информация на ней может перезаписываться и дополняться. Память RFID - метки может содержать следующую информацию: уникальный идентификационный номер информацию об объекте
Сведения об RFID - системе По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на системы: ближней идентификации (считывание производится на расстоянии до 20 см); идентификации средней дальности (от 20 см до 5 м); дальней идентификации (от 5 м до 100 м) Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая антенна для приёма и передачи сигнала.
Способы записи информации на метки Способ записи информации зависит от конструктивных особенностей метки. В зависимости от этого различают следующие типы меток: - RO-метки (Read Only) работают только на считывание информации. Необходимые для хранения данные заносятся в память метки изготовителем и не могут быть изменены или удалены в процессе эксплуатации. - WORM-метки (Write Once Read Many) для однократной записи и многократного считывания информации. Они поступают от производителя без каких-либо данных пользователя в устройстве памяти. Необходимая информация записывается самим пользователем, но только один раз. При необходимости изменить данные потребуется новая метка. - R/W-метки (Read/Write) многократной записи и многократного считывания информации.
Учебное задание Изучить требования ФГОС и содержание ООП по направлению «Радиотехника» (магистр); Изучить содержание статьи «Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века»; Познакомиться с содержанием электронного учебно- методического комплекса по дисциплине. Примечание: учебные материалы размещены на портале НовГУ (учебные материалы > Исаев Владимир Александрович > Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники > …)
Исаев Владимир Александрович > Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники > …)">
Список литературы 1. Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: учебная программа дисциплины / В. А. Юзова, Г. Н. Шелованова. - Красноярск: ИПК СФУ, Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники: курс лекций / Г. Н. Шелованова. - Красноярск: ИПК СФУ, Борисенко В.Е. Наноэлектроника - основа информационных систем XXI века // Соросовский образовательный журнал, 1997, 5, с Устройство и принцип работы просвечивающего электронного микроскопа: Электронное учебно-методическое пособие / А.И. Бобров, А.В. Пирогов, Н.О. Кривулин, Д.А. Павлов; под редакцией Д.А. Павлова. - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, с.
Список литературы (продолжение) 5. ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 6. Частные требования к оборудованию цифровой усовершенствованной беспроводной связи (DECT) 6. ГОСТ Р Технические средства радиосвязи. Часть 7. Частные требования к подвижному и портативному радиооборудованию и вспомогательному оборудованию систем цифровой сотовой связи (GSM и DCS) 7. Автоматизированная система АСОНИКА для моделирования физических процессов в радиоэлектронных средствах с учетом внешних воздействий / Под ред. А.С. Шалумова. - М: Издательство «Радиотехника», – 424 с.
Спасибо за внимание! Тел.: (8162)
Я рассказал о двух распространенных проблемах, связанных с электроникой. Это выход из строя стабилизатора AMS1117 на Arduino и не функционирующий нормально подогрев стола. Сегодня - про шаговые двигатели.
Откровенно "мертвые" шаговые двигатели - явление, встречаемое нечасто. И спалить их тоже надо постараться. Так что, пожалуй, самое популярное - это обрыв провода или некачественный обжим разъема. Или перепутанный порядок контактов в разъеме.
Нормальная работа шагового двигателя.
Отрываем таракану две лапки, свистим - таракан убегает.
Отрываем таракану четыре лапки, свистим - таракан убегает.
Отрываем таракану все лапки, свистим - таракан на месте.
Вывод: таракан без лапок не слышит.
"Тестовый стенд".
Отважный доброволец.
Основной симптом - вместо вращения вал двигателя дергается с небольшой амплитудой. Похоже на блокировку (когда по какой-то причине у двигателя не хватает силенок), но это не оно - двигатель аналогично себя ведет без нагрузки.
Не вникая в подробности устройства шаговых двигателей, изложу минимум. Две пары проводов, соответствующие двум обмоткам. Порядок контактов в разъеме, подключаемом к плате управления, таков: один конец одной обмотки, второй конец той же обмотки. Затем один конец второй обмотки и второй конец ее же. Отсюда вывод следующий: для первичной проверки берем мультиметр и на отключенном от платы двигателе измеряем сопротивление между контактами первой пары. Норма - единицы Ом. То же самое касается второй пары.
Сопротивление обмотки 17HS8401.
