Электроника. Микроэлектроника. Полупроводниковая электроника. Оптоэлектроника. Фотоэлектроника. Рентгенотехника. Ускорители частиц. Вакуумная электроника

Рассматриваются принципы построения и схемотехника аналоговых и цифровых устройств полупроводниковой электроники, Предназначено для студентов дневной и заочной форм обучения, а также для специалистов направлений «Информатика и вычислительная техника», «Управление в технических системах» и «Радиотехника».

Учебно–методическое пособие предназначено для проведения лабораторных занятий у студентов, обучающихся по направлениям (специальностям) и профилям подготовки бакалавров и специалистов: 09.03.01 – Программное обеспечение средств ВТ и АС, 09.03.04 – Разработка программно–информационных систем, 10.03.01 – Безопасность телекоммуникационных систем, 10.05.02 – Информационная безопасность телекоммуникационных систем, 11.03.01 – Радиотехника, 11.03.02 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 11.05.01 – Радиоэлектронные системы и комплексы, 12.03.03 – Оптические информационные технологии, 27.03.04 – Управление и информатика в технических системах, 27.03.05 – Управление инновациями. К дисциплинам цикла «Электроника» относятся следующие дисциплины: – «Электротехника и электроника» (27.03.04, 27.03.05, 12.03.03), – «Электроника» (11.03.02, 11.03.01, 09.03.04, 11.05.01), – «Электроника и схемотехника» (10.05.02, 10.03.01), – «Электротехника, электроника и схемотехника» (09.03.01).

Рассматривается элементная база устройств полупроводниковой электроники, излагаются принципы построения и схемотехника аналоговых и цифровых телекоммуникационных устройств.

Достижения нанотехнологий основаны на принципиально новых научных знаниях о природе строения материалов, и, соответственно, принципиально новых технологиях и принципах конструирования. В данной работе собраны наиболее яркие (по мнению автора) публикации последних лет /1-20/ о наиболее значимых достижениях в области нанотехнологий и наноэлектроники и перспективах их развития. В ряде случаев публикации приведены практически без купюр, чтобы не исказить мнение авторов по наиболее важным их идеям и утверждениям. Автор взял на себя лишь труд отобрать из буквально «моря информации» материалы, соприкасающиеся с направлениями технических дисциплин ПГУТИ, скомпоновать и представить эти материалы в форме лекций для студентов телекоммуникационных специальностей. Цель данной работы – в популярной форме познакомить студентов ПГУТИ с новейшими достижениями науки и техники в рамках изучаемых ими дисциплин.

Данное учебное пособие может оказать действенную помощь в ов-ладении навыками проектирования цифровых устройств. Предназна-чено для студентов направления подготовки «Лесоинженерное дело», «Промышленная теплоэнергетика», «Энергообеспечение промышлен-ных предприятий» очной и заочной форм обучения.

Электродинамический трехфазный компаратор напряжения, тока и мощности предназначен для эталонных измерений мощности в трехфазных цепях переменного тока в широком диапазоне частот. Электродинамический трехфазный компаратор содержит подвижную систему в виде трех горизонтальных балок, по краям каждой из которых укреплены подвижные электроды электродинамических преобразователей с возможностью регулирования их параметров. Положение балок зарегистрировано с помощью двух фотоэлектрических преобразователей. Равенство напряжений, тока и мощности на переменном и постоянном токах определено с помощью нулевого индикатора

Актуальность и цели. Спиральные супракристаллические нанотрубки рассматриваются как перспективные наноматериалы для использования в механических наноустройствах в качестве нанопружин и в наноэлектронике в качестве наносоленоидов. Целью данной работы является их математическое моделирование и демонстрация возможности широкой вариативности геометрических и физических параметров Материалы и методы. Объектами исследования являлись супракристаллические нанотрубки произвольного химического состава с sp2- и sp3-гибридизацией атомных орбиталей. Математическое моделирование их спирализации осуществлялось в программном пакете Accelrys Materials Studio. Для быстрой оптимизации геометрических параметров спиральных супракристаллических нанотрубок использовался метод Forcite молекулярной динамики. Дальнейшая оптимизация выполнялась на основе метода теории функционала плотности (DFT). Результаты. Построены математические модели пяти типов спиральных супракристаллических нанотрубок, среди которых имеются как электропроводящие, так и диэлектрические. Выводы. Спиральные супракристаллические нанотрубки могут быть использованы в качестве нанопружин и наносоленоидов.

