Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
3764745_patrikeev_answers.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
16.12.2018
Размер:
543.23 Кб
Скачать

2. Что определяет физические свойства нанотрубок, используемых в качестве проводников, полупроводников и диэлектриков.

Физические свойства УНТ в значительной степени определяются их хиральностью (свойство молекулы быть несовместимым со своим зеркальным отражением любой комбинацией вращений и перемещений в трёхмерном пространстве). Многочисленные теоретические расчеты дают общее правило для определения типа проводимости УНТ:

трубки с (n, n) всегда металлические и если n – m= 3j, где j – нуль или целое число;

трубки с n – m= 3j, где j не нулевое целое число, являются полупроводниками с малой шириной запрещенной зоны; а все остальные являются полупроводниками с большой шириной запрещенной зоны.

БИЛЕТ № 9

  1. Существуют ли пределы и какова сейчас степень интеграции микросхем.

Степень интеграции микросхемы зависит от размера кристалла и количества помещенных на нем транзисторов. Основным фактором, определяющим возможность увеличения числа транзисторов сверхбольшой интегральной схемы, являются минимальные топологические размеры элементов, называемые также проектными нормами. Обычно эта величина измеряется в микронах (мкм). По мере уменьшения проектных норм могут быть увеличены и тактовые частоты работы микропроцессора.

Сетевой график развития индустрии исключает проектные нормы 0,15 мкм для производства полупроводниковых микросхем. Стандартными проектными нормами в 2002 г. должны стать 0,13 мкм, 2005 г. - 0,1, 2008 г. - 0,07 и в 2014 г. - 0,035 мкм. Последние цифры, в частности, означают, что при производстве терабитных микросхем на 1 кв. см будет расположено до 390 млн. транзисторов. Заметим, однако, что потребляемая мощность - один из основных факторов, ограничивающих сложность кристалла.

Степень интеграции

В СССР были предложены следующие названия микросхем в зависимости от степени интеграции (в скобках количество элементов для цифровых схем):

  • МИС — малая интегральная схема (до 100 элементов в кристалле);

  • СИС — средняя интегральная схема (до 1 000);

  • БИС — большая интегральная схема (до 10 000);

  • СБИС — сверхбольшая интегральная схема (до 1 миллиона);

  • УБИС — ультрабольшая интегральная схема (до 1 миллиарда);

  • ГБИС — гигабольшие (более 1 миллиарда).

В настоящее время название ГБИС практически не используется (например, последние версии процессоров Pentium 4 содержат пока несколько сотен миллионов транзисторов), и все схемы с числом элементов, превышающим 10 000, относят к классу СБИС, считая УБИС его подклассом.

Технологии изготовления

Основным элементом аналоговых микросхем являются транзисторы (биполярные или полевые). Разница в технологии изготовления транзисторов существенно влияет на характеристики микросхем. Поэтому нередко в описании микросхемы указывают технологию изготовления, чтобы подчеркнуть тем самым общую характеристику свойств и возможностей микросхемы. В современных технологиях объединяют технологии биполярных и полевых транзисторов, чтобы добиться улучшения характеристик микросхем.

  • Микросхемы на униполярных (полевых) транзисторах — самые экономичные (по потреблению тока):

    • МОП-логика (металл-окисел-полупроводник логика) — микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;

    • КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП).

  • Микросхемы на биполярных транзисторах:

    • РТЛ — резисторно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);

    • ДТЛ — диодно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);

    • ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика — микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;

    • ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шотки — усовершенствованная ТТЛ, в которой используются биполярные транзисторы с эффектом Шотки.

    • ЭСЛ — эмиттерно-связанная логика — на биполярных транзисторах, режим работы которых подобран так, чтобы они не входили в режим насыщения, — что существенно повышает быстродействие.

КМОП и ТТЛ (ТТЛШ) технологии являются наиболее распротранёнными логиками микросхем. Где небходимо экономить потребление тока, применяют КМОП-технологию, где важнее скорость и не требуется экономия потребляемой мощности применяют ТТЛ-технологию. Слабым местом КМОП-микросхем является уязвимость от статического электричества — достаточно коснуться рукой вывода микросхемы и ее целостность уже не гарантируется. С развитием технологий ТТЛ и КМОП микросхемы по параметрам сближаются и как следствие, например, серия микросхем 1564 — сделана по технологии КМОП, а функциональность и размещение в корпусе как у ТТЛ технологии.

Мискросхемы, изготовленные по ЭСЛ-технологии являются самыми быстрыми, но наиболее энергопотребляющими и применялась при производстве вычислительной техники, когда важнейшим параметром была скорость вычисления. В СССР самые производительные ЭВМ типа ЕС106х изготавливались на ЭСЛ-микросхемах. Сейчас эта технология используется редко.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]