Этапы развития электроники.

(Краткая историческая справка).

1. 1904 – 1950 г.г. – дискретная электроника на электровакуумных лампах, начало относится к 1883 г. (Открытие Т. А. Эдисоном термоэлектронной эмиссии). В 1904 г. Флеминг создал первый ламповый детектор – первая электронная лампа. В 1907 г. Форест Ли ввел в лампу Флеминга управляющий электрод-сетку, что позволило создать электровакуумный триод, способный генерировать и усиливать электрические сигналы.

Изобретение в 1895 радиоприемника (Попов, Маркони) в значительной степени стимулировало создание приемно–усилительных электронных ламп с улучшенными характеристиками.

2. 1950 – 1960 г.г. – дискретная электроника на полупроводниковых приборах. Начало относится к 1947 г. (создание действующей модели биполярного транзистора – Шокли, Бардин, Браттейн). 1956 г. – нобелевская премия за биполярный транзистор. 1951 г. – промышленный выпуск биполярных транзисторов.

3. 1960 – 1980 г.г. – промышленный выпуск первых интегральных микросхем (ИМС) с малой степенью интеграции. 1962 г. – цифровые ИМС по технологии МОП. 1969 г. – ИМС с большой степенью интеграции (БИС). 1971 г. – разработка первых микропроцессоров. 1975 г. – разработка СБИС с числом логических ключей более 10000 и освоение промышленного выпуска.

4. 1980 г. – по настоящее время – устройства функциональной электроники – в основе работы акустооптические явления в полупроводниках, голография, системы на кристалле.

Классификация веществ в зависимости от структурных особенностей твердых тел.

Принято различать твердые вещества: аморфные, поликристаллические, монокристаллические.

Аморфные – вещества, которые не имеют какой-либо определенной (упорядоченной) внутренней структуры расположения атомов.

Поликристаллические вещества – состоят из отдельных гранул или малых областей. Каждая гранула имеет четко выраженную структуру, однако размеры и ориентация гранул в соседних областях совершенно произвольная.

Монокристаллические вещества – в них атомы пространственно упорядочены и образуют трехмерную периодическую структуру, называемую кристаллической решеткой.

Полупроводниковые устройства и интегральные схемы выполняют из монокристаллов, среди которых наибольшее значение имеют монокристаллы кремния (Si).

Межатомные связи. Их виды и характеристики.

Основную роль в процессе объединения атомов в кристалл играют электроны. Межатомная связь возникает благодаря тому, что атомы в веществе расположены близко друг к другу и влияют друг на друга.

По степени взаимного влияния атомов различают три вида межатомных связей: ионная, металлическая и ковалентная (парноэлектронная).

При ионной связи электроны перемещаются от одних атомов к другим. Как следствие, в структуре возникают ионы.

При металлической связи кристаллическая решетка из положительно заряженных ионов окружена «электронным газом».

При ковалентной связи внешние электроны, так называемые валентные, становятся общими для ближайших соседних атомов.

В твердых телах с ковалентной связью образуются различные кристаллические решетки, вид которых определяется узлами между направлениями различных ковалентных связей.

Кристаллическая решетка, в которой каждый электрон внешней орбиты связан ковалентными связями с остальными атомами вещества, является идеальной. В таком кристалле все валентные электроны прочно связаны между собой и свободных электронов нет. При температуре абсолютного нуля (-273˚С) полупроводники, состоящие из таких кристаллов, обладают свойствами идеальных изоляторов.