Методические указания содержат практические работы, позволяющие изучить на примере расчетов зависимость параметров аппаратов от свойств комплектующих его материалов.

Получены математические модели для электрофизических параметров полупроводника, определяющих ионизационные токи р-n переходов. В моделях учтено влияние температуры, концентрации носителей заряда и напряженности электрического поля. Проведенные расчеты показали, что наибольшее влияние температура и концентрация носителей заряда оказывают на время жизни и подвижность. Влияние электрического поля проявляется при напряженности, превышающей 102 – 103 В·см-1 Зависимость эффективности ионизации от температуры практически отсутствует.

Материал монографии ППС кафедры УКС МГОТУ по результатам обобщения их многолетнего опыта работы в образовательных и научно-исследовательских учреждениях.

Публикуются статьи по широкому спектру теоретических и прикладных проблем радиоэлектроники, связи и физической электроники.Тематические рубрики журнала охватывают все важнейшие области радиотехники и электроники, такие как электродинамика, теория распространения радиоволн, обработка сигналов, линии передачи, теория и техника связи, физика полупроводников и физические процессы в электронных устройствах, применение методов радиоэлектроники и радиоэлектронных устройств в биологии и медицине, микроэлектроника, наноэлектроника, электронная и ионная эмиссия и т.д.

Основан в 1972 г. Публикуются статьи, посвященные технологическим, физическим и схемотехническим аспектам микро- и наноэлектроники. Особое внимание уделяется новым тенденциям в литографии, травлению, легированию, осаждению и планаризации на субмикронном и нанометровом уровнях, плазменным технологиям, молекулярно-пучковой эпитаксии и сухому травлению, а также методам исследования и контроля поверхностей и многослойных структур. Обсуждаются вопросы приборно-технологического моделирования и диагностики технологических процессов в реальном времени. Публикуются статьи о полупроводниковых приборах на базе новых физических явлений, таких как квантовые размерные эффекты и сверхпроводимость.

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Представлена модель канала передачи измерительной информации в виде зависимости выходного сигнала от входного воздействия, аппроксимируемой степенным полиномом. Получены выражения для коэффициентов аппроксимации в случае передачи импульсного испытательного сигнала и приведен пример их расчета по результатам компьютерного моделирования канала программными средствами Electronics Workbench

Рассмотрены основные задачи развития НК и ТД, сформулированные научным сообществом. Приведены примеры современных разработок приборов, использование которых наиболее перспективно в атомной отрасли

Это практическое руководство для тех, кто делает первые шаги в робототехнике на платформе Arduino. С этой книгой вы разберетесь в основах электроники, научитесь программировать в среде Arduino IDE, работать с печатными платами Arduino, инструментами, соблюдать правила безопасности и многому другому. Вы также сможете выполнить разнообразные проекты и оценить невероятный потенциал Arduino, который вдохновит вас на творчество и изобретения, ограниченные только вашим воображением.

Изложены математические основы надежности, показатели долговечности, безотказности, ремонтопригодности и сохраняемости. Представлены аналитические зависимости между основными показателями надежности. Обоснован выбор показателей, а также определены факторы, влияющие на них. Предназначено для обеспечения учебных занятий по курсу «Основы надежности радиоэлектронных средств».

В учебном пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с аналоговой и аналого-цифровой схемотехникой информационно-измерительных систем (ИИС) и систем управления. Подробно описаны компоненты таких систем (микроэлектронные сенсоры, усилители сигналов, аналого-цифровые преобразователи и устройства отображения информации). Приведены схемы включения элементов ИИС и систем сбора данных (ССД), анализ их погрешностей, программы схемотехнического моделирования элементов ССД в пакете Multisim фирмы National Instruments.

В монографии подробно представлены начальные понятия, принципы работы, свойства, поведение и построение самосинхронных схем. Приведены примеры комбинационных и последовательностных схем, а также результаты экспериментальной проверки их уникальных свойств. Изложение ведется с позиций нового, функционального подхода, основанного на исследовании логических функций, описывающих элементы схем, без привлечения методов теории автоматов. Аналогов данного подхода ни в отечественной, ни в зарубежной литературе не отмечено.

