Приборы, устройства и методы функциональной электроники (184,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

Стр.5

Содержание УДК 621.38 (075.8) ББК 32.845я73 К289 Печатается по решению кафедры радиотехнических и телекоммуникационных систем Института радиотехнических систем и управления Южного федерального университета (протокол № 11 от 14 апреля 2021 г.) Рецензенты: доктор технических наук, доцент, профессор кафедры радиоэлектроники Донского государственного технического университета А. В. Елисеев доктор технических наук, доцент, профессор кафедры информатики и информационных таможенных технологий Ростовского филиала Российской таможенной академии П. Н. Башлы Касьянов, А. О. К289 Приборы, устройства и методы функциональной электроники : учебное пособие / А. О. Касьянов ; Южный федеральный университет. – Ростов-на-Дону ; Таганрог : Издательство Южного федерального университета, 2021. – 123 с. ISBN 978-5-9275-3987-1 Излагаются физические основы описания электромагнитных явлений, происходящих в материалах в сверхпроводящем состоянии. Описаны радиофизические измерительные устройства, построенные на эффектах, связанных со сверхпроводимостью.В учебном пособии также рассматриваются элементы физики ЦМД, а именно: дается понятие о доменной границе, рассматриваются возникновение и устойчивость цилиндрических магнитных доменов, критические поля и динамика ЦМД, магнитостатические колебания в ЦМД.И, наконец, в настоящем учебном пособии рассматриваются вопросы экспериментального исследования характеристик твердотельных фильтров СВЧ на поверхностных магнитостатических волнах. Большинство вопросов, подробно рассмотренных в данном пособии, ранее в учебной литературе не рассматривались и освещались лишь в периодических изданиях и трудах научных конференций, которые были практически недоступны студентам. Целесообразность издания настоящего пособия, имеющего междисциплинарный характер, обусловлена необходимостью обеспечения учебного процесса по образовательным программам бакалавриата и специалитета по дисциплинам «Электроника» и «Специальные радиоэлектронные устройства». Пособие предназначено для студентов специальности 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы» и студентов направления подготовки 11.05.02 «Инфокоммуникационные технологии». УДК 621.38 (075.8) ББК 32.845я73 ISBN 978-5-9275-3987-1 © Южный федеральный университет, 2021 © Касьянов А. О., 2021 © Оформление. Макет. Издательство Южного федерального университета, 2021 2

Стр.3

Содержание СОДЕРЖАНИЕ СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ …... ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….. 5 6 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В СВЕРХПРОВОДНИКАХ …………………………………………… 8 1.1. Понятие о сверхпроводимости …………………………………. 8 1.2. Бозон ……………………………………………………………… 8 1.3. Ток сверхпроводимости ………………………………………… 9 1.4. Элементы квантовой механики. Уравнение Шредингера …….. 10 1.4.1. Корпускулярно волновой дуализм ………………………………. 10 1.4.2. Уравнение Шредингера. Физический смысл волновой функции 1.5. Квантование магнитного потока в сверхпроводящем кольце ... 12 14 1.6. Сверхпроводящий туннельный ток и эффекты Джозефсона … 17 1.7. Макроскопическая квантовая интерференция ………………… 23 1.8. Сквид постоянного тока (ПТ-сквид) …………………………… 24 1.9. Высокочастотный сквид (ВЧ-сквид) …………………………… 27 1.10. Способы увеличения чувствительности сквидов ……………. 33 1.11. Трансформатор потока ………………………………………… 33 1.12. Сравнительная характеристика ПТ- и ВЧ-сквидов ………….. Выводы ………………………………………………………………... 38 36 2. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ …………………………………………… 39 2.1. Магнитные материалы …………………………………………... 39 2.1.1. Понятие о ЦМД в тонких магнитных пленках ……………... 39 2.1.2. Доменная структура ……………………………………………... 40 2.1.3. Междоменные границы ………………………………………….. 40 2.2. Цилиндрические магнитные домены …………………………... 42 2.2.1. Магнитные материалы с ЦМД ………………………………… 42 2.2.2. Возникновение ЦМД ………………………………………………. 43 2.2.3. Уединенный ЦМД …………………………………………………. 45 2.2.4. Динамика цилиндрического магнитного домена …………… 54 2.2.5. Наблюдение и регистрация ЦМД ……………………………… 56 3

Стр.4

Содержание 2.3. Магнитостатические колебания в ЦМД ……………………….. 2.3.1. Постановка задачи ……………………………………………….. 57 57 2.3.2. Уравнение движения намагниченности ……………………… 58 2.3.3. Уравнение Эйлера …………………………………………………. 60 2.3.4. Спектр собственных магнитостатических колебаний в ЦМД Выводы ………………………………………………………………... 65 64 3. ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ ФИЛЬТРЫ СВЧ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ ……. 67 3.1. Общие сведения о твердотельных устройствах функциональной электроники ……………………………………………………… 67 3.2. Полосно-заграждающий фильтр СВЧ на ПМСВ ……………… 69 3.2.1. Общие сведения ……………………………………………………. 69 3.2.2. Конструкция и принцип работы твердотельного полоснозаграждающего фильтра СВЧ на поверхностной МСВ …………. 69 3.2.3. Экспериментальное исследование характеристик полосно-заграждающего фильтра СВЧ на поверхностной МСВ ……... 71 3.2.4. Методика экспериментального определения добротности фильтра ……………………………………………………………… 81 3.3. Полосно-пропускающий фильтр СВЧ на ПМСВ ……………... 83 3.3.1. Конструкция и принцип работы твердотельного полоснопропускающего фильтра СВЧ на поверхностной МСВ ………….. 83 3.3.2. Экспериментальное исследование характеристик полосно-пропускающего фильтра СВЧ на поверхностной МСВ ………. 85 Выводы ………………………………………………………………... 89 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………… 90 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………….. ПРИЛОЖЕНИЯ ………………………………………………………... 92 95 4

Стр.5