7. Функциональная микроэлектроника, краткая характеристика и области применения устройств на ее базе.
Функциональная (микро)электроника — одно из современных направлений микроэлектроники, основанное на использовании физических принципов интеграции и динамических неоднородностей, обеспечивающих несхемотехнические принципы работы устройств. Функциональная интеграция обеспечивает работу прибора, как единого целого. Разделение его на элементы приводит к нарушению функционирования.
Функциональная микроэлектроника предлагает принципиально новый подход, позволяющий реализовать определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых элементов, основываясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле.
Эти особенности стали основой оптоэлектроники.
Такие явления, как генерация и усиление акустических волн потоком электронов, обусловили появление – акустоэлектроники.
Интересными материалами с еще не вполне раскрытыми перспективами использования их в микроэлектронике являются органические полупроводники.
Параметры приборов, основанных на этом эффекте, значительно превышают соответствующие параметры приборов интегральной микроэлектроники.
Функциональные микросхемы могут выполняться не только на основе полупроводников, но и на основе таких материалов, как сверхпроводники, сегнетоэлектрики, материалы с. фотопроводящими свойствами и др. Для переработки информации можно использовать явления, не связанные с электропроводностью (например, оптические и магнитные явления в диэлектриках, закономерности распространения ультразвука и т.д.).
Таким образом, функциональная микроэлектроника охватывает вопросы получения специальных сред с наперед заданными свойствами и создания различных электронных устройств методом физической интеграции.
8. Управляемые (зависимые) источники тока и напряжения, идеальный усилитель и его свойства.
Источники напряжения (тока) называются зависимыми (управляемыми), если величина напряжения (тока) источника зависит от напряжения или тока другого участка цепи. Зависимыми источниками моделируются электронные лампы, транзисторы, усилители, работающие в линейном режиме.
Р
азличают
четыре типа зависимых источников.
1
.
ИНУН – источник напряжения,
управляемый напряжением: а) нелинейный,
б) линейный, μ – коэффициент
усиления напряжения
2
.
ИНУТ
- источник напряжения, управляемый
током: а) нелинейный, б) линейный, γн –
передаточное сопротивление
3
.
ИТУТ
– источник тока, управляемый током: а)
нелинейный, б) линейный, β -
коэффициент усиления тока
4. ИТУН – источник тока, управляемый напряжением: а) нелинейный, б) линейный, S - крутизна (передаточная проводимость)
Идеальный операционный усилитель
бесконечно большой дифференциальный коэффициент усиления по напряжению;
нулевое напряжение смещения нуля, т.е. при равенстве входных напряжений выходное напряжение равно;
нулевые входные токи;
нулевое выходное сопротивление;
коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю;
мгновенный отклик на изменение входных сигналов.
О
перационный
усилитель, предназначенный для
универсального применения, из соображений
устойчивости должен иметь такую же
частотную характеристику, что и фильтр
нижних частот первого порядка.
Рис. 3. Типичная ЛАЧХ операционного усилителя
частота fп – граница полосы пропускания на уровне 3 дБ,
частота fт – равна произведению коэффициента усиления на ширину полосы пропускания.