Физических принципов

образования электрических сигналов в видимую форму. Элементы индикации могут базироваться на различных физических принципах. Так, большие информационные табло, устанавливаемые на стадионах, вокзалах, в крупных магазинах, используют в качестве элемента индикации алюминиевые кружки (блинкеры), противоположные стороны которых имеют цветовой контраст (например, черный и желтый или черный и красный цвета) и которые поворачиваются на петлях под действием импульса тока в обмотке электромагнитного реле. Изображение становится видимым благодаря световому контрасту между основным полем табло и повернувшимися блинкерами. Блинкерные и другие виды электромеханических и пневматических элементов индикации здесь не рассматриваются.

воплощения. Что касается физических принципов, то здесь пройден путь от простейших явлений на контакте металл — полупроводник (точечно-контактные диоды и транзисторы) до приборов, в основе которых использованы квантово-механиче-ские эффекты (туннельные диоды, генераторы Ганна, приборы с зарядовой связью и др.). Более того, возникли целые направления, основанные на новых физических принципах или их комбинации: оптоэлектроника, акустоэлектроника, акустоопти-ка, интегральная электроника и оптика и т. д.

На 4-2 приведены характерные значения величин емкости и времени обращения для некоторых ЗУ, основанных на различных физических принципах.

Программы формируются посредством диалога между пользователем и ПЭВМ. Диалог строится на основе различных меню, включающих те или иные функции работы системы. Меню могут быть организованы различными способами, например ленточным, древовидным и другими, а также их комбинацией. Обычно в меню предусматривается система подсказок (ПОМОЩЬ, HELP), используя которую из любого режима работы, можно посмотреть описание тех действий, которые необходимо выполнить, или получить краткие справки о физических принципах, математических моделях и приемах, применяемых в САПР, вплоть до справочника нужной литературы. При возникновении нестандартных ситуаций или ошибок также необходимо использовать HELP для более быстрого и правильного их устранения.

Полупроводниковые приборы, обладающие рядом свойств, которые делают их применение предпочтительным перед вакуумными приборами, нее более широко используются в электронной технике. В последние годы, характеризующиеся прогрессом в полупроводниковой электронике, разрабатываются приборы на новых физических принципах.

Воспроизводимость свойств тонкопленочных элементов зависит от многих технологических параметров процесса напыления: давления, состава остаточных газов в рабочей камере, температуры подложки, скорости нанесения пленки и т. п. Кроме того, электрические параметры тонкопленочных элементов, при прочих равных условиях, зависят от толщины пленочных слоев. Поэтому-для получения лучшей воспроизводимости свойств микросхем при нанесении тонкопленочных слоев обычно контролируют следующие параметры: остаточное давление в рабочей камере, температуру подложки, толщину и скорость напыления. Если первые два параметра можно измерять с необходимой степенью точности хорошо известными методами и приборами, то измерение толщины и скорости нанесения пленки связано с целым рядом трудностей. Это объясняется тем, что в производстве тонкопленочных микросхем используют различные методы нанесения пленок; применяют большое количество разнообразных по своему химическому составу испаряемых материалов. При этом необходим широкий диапазон значений толщин пленок и скорости их напыления, что в свою очередь вызывает применение методов измерения, основанных на различных физических принципах. Это предъявляет ряд специфических требований к приборам для измерения параметров технологического процесса распыления:

Таково содержание измерений как науки и отрасли техники независимо от того, на каких физических принципах построены средства измерений и какого рода величины являются объектом измерений.

Не ставя перед собой задачи сколько-нибудь подробного рассмотрения этой новой захватывающей области радиоэлектроники, остановимся кратко лишь на физических принципах работы некоторых криоэлектронных приборов и устройств, отсылая любознательного читателя к специальной литературе.

повышенная безопасность, основанная только на физических принципах, т. е. самообеспечение безопасности;

Полупроводниковые приборы, обладающие рядом свойств, которые делают их применение предпочтительным перед вакуумными приборами, все более широко используются в электронной технике. В последние годы, характеризующиеся прогрессом в полупроводниковой электронике, разрабатываются приборы на новых физических принципах.

