Электроника фанининг мазмуни, электрониканинг ривожланиш босқичлари

Javoblar:

1. 
   Электроника фанининг мазмуни, электрониканинг ривожланиш босқичлари.
   

Elektronika-elektronlar bilan elektronlar o'rtasidagi o'zaro ta'sirni va ma'lumotlarni uzatish, qayta ishlash va saqlash uchun ishlatiladigan elektron qurilmalar va qurilmalarni yaratish usullarini o'rganadigan fan. Elektronika birinchi navbatda inson jamiyatining axborot ehtiyojlarini qondirish uchun mo'ljallangan. Ishlab chiqarish kuchlari va ishlab chiqarish munosabatlarining rivojlanishi yangi texnika va texnologiyalarni yaratishga asoslangan va ommaviy axborot vositalarining rivojlanishi bilan chambarchas bog'liq. Axborot almashish qurilmalarining rivojlanish tarixi bir necha bosqichdan iborat: yuz, ovoz, yozish, kitoblarni chop etish, elektronika harakati va ifodasi.

Elektronika rivojlanishning to'rt bosqichidan o'tdi. Birinchi bosqich 1895 yilda yakunlandi, A. S. Popov simsiz telegrafiya - radio ixtirosi bilan boshlandi.

CHIROQ ELEKTRONIĞI . YARIM SUPERO'TKAZUVCHILAR ELEKTRONIKA . Nanoelektronika. FUNKTSIONAL ELEKTRONIKA. Bioelektronika. Akustoelektronika. MAGNITELEKTRONIKA.

2. 
   Нано ва функционал электроникаларга изоҳ беринг.
   

100 nanometrdan kam bo'lgan elementlarning o'lchamlari bilan integral elektron davrlarni qurishning texnologik va jismoniy asoslarini ishlab chiqadigan elektronika maydoni nanoelektronika deb ataladi. Nanoelektronika atamasi zamonaviy yarim o'tkazgichlarning mikroelektronikasidan o'tishni aks ettiradi, bu erda elementlarning o'lchamlari mikrometr birliklari, kichikroq elementlarga — o'nlab nanometr o'lchamlari bilan o'lchanadi.

Nanorazmerlarga o'tish bilan, sxemalar ko'plab yangi xususiyatlarni ochib beruvchi kvant effektlari ustidan hukmronlik qila boshlaydi va shuning uchun ularning foydali foydalanish istiqbollarini belgilaydi. Va mikroelektronika uchun kvant ta'siri ko'pincha parazit bo'lib qolsa, masalan, tranzistorning hajmini pasayishi bilan uning ishi tunnel ta'siriga aralasha boshlaydi, aksincha, nanoelektronika nanogeterastrukturali elektronika uchun asos sifatida bunday ta'sirlardan foydalanish uchun mo'ljallangan.

3. 
   Био ва акустоэлектрникаларга изоҳ беринг.
   

Bioelektronika (biologik elektronika) - bu juda ishonchli, ishonchli va aqlli hisoblash vositalarini yaratish uchun tirik organizmlar tomonidan axborotni qayta ishlash usullari va tamoyillarini o'rganadigan fan va texnologiya sohasi. Elektron biotexnologiya sohasida biosensorlar va qurilmalar, biochiplarning zamonaviy turlarini yaratish uchun foydalanish mumkin. Biotexnologiyada yarim o'tkazgich asboblarini yaratish mumkin.

Akustoelektronika-bu yuqori chastotali (20 Hz dan ortiq) akustik to'lqinlarni elektr maydoniga va qattiq holatda elektronlarga qo'llash jarayonini o'rganadigan fan va texnologiya sohasi. Akustik elektronikaning 3 asosiy ta'siri bor: akustik to'lqinlarning elektron emishi, akustik to'lqinning tezligini o'zgartirish, akustik ta'sir. Radioelektron tizimlarida akustik to'lqinlardagi ma'lumotlarni uzatish va qayta ishlash akustik to'lqinlarni kechiktirish liniyalarida va stabilizatsiya qilish uchun kvarts rezonatorlarida qo'llaniladi. Quyidagi qurilmalar sirt akustik to'lqinlarda keng qo'llaniladi: televizor filtrlari, akustik tranzistor, akustik to'lqin zaryad konvertori.

