Электронных компонентов

В устройствах промышленной электроники и автоматики многообмоточные трансформаторы используют для питания цепей с различным номинальным напряжением (анодные цепи и цепи накала ламп усилителей, обмотки исполнительных двигателей) или для электрического разделения этих цепей (например, входные цепи электронных измерительных приборов и автоматических регуляторов).

В книге изложены теоретические основы построения технологических процессов на основе системного подхода, особенностей технологии и оборудования, применяемого при изготовлении деталей и элементов электромеханических и электронных измерительных приборов.

Рассмотрены специальные вопросы сборки, регулировки, испытания, тех-вологии миниатюризации и микроминиатюризации ;<лектромеханических и электронных измерительных приборов, основные напранления и средства механизации и автоматизации их производства.

И ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

В табл. 2.3 приведена классификация деталей электромеханических и электронных измерительных приборов, получаемых различными операциями холодной штамповки.

для изготовления печатных схем и для решения задач микроминиатюризации элементов и узлов электронных измерительных приборов.

ОСОБЕННОСТИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТИПОВЫХ ДЕТАЛЕЙ И СБОРОЧНЫХ ЕДИНИЦ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Заливку, обволакивание и герметизацию применяют также для повышения стабильности характеристик и надежности работы некоторых сборочных единиц и элементов, особенно в электронных измерительных приборах. В литой изоляции, например, выпускают ламельные поля с эпоксидным компаундом в приборах типа «электромеханический коммутатор», микромодули, олоки конденсаторов и резисторов, некоторые виды обмоток (иногда вместе с магнито-проводами), блоки магнитных головок и т. д. Использование литой изоляции упрощает конструкцию приборов, уменьшает их габариты и массу, снижает себестоимость и трудоемкость их изготовления.

Применение печатного монтажа в электронных измерительных приборах повышает их надежность, обеспечивает повторяемость параметров от образца к образцу, позволяет более широко механизировать и автоматизировать их произнодство. Сущность печатного монтажа заключается в создании на поверхности изоляционных оснований тонких электропроводных .чокрытий, выполняющих функции монтажных проводов, разъемов и контактных деталей.

Конструкции электронных измерительных приборов, в которых используется печатный монтаж, отличаются малыми габаритами, массой и компактностью построения. Печатный монтаж позволяет также сократить материальные и трудовые затраты на крепление и соединение деталей при объемном монтаже, а также значительно уменьшить объем контрольно-испытательных операций, так как идентичность всех печатных проводников позволяет ограничиться испытанием нескольких образцов в пределах партии.

Общие термины и определения. В производстве печатных плат электронных измерительных приборов принята следующая терминология [54]:

В справочнике содержатся сведения по электронике, необходимые при разработке, монтаже, проверке и обслуживании электронных устройств. Описаны пассивные и активные компоненты электронных цепей, особенности электронных схем. Представлены свойства биполярных и полевых транзисторов, интегральных схем. Приведены примеры использования электронных элементов в усилителях, стабилизаторах, таймерах. Таблицы параметров электронных компонентов дополнены аналогичными элементами отечественного производства.

Программа Electronics Workbench позволяет моделировать аналоговые, цифровые и цифро-аналоговые схемы большой степени сложности. Имеющиеся в программе библиотеки включают в себя большой набор широко распространенных электронных компонентов. Есть возможность подключения и создания новых библиотек компонентов.

Первый элемент — буква, обозначающая функциональное назначение прибора: А — измерители тока; В — вольтметры; М — измерители мощности; Е — измерители параметров электрических цепей; Ч — измерители частоты и временных интервалов; Ф — фазометры и измерители времени запаздывания; С — устройства для наблюдения и исследования формы сигнала и спектров (в том числе — и электронные осциллографы); X — устройства для изучения и наблюдения характеристик электрических цепей; И — устройство для изучения (и визуального наблюдения) характеристик импульсных сигналов; П — измерители напряженности электромагнитных полей; Л — измерители параметров активных электронных компонентов (транзисторов электронных ламп, интегральных микросхем и т. д.); Т — анализаторы цифровых сигналов (и потоков данных); У — измерительные усилители; Н — меры электрических величин (тока, напряжения, мощности и т. д.); Г — измерительные аналоговые генераторы; Ц — генераторы цифровых сигналов; К — измерительные комплексы; Я — блоки измерительных приборов; Б — стабилизированные источники питания для измерительных приборов.

