Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
Читальный зал -->  Электронные вычислительные машины 

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

электрического поля (ударной ионизацией). При этом наблюдается высвечивание его в инфракрасной области спектра. у

В качестве приемника лучистой энергии применяют фотодиоды, фоторезисторы и фототранзисторы. .

Простейшим оптоэлектронным прибором является оптро; плоской конструкции (рис. 19.14, а). Такой прибор cocTo-jj ИТ из арсенид-галлиевого источника света J и оптически связанно!)!! го с ним кремниевого фотодиода 3. Связующей средой служит стекло 2 на основе селена с показателем преломления 2,4... 2,6J Применение такой связи увеличивает входное излучение благода.-. ря уменьшению отражения на поверхности раздела и увеличеник предельного угла.


Контакты

Рис. 19.14. Оптрон плоской конструкции: а - общий вид; б - ход луча

Соединения в пределах микросборок могут быть выполнены щ основе плоского световода, а межблочные соединения - на основе волоконно-оптических линий связи. Плоский световод представлЯ? ет полоску материала с высоким показателем преломления, кото? рая окружена с двух сторон диэлектриком с меньшими показате? лями преломления. Толщина волновода может быть от долей Д( нескольких микрометров, а ширина - от единиц до сотен микрометров.

Волоконный световод представляет собой отдельное волокн или ряд определенным образом уложенных волокон, торцы которых хорошо отполированы. Отдельное волокно состоит из внутрен ней жилы 3 (рис. 19.14, б), выполненной из оптически прозрачного стекла с показателем преломления Пт, и оболочки из стекла / показателем преломления Лоб- Обязательно должно вьшолнятьс$ соотношение об</гш, так как при. этом будет обеспечено полно отражение света. Угол падения светового луча 2 на входной Topei волокна составляет а, а угол между образующей цилиндра волок на и направлением светового луча - аь Оптическое волокно изго товляют методом двойного тигля (рис. 19.15, а). Стекло / с пока,-зателем преломления ш плавят во внутреннем тигле 2 из платииы а во внешнем платиновом тигле 3 плавят стекло 4 с показателем: преломления об. Стекла вытягивают из тиглей через отверстия нижней части и наматывают на барабан. Волокно состоит из внуТ-,; ренней жилы 0 50 мкм и оболочки 0 150 мкм.

Схема процесса вытягивания волокна с полимерным покрытием показана на рис. 19.15, б. Заготовка / с помощью механизма подачи медленно перемещается вниз и поступает в нагревательное устройство 2, где нижняя часть заготовки размягчается и перетягивается в волокно. При выходе из высокотемпературной зоны волокно быстро охлаждается и затвердевает. Затем оно поступает в фильеру 3, где происходит наложение полимерного покрытия, которое является одновременно защитным и светоотражающим. Нанесенное на волокно покрытие полимеризуется при нагревании ультрафиолетовым излучением в печи 4. Вытягивание волокна осуществляет устройство 5. Готовое волокно наматывается на катушку в приемном устройстве 6.

Криогенная электроника. Эта электроника использует явление сверхпроводимости, состоящее в том, что электрическое сопротивление ряда материалов скачкообразно падает до нуля при охлаждении ниже некоторой температуры Тк, называемой критической.

Свойствами сверхпроводимости обладают м.ногие чистые металлы - ниобий, свинец, тантал, олово, ванадий и др. Для построения криогенных интегральных схем вычислительной техники используется эффект Джозефсона. Он заключается в протекании сверхпроводящего тока через слой диэлектрика, разделяющего два сверхпроводника. Электроны проводимости проходят через диэлектрик (обычно пленку оксида металла толщиной ~ 10 А) благодаря туннельному эффекту. Аналогичный эффект наблюдается, когда сверхпроводники соединены тонкой перемычкой (мостиком или точечным контактом), а также если между ними находится тонкий слой металла или полупроводника в нормальном состоянии. Такие системы вместе с контактами Джозефсона называют слабо связанными проводниками (рис. 19.16).

Состояние сверхпроводимости может быть разрушено внешним Магнитным полем, если его напряженность достигнет некоторой величины, называемой критическим или пороговым магнитным полем. Это явление и положено в основу прибора - криотрона.

