Физических особенностей

Общее развитие микроэлектроники основывается на фундаментальных достижениях в ряде смежных областей науки и техники, к которым в первую очередь относятся физика, математика, кибернетика, химия, метрология и др. Микроэлектроника является логическим продолжением развития электронной элементной базы, на первом этапе которого преимущественно использовались электронные лампы, на втором — дискретные полупроводниковые приборы, на третьем — интегральные микросхемы (ИМС). В настоящее время микроэлектроника находится на четвертом этапе своего развития, характеризующемся широким использованием больших интегральных схем (БИС). На основе анализа предшествующего периода развития микроэлектроники можно заключить, что для нее характерен быстрый переход от этапа фундаментальных физических исследований к инженерному воплощению их результатов. Становление микроэлектроники как самостоятельной науки стало возможным благодаря использованию богатого опыта и базы промышленности,

На 25-10 изображена схема устройства датчика лабораторного микрометра для физических исследований [Л. 361 ]. В этом датчике подвижная (заземленная) пластина / емкостного преобразователя подвешена на четырех плоских пружинах 2 из бериллиевой бронзы, обеспечивающих ее строго поступательное перемещение. Неподвижная (изолированная) пластина 3 укреплена на торце кварцевого цилиндра 4; на самом цилиндре намотана катушка (57 витков), образующая индуктивность контура; сверху размещен усилитель

Для практического применения в целях прогнозирования надежности МЭ и ИМ результаты физических исследований должны дополняться данными анализа отказов и количественными данными статистического характера. Поэтому одним из наиболее перспективных классов прогнозирования надежности МЭ и ИМ являет ся такой класс, в основе которого лежит сочетание ста тистических вероятностных методов с глубоким проникновением в физическую сущность процессов, протекающих в изделии, т. е. физико-статистические методы прогнозирования надежности.

Исследование формы сигнала с помощью осциллографа позволяет получить зависимость напряжения от времени. Спектральное представление детерминированного сигнала в виде совокупности его частотных составляющих дает более полную информацию о его форме и, дополнительно, о качестве радиотракта, через который этот сигнал прошел. Измерение спектра используется для количественной оценки искажений импульсных сигналов, нелинейности радиотехнических устройств и гармонических сигналов, параметров модулированных сигналов любого вида модуляции и для физических исследований.

реход от физических исследований к их инженерному воплощению. Становление микроэлектроники как самостоятельной отрасли науки и техники стало возможным именно благодаря широкому практическому использованию результатов прикладных разработок. В свою очередь большинство таких разработок основывается на опыте, достигнутом в области производства полупроводниковых приборов и проектирования электронных устройств на их основе.

Для получения импульсных напряжений в сотни тысяч и миллионы вольт, необходимых для испытаний высоковольтного электрооборудования и физических исследований, применяются мно-

Это будет рубеж перехода от этапа физических исследований к этапу технологическому. Первые промышленные термоядерные реакторы могут появиться к концу этого столетия [31].

Применение ускоряющих установок и специального оборудования в институтах Академии наук СССР, академий союзных республик и других организаций позволило не только выполнять обширный комплекс физических исследований, но и синтезировать .химические элементы, имеющие крайне малую продолжительность «жизни» и давно исчезнувшие в природных условиях тт т;?0<;ледние Десятилетия таблица периодической системы элементов Д. И. Менделеева пополнилась 12 искусственными радиоактивными (трансурановыми) элементами - от нептуния (Np) с порядковым номером 93, открытого в 1939 г., и плутония (Ри) с порядковым номером 94, синтезированного в 1940 г. в США, до 104-го элемента, открытого в 1964 г. сотрудниками Объединенного института ядерных исследований и в 1965 г. получившего название «курчатовий» (Ки) в память научных заслуг акад. И. В. Курчатова.