4. 
   Магнитоэлектроника ва унинг қўлланиш соҳалари.
   

Magnitelektronika elektromagnetizm va magnit indüksiyon hodisalariga asoslangan katta asboblar guruhini o'z ichiga oladi. Magnit elektron qurilmalar barcha zamonaviy usullarni bajarishi mumkin: signallarni kuchaytirish (kuchaytirgichlar, maserlar), transformatorlar, drayvlar (saqlash qurilmalari), kanallarni qayta ulash (sirkulyatorlar, o'rni). Magnitelektronikaning komponent bazasi mikroinduktorlar, antennalar, magnit-rezonans sensorlarni o'z ichiga oladi. Magnitelektronikani qo'llashning asosiy yo'nalishlari radiotexnika, aloqa, televizor, radar, harbiy texnika hisoblanadi.

5. 
   Биринчи интеграл микросхемалар (ИМС) қачон ва кимлар томонидан яратилган?
   

1958 yil oxirida va 1959 yilning birinchi yarmida yarimo'tkazgich sanoatida yutuq yuzaga keldi. Uchta xususiy Amerika korporatsiyasini vakili bo'lgan uch kishi integral mikrosxemalar yaratilishiga to'sqinlik qilgan uchta asosiy muammolarni hal qildi. Texas Instruments kompaniyasining Jek Kilby birlashuv tamoyilini patentladi, birinchi nomukammal IMS prototiplarini yaratdi va ularni ketma-ket ishlab chiqarishga olib keldi. IMSlarning hajmi ihcham, og'irligi kam, energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori bo'lib, hozirgi kunda uch konstruktiv – texnologik variantlarda yaratilmoqda: qalin va yupqa pardali, yarimo'tkazgichli va gibrid.

6. 
   Интеграл микросхема (ИМС), унинг элементи ва компоненти.
   

Integral mikrosxema (IMS) o'ta ixcham, o'ta pishiq, kichik tannarxga ega bo'lgan va kam quvvat iste'mol qiladigan radioelement yasash yo'lidagi urinishlar mahsulidir. IMS elementi deb, konstruktsiyasi bo'yicha kristall yoki asosdan ajralmaydigan, ERE funktsiyasini bajaruvchi IMSning qismiga aytiladi. IMS komponenti deb, diskret element funktsiyasini bajaruvchi, lekin montajdan avval mustaqil mahsulot bo'lgan IMSning bo'lagiga aytiladi. Yig'ish, montaj qilish operasiyalarini bajarishda komponentlar mikrosxema asosiga o'rnatiladi. Qobiqsiz diod va tranzistorlar, kondensatorlarning maxsus turlari, kichik o'lchamli induktivlik g'altaklari va boshqalar sodda komponentlarga, murakkab komponentlarga esa – bir nechta elementdan tashkil topgan, masalan, diod yoki tranzistorlar yig'malari kiradi.

7. 
   Интеграл микросхемаларнинг (ИМС) тавсифланиши.
   

Integral mikroelektronika va nanoelektronika bilan bir vaqtda funktsional elektronika rivojlanmoqda. Elektronikaning bu yo'nalishi ananaviy elementlar (tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va kondensatorlar)dan voz kechish va qattiq jismdagi turli fizik hodisa (optik, magnit, akustik va h.k.)lardan foydalanish bilan bog'liq. Funkisonal elektronika asboblariga akustoelektron, magnitoelektron, kriogen asboblar va boshqalar kiradi.

8. 
   Интеграл микросхемаларнинг (ИМС) белгиланиш тизими.
   