И вот здесь возможны варианты.
Обрыв
Отрываем одну лапку.
Та же оторванная лапка, малая скорость.
Одна пара в норме, другая - в обрыве. Хорошо, если на другом конце провода тоже есть разъем, тогда можно его отсоединить и методом прозвонки найти проблемный провод. Плохо, когда разъема нет (провода входят прямо в корпус двигателя). В любом случае, наиболее вероятны две причины - провод перебит где-то в середине (ищем сильные заломы и растяжения). И вторая - изначально плохой обжим или обрыв в разъеме. В этом случае разбираем разъем. Скорее всего, это будет "дюпонт" - черный, плоский. Тонким ножом или "часовой" плоской отверткой необходимо отжать защелку и вытащить провод с металлическим наконечником. Затем извлеченное визуально диагностируется (возможно, потребуется увеличительное стекло). Да, еще может быть разъем XH - белый такой, который невозможно воткнуть "неправильно". Разбирается чуть сложнее - нужно иголкой поджать усик наконечника, в прорези его видно.
Наконечник "дюпонта" в девственном состоянии.
Предполагается, что двумя зубчиками обжата изоляция провода, а еще двумя - собственно зачищеные жилки. Бывает, что обжата только изоляция, а жилки обломлены. Или обеими парами зубчиков зажата изоляция, контакта нет. Тут нужно действовать по ситуации и возможностям - например, пропаять наконечник (при отсутствии навыка велика вероятность залить его полностью припоем и испортить). Или приобрести наконечник в радиолавке, обрезать провод, зачистить и обжать заново (делается это специнструментом - обжимкой, но можно наловчиться и маленькими плоскогубцами). Наконец, если надо "прям ща, и ничего нет" - временно припаять провода прямо к управляющей плате. Не рекомендую, но в каких-то случаях может быть единственно возможным аварийным вариантом.
Перепутанный порядок
Перепутанный порядок.
Бывает так, что двигатель собирался слепым китайцем в пятницу вечером. И он воткнул провода, например, следующим образом: 1A 2A 1B 2B, где 1 и 2 - номера обмоток, A и B - один и второй конец обмотки. Нормальный порядок - 1A 1B 2A 2B. Значит, нам нужно вытащить из корпуса разъема провода 2A и 1B и поменять местами.
Коза
Самое противное - если какие-то провода "звонятся" накоротко, т.е., с нулевым сопротивлением. Вот тут, если визуальный осмотр кабеля и разъемов ничего не дал, может понадобиться вскрытие двигателя. Операция несложная, но требует аккуратности. Откручиваем четыре винта, снимаем крышку (тут может потребоваться нож или что-то подобное, острое и жесткое), не теряем пружинные шайбы. Смотрим с умными видом во внутренности и ищем, может ли там что "коротить". К сожалению, более конкретной методики поиска неисправности в данном случае я не предложу.
Вскрытый 17HS8401.
Закругляясь, отмечу, что часто встречаемое "дырдырдырканье" двигателя экструдера, когда он не может пропихнуть филамент в сопло, как правило, НЕ относится к проблемам электроники. Это может быть, например, симптомом плохого охлаждения термобарьера. Или недостаточной температуры нагревателя. Или сопло уперлось в стол и филамент просто некуда давить. Обычно двигатель тут ни при чем. Если, конечно, нормально настроено ограничение тока драйвера…
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники». включающего учебную программу дисциплины, лабораторный практикум, пособие по курсовой работе, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Актуальные проблемы современной электроники и наноэлектроники. Презентационные материалы».
В данном издании представлены материалы, отражающие современное состояние микро- и наноэлектроники, а также перспективы развития этих отраслей.
Предназначен для студентов направления подготовки магистров 210100.68 «Электроника и микроэлектроника» укрупненной группы 210000 «Электроника, радиотехника и связь», а также может быть использован всеми интересующимися электроникой и наноэлектроникой.
Микрокластеры и их энергетическое состояние.
В ряде случаев традиционный подход к управлению свойствами полупроводниковых материалов наталкивается на принципиальные ограничения:
отсутствие в природе примесей с подходящими свойствами;
низкий предел растворимости атомов многих примесей в кристаллической решетке полупроводника;
высокая концентрация электрически активных собственных дефектов решетки в легированном материале и др.
