Интегральная микроэлектроника

На 1.3 показана принципиальная схема ЯЭУ с реактором БН-600. Установка выполнена по трехконтурной схеме. В первом и втором контурах теплоносителем является натрий, а в третьем— вода-пар. Особенность рассматриваемой схемы — интегральная компоновка первого контура, когда все основное оборудование размещено в общем баке 4 под уровнем жидкого натрия. Пространство над уровнем заполнено инертным газом — аргоном — с давлением 0,3—0,4 МПа. Таким образом, бак реактора одновременно является и компенсатором давления.

Компоновка первого контура АЭС может быть интегральной или петлевой. На 5.40 показана интегральная компоновка, когда в корпусе реактора 2 размещены активная зона 5, ГЦН первого контура 4 и промежуточный теплообменник 6.

На 7.12, 7.13 приведены изображения двух основных конструкций таких реакторов. В реакторе с интегральной компоновкой сборка активной зоны, натриевые насосы и промежуточный теплообменник помещены в большой бак с натрием. Эта конструкция предохраняет активную зону от потери теплоносителя даже в случае отказа системы теплоотвода первого контура. Интегральная компоновка требует большого количества натрия и ограничивает доступ в реактор и прилегающее,к нему оборудование. :

8.4. Баковая (интегральная) компоновка реактора БН-600:

Среди реакторов с натриевым теплоносителем, находящихся в эксплуатации, четыре—бакового типа (интегральная компоновка): по одному в СССР (БН-600) и в Англии, два — во Фран-

эксплуатационных и аварийных режимов, большие запасы теплоносителя в первом контуре, пассивные системы аварийного теплоотвода, интегральная компоновка в едином корпусе первого контура и теплообменников, наличие второго (страховочного) корпуса на полное давление (см. п. 2.5.2).

Для таких реакторов наиболее целесообразна интегральная компоновка, т.е. модульные конструкции, поэтому они могут быть полностью изготовлены в заводских условиях и в сборе доставле-

Трубопроводы первого контура из-за большой активности теплоносителя необходимо делать как можно короче. С этой точки зрения наиболее приемлема интегральная компоновка.

Интегральная компоновка более компактна, но относительно сложна по конструкции и ремонтопригодности. Петлевая компоновка обеспечивает простоту конструкции и хорошую ремонтопригодность, лучшие условия для естественной циркуля-

2.16. Реактор на быстрых нейтронах БН-600 (интегральная компоновка):

На начальном этапе развития для энергоблоков с газографитовыми ядерными реакторами в качестве теплоносителя использовали углекислый газ, а в качестве ядерного топлива — металлический уран естественного обогащения. Оболочки твэлов выполняли из магнокса (сплава на основе магния) с оребрением ( 2.18). Особенностью конструкции подобных реакторов являлись интегральная компоновка парогенераторов и наличие перегру-

Поэтому одним из главных направлений развития полупроводниковой электроники в последние десятилетия явилась интегральная микроэлектроника. Начало микроэлектроники было положено в Англии во второй половине 40-х годов созданием тонкопленочных деталей на основе технологии внесения микропримесей.

Интегральная микроэлектроника предоставляет, в частности, дополнительные возможности для создания разнообразных схем сравнения (СС). Одна из первых попыток систематизации таких схем была предпринята О. В. Лебе-

Интегральная микроэлектроника — направление в электронике, объединяющее целый комплекс физических, технологических, конструктивных и схемотехнических методов построения радиоэлектронных функциональных элементов и узлов повышенной надежности, минимального объема и малого потребления энергии источников питания. Это достигается совместным изготовлением в едином интегральном технологическом цикле всей совокупности активных и пассивных компонентов электронной схемы и соединительных проводников между ними. Полученный таким способом интегральный микроэлектронный функциональный элемент (называемый также интегральной микросхемой) предназначен для выполнения заданных операций: генерирования сигналов заданной формы, усиления до заданного уровня, умножения или деления частоты сигнала, преобразования непрерывного сигнала в цифровой код и т. д.

Таким образом, и интегральная микроэлектроника имеет в своем развитии предел, ограниченный, по-видимому, 10е отдельными элементами на одной кремниевой пластине диаметром до 60 мм.

8. Интегральная микроэлектроника............. 41

Интегральная микроэлектроника достигла в настоящее время высокого уровня развития. Если в начале своего развития (середина 60-х годов) интегральные микросхемы (ИМС) содержали 10—30 элементов (диодов, транзисторов, конденсаторов) на кристалле, то в начале 80-х годов появились большие интегральные схемы (БИС), содержащие тысячи и сотни тысяч элементов на кристалле. Этому способствовало получение сверхчистых материалов, прецизионного оборудования и разработка новых технологических процессов.

Интегральная микроэлектроника продолжает развиваться в направлении повышения степени интеграции микросхем как за счет увеличения размеров кристалла, так и в основном за счет уменьшения размера элементов ИМС. В современных БИС и СБИС размеры элементов составляют 3—2 мкм. В ближайшем будущем размеры элементов топологии СБИС достигнут 1 мкм. Ведутся исследования по освоению субмикронных размеров. Эти исследования показали, что пределом уменьшения размеров элемента топологии (ширина линий, зазоров между ними и др.) является значение 0,2 мкм. Однако при достижении таких размеров элементов возникнут определенные технологические ограничения.

Таким образом, существуют физические пределы развития интегральной микроэлектроники. Однако даже на далекую перспективу интегральная микроэлектроника останется основной базой создания различных видов вычислительных машин, радиоэлектронной аппаратуры и систем управления.

Сложными становятся проблемы топологии и теплоотвода. Поэтому в отдаленной перспективе интегральная микроэлектроника уже не будет полностью удовлетворять разработчиков сложной радиоэлектронной аппаратуры.

Повышение степени интеграции микросхем и связанное с этим уменьшение размеров элементов имеет определенные пределы. Интеграция свыше нескольких десятков тысяч элементов на одном кристалле оказывается экономически нецелесообразной и технологически трудно выполнимой. Сложными становятся проблемы топологии и теплоотвода. Поэтому в отдаленной перспективе интегральная микроэлектроника уже не будет полностью удовлетворять разработчиков сложной радиоэлектронной аппаратуры.

Повышение степени интеграции микросхем и связанное с этим уменьшение размеров элементов имеет определенные пределы. Интеграция свыше нескольких десятков тысяч элементов на одном кристалле оказывается экономически нецелесообразной и технологически трудно выполнимой. Сложными становятся проблемы топологии и теплоотвода. Поэтому в отдаленной перспективе интегральная микроэлектроника уже не будет полностью удовлетворять разработчиков сложной радиоэлектронной аппаратуры.