Imslar 6ta elementdan iborat bo'lgan belgilanish tizimi yordamida klassifikasiyalanadi: Birinchi element (K – harfi) – IMS keng ko'lamda qo'llanilish uchun mo'ljallanganligini bildiradi. Ikkinchi element (harf) material va kobiq turini bildiradi (A - plastmassali planar, E-metall-polimerli, chiqishlari 2qator qilib yasalgan, I-shishakeramikli planar, B-qobiqsiz). Uchinchi element (bitta son) – IMSning konstruktiv-texnologik turini bildiradi (1,5,6,7-yarimo'tkazgichli, 2,4,8-gibrid, 3-boshqa: pardali, keramik, vakuumli). To'rtinchi element (ikkita yoki uchta son) – IMS seriyasining tartib raqamini bildiradi. Ikkita son birlalikda-aniq seriya raqamini bildiradi. Beshinchi element (ikkita harf) – IMSning funktsional vazifasini bildiradi. Oltinchi element bir turdagi IMS seriyalari ichidagi ishlanma tartib raqamini bildiradi.

9. 
   Интеграл микросхемаларнинг (ИМС) актив ва пассив элементлари.
   

Yarim o'tkazgich IMS ning faol va passiv elementlari bipolyar tranzistor tuzilishi asosida amalga oshirilishi mumkin. Emitter e, kollektor K va b ma'lumotlar bazasining xulosalari boshqa elementlarning xulosalari bilan bir xil tekislikda yotadi. Ushbu dizayn planar deb ataladi. Planar strukturada kollektor oqimining uzunligi oshadi va shuning uchun bu oqimning qarshiligi tranzistorning bir qator parametrlariga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Kollektor maydonining qarshiligini kamaytirish uchun u n + -tipli past yashirin qatlamni yaratadi.

10. 
    Интеграл микросхемаларнинг (рақамли) асосий параметрлари.
    

Рақамли техника ҳозирги кунда ҳисоблаш техникасининг асосини ташкил қилиб қуйидаги йўналишларда кенг қўлланилмоқда:

- Технологик жараёнларни автоматик бошқариш, техник хусусиятларини автоматик назорат қилиш ва ташхис қилиш;

- Электрон ҳисоблаш машиналарида административ бошқариш, илмий ишлар ва автоматлаштирилган лойиҳалаштиришлар учун фойдаланилмоқда.

- Рақамли техниканинг ривожланишига 1949 йилда транзисторнинг яратилиши туртки бўлди. Бизга маълум бўлган мантиқий функция ва амалларни ҳосил қилишда транзисторлардан фойдаланиш имконияти мавжудлиги рақамли техниканинг шу даражада жадал ривожланишига олиб келди

- Рақамли қурилмалар деб, мантиқий алгебра функцияларини амалга ошириш учун ишлатиладиган қурилмаларга айтилади.

- Рақамли қурилмалар кодли сўзларни киритиш ва чиқариш усулига қараб кетма-кет, параллел ва аралаш турларга бўлинади.

- Кетма-кет рақамли қурилма киришига кодли сўз белгилари бир вақтда берилмайди.

11. ИМСлар яратишнинг технологик жараёни.

Интеграл микросхема (ИМС) кўп сонли транзистор, диод, конденсатор, резистор ва уларни бир – бирига уловчи ўтказгичларни ягона конструкцияга бирлаштиришни (конструктив интеграция); схемада мураккаб ахборот ўзгартиришлар бажарилишини (схемотехник интеграция); ягона технологик циклда, бир вақтнинг ўзида схеманинг электрорадио элементлари (ЭРЭ) ҳосил қилинишини, уланишлар амалга оширилишини ва бир вақтда гуруҳ усули билан кўп сонли бир хил интеграл микросхемалар ҳосил қилиш (технологик интеграция) ни акс эттиради. ИМС, ягона технологик циклда, ягона асосда тайёрланган ва ахборот ўзгартиришда маълум функцияни бажарувчи ўзаро электр жиҳатдан уланган ЭРЭлар мажмуасидир

12. 
    Ярим ўтказгичли ИМС, тузилмаси.
    