Основными элементами пленочного криотрона являются вентильная и управляющая пленки, выполненные из сверхпроводящих Материалов и разделенные диэлектрической пленкой. Такой крио-трон, выполненный из ниобия и тантала, может функционировать

И* 323


Рис. 19.15. Получение волокна:

а - методом двойного тигля; б - с полимерным покрытием



при температуре жидкого гелия. Вентиль криотрона можно пере вести из сверхпроводящего в нормальное состояние с помощьк слабого магнитного поля, создаваемого небольшим по значению то ком управляющей пленки. На основе криотрона можно создават! элементы памяти. При этом используется свойство вентиля крис трона находиться в двух состояниях: сверхпроводящем и нормаль ном. Сверхпроводящее состояние соответствует коду при этом в контуре циркулирует ток, нормальное состояние соответствует коду О - ток отсутствует, так как сверхпро! дящее состояние нарушено. Элементы, созданные на основе пере ходов Джозефсона, обладают наивысшим быстродействием. Совр менный уровень технологии позволяет создавать криогенны


Рис. 19.16. Слабосвязанные проводящие структуры: а - туннельный переход; б - мостнк переменной толщины; в - точечный контакт: / - сверхпроводящие электроды; 2 - подложка; 3 - изолирующий слой; 4 - пленка мостика

микросхемы с числом элементов 10. Наиболее сложными вопроса ми производства таких схем являются создание сверхтонкого бар ерного слоя (4 ... 8 нм) и сборка систем из отдельных узлов. Bi полнение таких операций возможно только на специальном o6opj довании с развитой системой датчиков, обеспечивающих контре всех технологических параметров. Наиболее сложными являютс процессы окончательной сборки, где высока вероятность повреждв ния отдельных деталей. Все приспособления для сборки констру руют так, чтобы никакие дополнительные силы, кроме вакуумноЩ присоса, не действовали на детали.

Сверхпроводниковая микроэлектроника позволит создават СБИС для нового класса ЭВМ с производительностью до 70 мл1 опер/с, сверхбольшой памятью и меНьшими габаритами. Стоимост таких машин будет в 5... 10 раз меньше существующих.

Большие перспективы для создания будущих ЭВМ открывас создание новых сверхпроводящих материалов. В настоящее времв найдена комбинация из редких металлов, меди и кислорода, коте рая переходит в сверхпроводящие состояния при -180°С. Перехо! из технически сложной и дорогой гелиевой температурной обла-т ст.и в азотную расширит область применения криогенных интег ральных микросхем.

Магнитоэлектроника. Она использует эффекты взаимодействия доменов в магнитной среде. Магнитные домены представляют собой области, направления намагниченности которых противоположны направлению намагниченности остального материала. В тонком анизотропном кристаллическом слое диполи магнитных доменов стремятся занять параллельное или антипараллельное положение относительно приложенного магнитного поля.

Носителем цилиндрических доменов являются тонкие (1 ... 100 мкм) монокристаллические слои магнитоодноосных магнетиков из ортоферритор и феррит-гранатов. Ортоферриты имеют одну ось легкого намагничивания. Общая формула ортоферритов МеРсгОз


Рис. 19.17. Пластина ортоферрита при отсутствии внешнего магнитного поля (а), небольшом магнитном поле (б) и сильном внешнем Магнитном поле (в)

или МегОзРсгОз, где М -ион редкоземельного элемента (туллия, тербия и др.). При отсутствии внешнего магнитного поля в пластине ортоферрита имеются домены змеевидной формы (рис. 19.17, а), одна половина которых намагничена в одном направлении, а другая половина - в обратном направлении и пластина размагничена. При воздействии на пластину постоянного магнитного поля вдоль оси легкого намагничивания (т. е. перпендикулярно поверхности) и постепенном повышении напряженности поля увеличивается площадь доменов одного направления намагниченности и уменьшается площадь доменов обратного направления намагниченности (рис. 19.17, б). Когда значение напряженности магнитного поля достигнет некоторого критического значения, площадь доменов одного направления вырастает до пределов пластины, а другого направления сжимается, превращаясь в цилиндрические магнитные домены (ЦМД) размером 50 ... 200 мкм (рис. 19.17, в). Управление движением ЦМД осуществляется при помощи тонких магнитных пленок, которым придают вид аппликаций, наносимых напылением через маску (рис. 19.18).