выведен на мощность 70 тыс. кет), предназначенный для материаловедческих и физических исследований. Это был первый в мировой практике реактор с потоком тепловых нейтронов свыше 2,5-1015 нейтр/см? • сек и с рекордной для реакторной техники тепловой нагрузкой 6-Ю5 ккал/м?. Там же в 1967 г. закончена постройка материаловедческого исследовательского реактора МИР тепловой мощностью 100 тыс. кет.

По законам Бразилии поисками и разработкой радиоактивных минералов может заниматься только государство. В 1949 г. в Бразилии были созданы Национальный исследовательский центр физических исследований, Комиссия по атомной энергии, Институт атомной энергетики и Инженерно-ядерный институт.

чатляющих успехов, достигнутых в СССР в 1968—1970 гг., интенсивно продолжаются в различных странах мира. На установках Т-10 (СССР) и PLT (США) получены следующие параметры плазмы: Т~\ кэВ, п~1020 м~3 и лт«5-1018 с/и3. Сейчас сооружаются токамаки, которые рассматриваются как промежуточные между установками, предназначенными для физических исследований, и экспериментальными термоядерными реакторами. На этих установках предполагается получить плазму с параметрами, необходимыми для самоподдерживающейся термоядерной реакции либо близкими к ним.

Учитывая математическую подготовку студентов, автор стремился избегать сложных и громоздких промежуточных математических выводов: в ряде случаев давались окончательные формулы и основное внимание уделялось подробному разъяснению физических особенностей рассматриваемого явления.

В условиях термодинамического равновесия коэффициент поглощения равен коэффициенту черноты. Если температура 02 тела и температура 0j падающего на него излучения отличны друг от друга, то 8 Ф А, Коэффициент поглощения зависит как от физических особенностей тела, так и от температуры излучающего тела. Чем больше разница в температурах, тем больше отличается коэффициент поглощения от коэффициента черноты. Например, для полированного алюминия при 0.2 =-• 0t = 300 К коэффициенты е = А = 0,09. При 02 = 300 и 0! = = 1000 К коэффициент Л = 0,15, а при 0t = 6000 К— 0,26.. .0,30.

Из рассмотрения общих свойств ЭМММ и особенностей отдельных видов машин следует, что для повышения эффективности САПР ЭМММ необходимо использовать модульно-иерар-хическую организацию математического и прикладного программного обеспечения. При разработке САПР ЭМММ модульный принцип принят за базовый. Все модули математического обеспечения подразделяются на функциональные, математические и сервисные. Функциональные модули предназначены для описания элементов ЭМММ. Особенностью функциональных модулей является их структурированность. Функциональные модули (ФМ) могут включать в себя (или использовать при описании) функциональные модули более низкого порядка. На верхнем уровне ФМ выделяются исходя из физических особенностей групп величин, характеризующих ЭМММ ( 3.2). Для описания каждой группы величин желательно максимально обобщить описание, сделать его инвариантным по отношению к разновидностям ЭМММ. С этой целью проводится дополнительный анализ имеющихся методик и теоретических результатов, в итоге для каждого ФМ определяется «постоянная», т. е. инвариантная, составляющая, а все особенности, расширяющие возможности модуля (обеспечивающие его гибкость), оформляются либо как ФМ низкого порядка, либо как сервисные модули. Функциональный модуль в общем виде ( 3.3) можно представить как фрагмент математического описания с обоснованным перечнем входных и выходных величин. Входные и выходные величины формируются исходя из сфер использования модуля в рамках интегрированной САПР. Следует отметить, что наборы

воспроизведению моделирующего процесса сопутствуют погрешности определения и воспроизведения критериев подобия, а также случайные вариации параметров модели, зависящие от физических особенностей и структуры последней.