Ярим ўтказгичли IMS-bu elementlar yarimo'tkazgich substratining yer osti qatlamida ishlab chiqarilgan chip (shakl. 5). Ushbu IMS zamonaviy mikroelektronikaning asosini tashkil etadi.

12. 
    Ярим ўтказгичли ИМС яратилишининг технологик жараёни.
    

Issiqlik oksidlanishi yarimo'tkazgich asboblarini ishlab chiqarishda ma'lum bo'lgan standart texnologik jarayonlardan farq qilmaydi. Silikon yarimo'tkazgich chiplari texnologiyasida oksidli qatlamlar keyingi texnologik jarayonlarda yarimo'tkazgich kristalining (elementlarning, chiplarning) alohida qismlarini izolyatsiya qilishga xizmat qiladi. Yarim Supero'tkazuvchilar integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda eng ko'p tomonlama texnologik jarayon optik litografiya yoki fotolitografiya hisoblanadi. Fotolitografiya jarayonining mohiyati fotosensitiv qoplamalarda (fotorezistlar) yuz beradigan fotokimyoviy hodisalardan foydalanishga asoslangan.

12. 
    Интеграл микросхемаларда легирлаш жараёни.
    

Легирлаш - яримўтказгич ҳажмига киритмаларни киритиш жараёни. ИМСлар тайёрлашда легирлаш схеманинг актив ва пассив элементларини ҳосил қилиш ҳамда зарур ўтказувчанликни таъминлаш учун керак. Ион легирлаш етарли энергиягача тезлатилган киритма ионларини ниқобдаги тирқишлар орқали кристалга киритиш билан амалга оширилади. Ион легирлаш универсаллиги ва осон амалга оширилиши билан характерланади. Ионлар токини ўзгартириб легирловчи киритмалар концентрациясини, энергиясини ўзгартириб эса – легирлаш чуқурлигини бошқариш мумкин.

12. 
    Интеграл микросхемаларда эпитаксия ва термик оксидлаш жараёни.
    

Газ фазали ва суюқ фазали эпитаксия усуллари кенг тарқалган бўлиб, улар монокристал асос сиртида n– ёки р–турли ўтказувчанликка эга бўлган эпитаксиал қатламлар ҳосил қилиш имконини беради. Термик оксидлаш – кремний сиртида оксид (SiO2) қатлам (парда) ҳосил қилиш мақсадида сунъий йўл билан оксидлашдан иборат жараён. У юқори (1000÷1200) 0С температураларда кечади.

12. 
    Интеграл микросхемаларда фотолитография жараёни ва фоторезист тушунчаси.
    

Фотолитография - яримўтказгич пластинадаги металл ёки диэлектрик пардалар сиртида маълум шаклдаги локал соҳаларни ҳосил қилиш жараёни. Ушбу соҳалар кимёвий емиришдан ҳимояланган бўлиши шарт. Фотолитография жараёнида ультрабинафша нур таъсирида ўз хусусиятларини ўзгартирувчи, фоторезист деб аталувчи, махсус моддалар ишлатилади.

12. 
    Аналог ИМС, схемаси.
    

Analog integral mikrosxemalar aylantirish (qayta ishlash) va signal berish silliq (uzluksiz) kuchlanish o'zgarishlar (yoki joriy) tomonidan amalga oshiriladi. Har qanday aims elementidagi chiqish signali uzluksiz kirish signalining funktsiyasidir. AIMSNING maxsus ishi chiziqli xarakterli chiplar-lineer aims. Lineer integral mikrosxemalar, chiqish signali, biron-bir buzilishsiz oldindan belgilangan daromad (uzatish) nisbati bilan chiziqli kirish funktsiyasi.

12. 
    Аналог ИМС ларга қўйиладиган талаблар.
    

AIMSGA qo'yiladigan talablar: minimal kirish signali buzilishi, past shovqin darajasi, past o'tish davri, chiqish signallarining barqarorligi. Odatda, aims sxema turli xil funktsional elementlarni o'z ichiga olgan tartibsiz tuzilishga ega. Shuning uchun, AIMSDA integratsiya darajasi raqamli integral mikrosxemalar (CIMS) ga qaraganda ancha past. Aims ko'pincha gibrid yoki monolitik texnologiya asosida ishlab chiqariladi.