В связи с этим в последние годы активно развивается новый подход к управлению свойствами полупроводников, основанный на формировании в полупроводниковой матрице наноразмерных кластеров, в состав которых могут входить атомы вводимых примесей, атомы собственных компонентов, а также собственные точечные дефекты кристаллической решетки.
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ
ЛЕКЦИЯ 1 РОЛЬ ПОВЕРХНОСТИ В СОЗДАНИИ УСТРОЙСТВ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ
1.1. Поверхность и её свойства
1.2. Поверхностный потенциал
1.3. Поверхностные состояния. Уровни Тамма
1.4. Быстрые и медленные поверхностные состояния
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 2 МИКРО- И НАНОРАЗМЕРНЫЕ АТОМНЫЕ КЛАСТЕРЫ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ И ИХ СВОЙСТВА
2.1. Микрокластеры и их энергетическое состояние
2.2. Методы получения и применения структур с атомными кластерами
2.3. Межфазные границы и их свойства
2.4. Возможность формирования структур с минимальным рассогласованием по параметрам решетки
2.5. Напряженные полупроводниковые структуры, их свойства и применение
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 3 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ВИДОВ ЭПИТАКСИИ
3.1. Достижения молекулярно-лучевой эпитаксии
3.2. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 4 СОЗДАНИЕ ИНТЕГРАЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ МЕТОДАМИ ЛИТОГРАФИИ
4.1. Традиционная фотолитография и ее проблемы
4.2. Электронно-лучевая литография
4.3. Рентгеновская литография
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 5 ЛИТОГРАФИЯ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
5.1. Методы безмасочной технологии
5.2. Электронный и ионный луч как инструмент современной технологии
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 6 КВАНТОВЫЕ ОСНОВЫ НАНОИНЖЕНЕРИИ
6.1. Эффект размерного квантования
6.2. Квантовое ограничение
6.3. Интерференционные эффекты
6.4. Туннелирование
6.5. Устройства на основе квантовых эффектов
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 7 НИЗКОРАЗМЕРНЫЕ КРЕМНИЕВЫЕ СРЕДЫ
7.1. Актуальность использования низкоразмерного кремния в производстве изделий микро- и наноэлектроники
7.2. Формирование низкоразмерного кремния
7.3. Структурные модификации пористого кремния
7.4. Применение низкоразмерного кремния
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 8 ТЕХНОЛОГИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР
8.1. Введение
8.2. Механизмы эпитаксиального роста тонких пленок
8.3. Жидкофазная эпитаксия
8.4. Газофазная эпитаксия из металлоорганических соединений
8.5. Молекулярно-лучевая эпитаксия
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 9 КВАНТОВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
9.1. Введение
9.2. Размерное квантование. Квантовые точки
9.3. Изготовление гетероструктур с квантовыми точками
9.4. Методы исследования СКТ
9.5. Лазеры на самоорганизованных квантовых точках
9.6. Сверхрешетки
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 10 МНОГОСЛОЙНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ
10.1. Многослойное осаждение посредством магнетронного распыления
10.2. Электролитическое осаждение
10.3. Поверхностные наноструктуры
10.4. Получение поверхностных структур методом МЛЭ
10.5. Получение поверхностных структур методом газофазной эпитаксии
10.6. Химическая сборка поверхностных наноструктур
10.7. Низкоразмерные структуры на основе пористого кремния
10.8. Углеродные нанотрубки
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 11 ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА СВЕРХПРОВОДИМОСТИ
11.1. Понятие сверхпроводимости
11.2. Сверхпроводники первого и второго рода
11.3. Теория Бардина - Купера - Шриффера
11.4. Эффект Джозефсона
11.5. Эффект Мейснера
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 12 ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ
12.1. История открытия высокотемпературной сверхпроводимости
12.2. Методы получения ВТСП пленок
12.3. Применение ВТСП материалов
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 13 МИКРОВОЛНЫ И ИХ ПРИРОДА
13.1. Открытие теплового воздействия микроволн
13.2. Физическая природа микроволн
13.3. Микроволновая передача и средства связи
13.4. Сверхвысокочастотная терапия
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 14 ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА МИКРОВОЛНОВЫХ СИСТЕМ
14.1. История создания лазера
14.2. Полупроводниковые лазеры
14.3. Нанолазеры
14.4. Светоизлучающие диоды
14.5. Оптоволоконные кабели
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 15 СИСТЕМЫ СВЯЗИ
15.1. Системы телевизионного вещания
15.2. Спутниковая связь