На ортоферритовой пластине или пленке образуются Т-образные и вертикальные полоски из пермаллоя. Размеры полосок по ширине не превышают диаметра домена, а зазоров между структу-



рами - долей диаметра. При размерах домена до 1 мкм-зазоры между полосками уменьшаются до субмикронных размеров, что требует для получения полосок применения методов ЭЛЛ. Под действием вращающегося магнитного поля и постоянного поля (поля смещения) на концах пермаллоевых аппликаций образуются магнитные полюсы, с помощью которых осуществляется последовательное перемещение ЦМД. Из- менение полюсов при вертикаль- ном направлении внешнего поля происходит у Т-образных и вертикальных полосок. При горизонтальном направлении внешнего поля изменяются полюсы только на соответствующих частях Т-об-1 разных полосок. Если принять,

, ,1, . что наличие домена в каждой точ-,

-Пи - - -


Рис. 19.18. Схема перемещения магнитных доменов

Рис. 19.19. Прибор с зарядовой связью:

I, 2 - электроды; 3 - днокснд кремния; 4 -слой диэлектрика; Л - обедненный слой; 6 - потенциальная яма; 7 - подложка

ке соответствует логической единице, а его отсутствие - логическо- му нулю, то образуется память с последовательным доступом. Вре- мя обращения к памяти составляет несколько миллисекунд. Ци-1 линдрические магнитные домены являются наиболее перспективными элементами для построения запоминающих устройств большой емкости.

Приборы с зарядовой связью (ПЗС). Эти приборы применяют в сдвигающих регистрах ЭВМ. Основой прибора служит подложка N-типа, на Которую нанесена пленка диоксида кремния толщиной ~0,1 мкм (рис. 19.19). На отдельных участках этого слоя достаточно близко друг к другу размещены металлизированные площадки, которые аналогичны затвору в МОП-транзисторе. Если к металлизированной площадке приложить отрицательный потенциал, то глубокий обедненный слой под электродом образует потенциальную яму, которая может получать и хранить заряд. Наличие

или отсутствие заряда в потенциальной яме можно рассматривать как два логических состояния в ПЗС.

Если приложить более высокий потенциал того же знака к соседнему электроду, то он вызовет образование в расположенной под ней области более глубокой потенциальной ямы и носители зарядов (дырки) перейдут в сторону второго электрода. Таким образом, для последовательного перемещения зазоров вдоль затворов достаточно двух значений напряжения и наличия на входе источника зарядов и детектора на выходе.

Для изготовления ПЗС используют кремний Л-типа, ориентированный в плоскости (100). В таких приборах отсутствуют P-N-переходы, вследствие чего технология изготовления оказывается более простой.

Акустоэлектроника. Она связана с использованием механических резонансных эффектов, пьезоэлектрического эффекта, а также эффекта, основанного на взаимодействии электрических полей с волнами акустических напряжений в пьезоэлектрическом материале.

Пьезоэлектрические устройства используют для возбуждения с помощью электрических сигналов акустических (упругих) волн и обратного преобразования их в электрический сигнал. Такие устройства применяют в качестве линий задержки с большим временем задержки, используемых в вычислительной технике. Возбуждение и прием упругих волн обеспечиваются пьезоэлементами. Материалами пьезоэлементов служат природные пьезоэлектрические материалы (монокристаллы кварца, сегнетовой соли и др.) и искусственная пьезокерамика на основе титанита бария и др. Наибольшей добротностью обладают пьезоэлементы из кварца. В качестве электродов в пьезоэлектрических элементах используют металлические покрытия из серебра, золота, алюминия толщиной ~0,5 мкм.

Молекулярная электроника. Молекулярная электроника создана на основе последних достижений биохимии и микроэлектроники. Она основана на использовании органических соединений, подобных тем, которые имеются в живых организмах, для создания логических элементов.

В настоящее время разработаны базовые логические элементы (вентили), из которых можно построить все другие логические элементы - триггеры, счетчики - и в конечном счете всю вычислительную машину. Основой таких элементов являются п о р ф и р и -н ы - важнейший класс органических молекул, содержащих в своей структуре ион металла. Такие молекулы играют важнейшую роль во многих биологических процессах переноса энергии. Пор-фирин является одним из существенных химических компонентов хлорофилла, вещества, которое обеспечивает преобразование растениями солнечного света, воздуха и воды в комплексные органические соединения, из которых состоят растения. Молекулы порфи-



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



ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.


Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы
.