12. 
    Аналог ИМС ларнинг тавсифланиши.
    

Ko'p maqsadli kuchaytirgichlar analog signallarning maxsus konvertatsiyasini amalga oshiradi va bajarilgan funktsiyalar bo'yicha tasniflanadi:

— quvvat kuchaytirgichlari - past chastotali kuchaytirgichlar — quvvat manbalari kuchaytirgichlari va uzatuvchi qurilmalar;

— radiochastota kuchaytirgichlari-tor tarmoqli, keng polosali va mikroto'lqinli kuchaytirgichlar;

— oldindan dasturlashtirilgan konvertatsiya qilishni amalga oshiradigan instrumental kuchaytirgichlar — taqqoslagichlar, stabilizatorlar (regulyatorlar), ko'paytirgichlar, konvertorlar, cheklovchilar, chastota tanlash filtrlari va boshqalar.

12. 
    Барқарор ток генератори (БТГ) вазифаси.
    

БТГнинг вазифаси кириш кучланиши ва юклама қиймати ўзгарганда чиқиш токи қийматини ўзгармас сақлашдан иборат бўлиб, улар турли функционал вазифаларни бажарувчи аналог ва рақамли микросхемаларда ишлатиладилар.

12. 
    Барқарор ток генераторининг ВАХ, унга изоҳ беринг.
    

P-n-o'tishning volt-amper xususiyatlari. ВАХ tahlilidan p - n-o'tishning asosiy xususiyati – bir tomonlama o'tkazuvchanlik kuzatiladi . To'g'ridan-to'g'ri kuchlanish qo'llanilganda, o'tish orqali oqim eksponentsial qonun bilan ortadi. Teskari voltajda yuzaga keladigan teskari oqim to'g'ridan-to'g'ri va zaif ravishda teskari kuchlanish miqdoriga bog'liq. O'tish orqali o'zgaruvchan kuchlanish kiritilganda, asosan to'g'ridan-to'g'ri oqim oqadi. Shuning uchun, p-n-o'tish tuzatish o'tish deb ataladi.

Y=Ipr; x= Uak;

-4=Uprob; -2\\-2=Iobrn;

1=U3; y=-5=Iobrdop

12. 
    Содда барқарор ток генераторининг схемасига изоҳ беринг.
    

Энг содда БТГ схемаси 5.2-расмда кўрсатилган. Схемада I₁ ток занжирига тўғри силжитилган диод уланишли, таянч транзистор деб аталувчи VT1 транзистор уланган. У жуда кичик қаршиликка эга. Шунинг учун VT1 кучланиш генератори вазифасини ўтайди. У R_Ю бошқарилувчи занжир билан кетма-кет уланган VT2 транзисторнинг эмиттер-база ўтишини кучланиш билан таъминлайди. VT2 транзистор эмиттер-база кучланиши билан бошқарилгани муносабати билан унинг хусусиятлари УБ схеманинг хусусиятларига мос келади. Маълумки, УБ уланган схемада актив режимда коллектор токи коллектордаги кучланишга деярли боғлиқ бўл-майди

12. 
    Содда барқарор ток генераторининг схемасидан IЭ1, IЭ2, I1 ва I2 токларни аниқланг.
    

Шунинг учун ихтиёрий R_Ю дан ўтаётган ток I₂ таянч кучланиш U_ЭБ2 билан аниқланади. I₂ = I₁ эканлигини амалда кўрсатамиз.

5.2-расм. Содда БТГ схемаси.

I_Э1 ва I_Э2 токлар юқори аниқликда

(5.1)

ифода билан аппроксимацияланади, бу ерда, I₀ – тескари силжи-тилган ЭЎнинг тўйиниш токи. Транзисторларнинг I_Э0 ва φ_Т пара-метрлари айнан бир хил бўлгани учун U_БЭ1= U_БЭ2 шартдан

.

, .

12.