15.3. Мобильная связь
15.4. Сотовая связь
15.5. Оптоэлектронные системы
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 16 ТЕМПЕРАТУРНАЯ И РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ИЗДЕЛИЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХ
НИКИ
16.1. Введение
16.2. Температурная стойкость и механизмы теплопередачи
16.3. Способы теплоотвода
16.4. Перспективные жидкие диэлектрики для охлаждения
16.5. Криогенная электроника
16.6. Влияние радиации на параметры электронных устройств
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 17 ПЕРСПЕКТИВЫ КРЕМНИЯ КАК МАТЕРИАЛА ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
17.1. Структуры «кремний-на-изоляторе» и их преимущества
17.2. Технологии изготовления структур КНИ
17.3. Структуры КНС, их преимущества и перспективы применения
17.4. Преимущества и перспективы карбидокремниевой электроники
Вопросы для самопроверки
ЛЕКЦИЯ 18 МАТЕРИАЛЫ И СТРУКТУРЫ ЭКСТРЕМАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
18.1. Карбид кремния - материал для экстремальной электроники
18.2. Возможности углерода в решении задач экстремальной электроники
18.3. Структуры и приборы экстремальной электроники
Вопросы для самопроверки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
Одна из основных проблем, стоящих перед электроникой, связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии.
Эта проблема решается путем:
создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10 -11 сек;
увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона и более транзисторов размером менее 1-2 мкм на основе использования нанотехнологий и в перспективе – молекулярной электроники;
использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей, сверхпроводников;
разработки запоминающих устройств емкостью несколько гигабайт на одном кристалле;
применения лазерной и электронно-лучевой коммутации;
расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к мини-ЭВМ на одном кристалле);
перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трехмерной (объемной) и использования сочетания различных свойств твердого тела в одном устройстве;
разработки и реализации принципов и средств стереоскопического телевидения, обладающего большей информативностью по сравнению с обычном;
создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи;
разработки мощных, с высоким к.п.д., приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса).
Одна из тенденций развития электроники – проникновение ее методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии).
2. Элементы электронных схем
Современные электронные схемы содержат в качестве нелинейных элементов большое количество функциональных компонентов, основанных на использовании свойств полупроводниковых материалов.
Полупроводниковые материалы (германий, кремний) по своему удельному электрическому сопротивлению ρ занимают место между проводниками и диэлектриками (ρ =10 -3 …10 8 Ом-см ). Разная величина проводимости у металлов, полупроводников и диэлектриков обусловлена разной величиной энергии, которую надо затратить на то, чтобы освободить валентный электрон от связей с атомами, расположенными в узлах кристаллической решетки. Причем проводимость полупроводников в значительной степени зависит от наличия примесей и температуры.
В полупроводниках присутствуют подвижные носители зарядов двух типов: отрицательные электроны и положительные дырки.
Чистые (собственные) полупроводники в полупроводниковых приборах практически не применяются, так как обладают малой проводимостью и не обеспечивают односторонней проводимости. Подвижные носители заряда в собственных полупроводниках возникают обычно в результате термогенерации. Техническое применение получили так называемые примесные полупроводники, в которых в зависимости от рода введенной примеси преобладает либо электронная, либо дырочная проводимость. В зависимости от типа проводимости (основных носителей заряда) полупроводники подразделяются на полупроводники р -типа (дырочного типа) и n -типа (электронного типа). Концентрация основных носителей определяется концентрацией примеси и практически не зависит от температуры, так как уже при комнатной температуры все атомы примеси ионизированы, а число основных носителей, возникающих за счет генерации пар электрон-дырка, пренебрежительно мало по сравнению с общим числом основных носителей. В то же время концентрация неосновных носителей мала и сильно зависит от температуры, увеличиваясь в 2-3 раза при увеличении температуры на каждые 10°С.
Рассматриваемые электронные приборы представлены на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Классификация электронных полупроводниковых приборов