Авторы отдают себе отчет в том, что примеры расчета импульсных устройств, приведенные в учебном пособии, охватывают не все практические варианты. Однако сведения, изложенные в теоретических введениях и примерах, как правило, достаточны, чтобы распространить предложенную методику расчета на другие практические случаи. Представленные примеры методически друг друга дополняют и в совокупности позволяют ознакомиться с различными особенностями расчета и учета влияния внешних факторов. В сборнике особое внимание уделено точному и правильному представлению физических особенностей и основанному на них использованию параметров транзисторов и диодов при расчете импульсных устройств, а также методике и последовательности расчета. Во всех примерах авторы стремились найти такой путь решения задач, при котором число параметров, задаваемых априорно, сводится к минимуму

В машинах с добавочными полюсами щетки устанавливают по возможности строго по линии геометрической нейтрали. Но практически щетки всегда немного смещены с нейтрали как вследствие погрешностей при их установке, так и по причине присущих щеточному контакту физических особенностей. Сдвиг может достигать 0,3 — 0,5 см в ту или другую сторону от линии геометрической нейтрали. Следовательно,

Существенным для полупроводниковых триодов с двумя р — «-переходами является заметное обратное влияние выходных цепей на входные в силу физических особенностей полупроводникового триода, имеющего сравнительно небольшое сопротивление в обратном направлении (от нагрузки к управляющей цепи). Это обстоятельство заметно усложняет некоторые расчеты цепей с полупроводниковыми триодами.

Большими потенциальными возможностями с точки зрения физических особенностей работы микросхем обладают арсенид галлия и другие полупроводниковые соединения.

Надежной основой оценки конструктивной жаропрочности являются как достаточно представительные исследования по числу образцов и длительности опыта с последующим исследованием физических особенностей протекания ползучести и на-

В теории и практике управления взаимосвязанными электромеханическими системами сложилось направление, в котором формальные процедуры оптимального синтеза одномерных или многомерных регуляторов по тем или иным критериям используются редко. Чаще стремятся получить нормированные динамические процессы на основе типовых алгоритмов управления при малых и больших изменениях переменных, учитывая совокупность физических особенностей технических средств, на базе которых реализуется электромеханическая система. Для автономных систем при малых изменениях переменных к ним относятся широко известные в методах каскадного (подчиненного) управления настройки контуров регулирования на «оптимум по модулю» (ОМ) и «симметричный оптимум» (СО), а в методах модального управления — стандартные распределения корней характеристических полиномов. Такая настройка соответствует стабилизирующим и следящим (контурным) режимам работы систем, а также режимам параболических, треугольных и трапецеидальных движений, характерных для больших изменений переменных и соответствующих пусковым, тормозным, циклическим, программно-логическим режимам работы систем электроприводов. Последнее реализуется формированием соответствующих программных заданий на входы систем управления с использованием или без использования ог-

Для выяснения основных физических особенностей режимов резких стопорений проанализируем переходный процесс электропривода подъема экскаватора-лопаты, вызванный внезапной остановкой ковша при столкновении с невзорванной скалой.

В предыдущем анализе мы рассматривали транзисторы со сравнительно длинным каналом и вывели формулу для его характеристики с использованием простейшей модели («плавное приближение»). Однако в результате проводимой миниатюризации МОП-транзисторов, используемых в СБИС, длина канала этих приборов достигла 1 мкм и даже меньше. У приборов с коротким каналом очень тонкий окисный слой, малая глубина диффузии в областях истока и стока, высокая концентрация примеси в подложке и низкое напряжение стока и затвора. Очевидно, что эти величины необходимо изменять пропорциональна уменьшению длины канала. В микроэлектронике даже существует так называемое правило масштабирования, т. е. пропорционального уменьшения размеров элементов БИС. Подробнее об этом правиле будет рассказано в разделе 5.4. Таким образом, МОП-транзистор с коротким каналом имеет ряд физических, особенностей, отличающих его от изложенной выше теоретической модели. В этом разделе мы рассмотрим специфические явления, происходящие в транзисторе с коротким каналом, а также сравним реальные характеристики транзистора с расчетными.