На ранних этапах развития микроэлектроники разработка и выпуск электронных компонентов определялись конкретными заказами со стороны разработчиков РЭА. Однако высокие тем-

пы развития технологии изготовления ИМС, совершенствование материалов, оборудования и автоматизации процесса проектирования позволили интегрировать количественные и качественные характеристики электронных компонентов и перейти к созданию ИМС высокой степени интеграции, реализующих решение схемотехнических задач на уровне ячейки, модуля, узла, блока. Поэтому с повышением степени интеграции ИМС происходит постепенное перераспределение задач между разработчиками РЭА и ИМС.

Полупроводниковая электроника позволила резко уменьшить массу и габариты как самих приборов, так и схем, в которых они используются. Это привело к возникновению нового направления в электронном приборостроении — микроэлектронике. Применяемые в ее технологии методы позволяют разместить на площади в один квадратный сантиметр до 5-Ю5 электронных компонентов.

Курс «Основы электроники и микроэлектроники» базируется на физике, математике и электротехнике. В свою очередь его изучение создает необходимые предпосылки для сознательного усвоения учащимися последующих специальных, профилирующих дисциплин. При изучении предмета учащиеся должны приобрести необходимые теоретические знания о работе наиболее распространенных электронных компонентов и узлов, выполнить ряд лабораторных и практических работ, научиться рассчитывать типовые электронные схемы в процессе курсового проектирования.

Прогресс в области технологии производства интегральных микросхем неуклонно продолжается — на очереди переход микроэлектроники в наноэлектронику, в которой размер отдельного элемента интегральной схемы исчисляется уже не микрометрами, а нанометрами. К 1990—1995 годам должны быть созданы промышленные образцы сверхбольших интегральных схем (СБИС) с размерами отдельных деталей 0,2—0,5 мкм (200—500 нм). Число же !?х в схеме — пластинке кремния площадью несколько квадратных миллиметров — достигнет десятков миллионов, т. е. увеличится по крайней мере на три порядка. При этом функциональные возможности микропроцессоров и построенных на них микро-ЭВМ возрастут не в тысячу раз, а гораздо больше, поскольку закон возрастания этих возможностей нелинеен по отношению к увеличению плотности монтажа электронных компонентов в кристалле полупроводника.

Быстрое развитие интегральной электроники в значительной степени объясняется успехами полупроводниковой и пленочной технологии, достигнутыми в конце пятидесятых и в начале шестидесятых годов. На смену меза-транзистору (сплавному) пришел кремниевый планарный транзистор, а обычные дискретные компоненты были заменены диффузионными или тонкопленочнымк элементами, которые одновременно (групповой метод) изготовляются на одной монолитной кремниевой пластине. Последнее не только оказало огромное влияние на промышленное производство радиодеталей и электронных компонентов, но и обусловило появление новых методов в схемотехнике. Обычные проводниковые соединения между различными компонентами схемы были заменены системой межсоединений, которая путем напыления наносится непосредственно на подложку. При изготовлении интегральных микросхем используются материалы, процессы и технологические приемы, хорошо изученные и применяемые в электронной и других отраслях промышленности.

Основные характеристики АЦП. Любой АЦП является сложным электронным устройством, которое может быть выполнено в виде одной интегральной микросхемы или содержать большое количество различных электронных компонентов. В связи с этим характеристики АЦП зависят не только от его построения, но и от характеристик элементов, которые входят в его состав. Тем не менее большинство АЦП оценивают по их основным метрологическим показателям, которые можно разделить на две группы: статические и динамические.

Наибольшее распространение получила универсальная программа схемотехнического моделирования P-SPICE и ее версии 6, 7 и 8. Эта программа впервые была разработана корпорацией Micro Sim в 1984 г. для IBM PC. Первая версия этой программы позволяла моделировать только аналоговые устройства. В процессе совершенствования этой программы уже в 1989 была создана четвертая версия, которая позволяла моделировать также аналого-цифровые устройства. В последующих версиях 6, 7 и 8 была расширена библиотека электронных компонентов, а также введены программы проектирования печатных плат и учета их паразитных параметров.