Объекты регулирования имеют самую различную природу, регулирующие устройства основываются на различных физических принципах действия, а поэтому имеют различные схемы и конструкции. Однако все их многообразие обычно может быть сведено к структурной схеме, состоящей из типовых звеньев,

Принцип суперпозиции (наложения) является одним из важнейших физических принципов, который используется при рассмотрении явлений, возникающих под воздействием нескольких причин. Сложные явления по этому принципу подразделяются на более простые, в которых действует каждая из причин в отдельности независимо от других, а результаты этих воздействий (отклики), накладываясь один на другой, образуют суммарный отклик. В электростатике, например, напряженность поля в какой-либо течке от нескольких точечных зарядов определяется на основе принципа суперпозиции как геометрическая сумма напря-женностей поля точечных зарядов, действующих независимо друг от друга, а потенциал точки этого поля — как результат наложения (алгебраического суммирования) потенциалов каждого из зарядов в отдельности. В механике принцип суперпозиции рассматривается как принцип независимого действия сил.

Таким образом, методы измерения толщины и скорости нанесения пленок, несмотря на разнообразие физических принципов, обладают универсальностью и могут быть использованы для измерения как параметров потока испаряемого материала, так и параметров пленки, осаждаемой на подложку. Для этих целей наибольшее применение нашли резистивный, резонансно-частотный и ионизационный методы.

Параллельно с интегральной микроэлектроникой начинает развиваться функциональная микроэлектроника, основанная на использовании физических принципов интеграции и динамических неоднородностей, обеспечивающих несхемотехнические принципы работы приборов и устройств. Если схемная интеграция позволяет выделить в ИМС простые функциональные элементы путем удлинения проводных линий связи, то функциональная интеграция обеспечивает функционирование прибора как единого целого, и его нельзя разделить на элементы без нарушения функционирования.

Таким образом, функциональная микроэлектроника охватывает вопросы получения специальных сред с наперед заданными свойствами и создания различных электронных устройств методом физической интеграции, т. е. использования таких физических принципов и явлений, реализация которых позволяет получить приборы со сложным схемотехническим или системотехническим функциональным назначением.

Полупроводниковая электроника развивалась в нескольких направлениях. Прежде всего, как и в любой отрасли науки и техники, определяющим фактором было развитие физических принципов работы приборов и способов их технологического

воплощения. Что касается физических принципов, то здесь пройден путь от простейших явлений на контакте металл — полупроводник (точечно-контактные диоды и транзисторы) до приборов, в основе которых использованы квантово-механиче-ские эффекты (туннельные диоды, генераторы Ганна, приборы с зарядовой связью и др.). Более того, возникли целые направления, основанные на новых физических принципах или их комбинации: оптоэлектроника, акустоэлектроника, акустоопти-ка, интегральная электроника и оптика и т. д.

В преобразовательных устройствах используются средства, сконструированные на основе использования различных физических принципов — выпрямители, стабилизаторы, инверторы, преобразователи частоты и т. д.

утверждать, что повышение качества первичных преобразователей будет и в дальнейшем служить главной предпосылкой повышения точности средств измерений в целом. И наконец, все большее значение приобретают измерительные преобразователи, принцип работы которых основан на новых физических явлениях. Эти преобразователи требуют более детального изучения и совершенствования, в частности уточнения их физических принципов преобразования с целью получения более достоверного уравнения преобразования и создания измерительных преобразователей с более высокими метрологическими и техническими характеристиками.

градского политехнического института A.M. Туричиным, П. В. Новицким, Е. С. Левшиной, В. С. Гутниковым, С. А. Спектором, В. Г. Кнор-рингом, Э. А. Кудряшовым и др. [125]. Фундаментальным трудом по систематизации датчиков физических величин выпускаемых нашей промышленностью, является работа Д. И. Агейкина и соавторов [11. Большое значение в развитии измерительных преобразователей температуры имеют работы таких ученых, как А. Н. Гордов [31, 321, Н. Я. Ярышев [140]. Обобщающими в области построения гальваномагнитных преобразователей являются работы О. К. Хомерики, в частности [135]. В настоящее время все большее значение приобретают вопросы анализа и синтеза измерительных преобразователей, нашедшие свое развитие в работах М. Ф. Зарипова [40], а также вопросы, посвященные развитию новых физических принципов и средств преобразования физических величин и др.

117. Сотсков В. С. Развитие новых физических принципов и средств измерений физических величин для автоматизации производства.— В кн.: Уникальные приборы, 1973, № 14, с. 3—23.

За три десятилетия, прошедших с момента разработки первых цифровых микросхем, были изобретены и исследованы десятки типов ЛЭ. Их подробный анализ выходит за рамки данного курса. Основная цель поиска новых типов ЛЭ состоит в улучшении тех или иных параметров: уменьшении площади и потребляемой мощности, повышении быстродействия и т. д. Важным стимулом к поиску являются новейшие достижения в технологии микросхем, поскольку оптимальные ЛЭ могут быть созданы только при органическом сочетании физических принципов работы, конструкции, технологии и схемотехники.