Подробно рассмотрены фундаментальные физические эффекты и электронные процессы, характерные для наноразмерных структур. Описаны принципы функционирования и типы наноэлектронных приборов для обработки информации. Приведены нанотехнологические подходы, позволяющие формировать приборные структуры наноэлектроники и спинтроники. Наряду с обновленным и расширенным теоретическим материалом предыдущего издания в данное издание включены практические задачи и контрольные вопросы для самопроверки, призванные закрепить изучаемый теоретический материал.

Дано представление об основных маршрутах изготовления и конструкциях изделий микроэлектроники на основе кремния. Рассмотрены основные процессы создания интегральных схем: химическая и плазмохимическая обработка материала, введение примесей в кремний, выращивание окисла кремния и его охлаждение, литография, создание металлических соединений и контактов. Приведены методы моделирования процессов распределения примесей в полупроводниковых структурах.

В учебном пособии излагаются физические и технологические основы наноэлектроники, в том числе принципы функционирования и характеристики наноэлектронных устройств на базе квантово-размерных структур: резонансно-туннельных, одноэлектронных и спинтронных приборов. Рассматриваются особенности квантовых компьютеров, электронных устройств на сверхпроводниках, а также приборов нанобиоэлектроники. Каждая глава снабжена контрольными вопросами и заданиями для самоподготовки.

Рассмотрены основные направления развития современной электроники, использующей физические эффекты, имеющие место в наноструктурах. Проанализированы пути перехода от микро- к наноэлектронным приборам, приведены описания нанотехнологических процессов, элементов и приборов наноэлектроники и новых материалов, с которыми тесно связано развитие приоритетной области нанонауки и нанотехнологии.

Монография всеобъемлюще отражает самые последние сведения в области изучения и применения нанотрубок за последние двадцать лет. Приведена информация о методах их получения, структуре, электронных, оптических, механических, магнитных и эмиссионных свойствах. Описаны во многом удивительные изобретения, полученные с помощью этих новых материалов: одноэлектронный, полевой и квантовый нанотранзисторы, химические сенсоры, источники оптического и рентгеновского излучения, логические элементы, ячейки памяти и даже радиоприемник на одной-единственной углеродной нанотрубке. Значительное внимание уделено расчетам электронного строения нанотрубок с помощью метода линеаризованных присоединенных цилиндрических волн. Один из разделов книги посвящен новому направлению в науке — наноэлектромагнетизму.

В книге представлены базовые понятия теории переходной схемотехники, необходимые для разработки новой элементной базы суперкомпьютеров различных типов. Теорию переходной схемотехники отличает новая компонентная концепция синтеза наноструктур, в которой минимальным компонентом для синтеза схем является не транзистор, а материал и переход (связь) между материалами. Приводятся данные экспериментального 2D и 3D моделирования физических и электрических процессов в кремниевых переходных наноструктурах с минимальным топологическим размером 10–20 нм и сравнительный анализ четырех типов схемотехник.

Книга посвящена описанию основных физических принципов, структур и методов моделирования, а также тенденций развития современной и перспективной кремниевой наноэлектроники с технологическими нормами менее 100 нм. Может быть использована в учебном процессе при подготовке учебных курсов «Физические основы наноэлектроники», «Наноэлектронные технологии», «Физика микроэлектронных структур».

В учебнике изложены общие представления о нанотехнологии, ее концептуальные проблемы. Затронуты вопросы самоорганизации и синергетики в наномире, проанализированы возможности нанометрологии. Рассмотрены специфические особенности и проблемы наномира.

Рассматривается моноатомная наноуглеродная структура — графен, который предопределяет развитие многих инновационных сфер научной и промышленной деятельности. Техника графена составляет базис индустрии будущего — Шестого технологического уклада: плазмоники, фотоники, спинтроники, биоинформатики, терагерцевой наноэлектроники. Книга является первым систематизированным изложением графеновой нанотехники и содержит информацию, адаптированную для изучения текстов, касающихся графена.

В книге под редакцией известных ученых собраны статьи и обзоры видных специалистов в области нанотехнологий, посвященные растровой электронной микроскопии (РЭМ). С помощью РЭМ можно изучать свойства наночастиц, нанопроволок, нанотрубок, трехмерных наноструктур, квантовых точек, магнитных наноматериалов, фотонных кристаллов и биологических наноструктур. Рассмотрены различные типы РЭМ, включая просвечивающие микроскопы с высоким разрешением, рентгеновский микроанализ, новейшие методы получения изображения посредством обратно рассеянных электронов, а также методы электронной криомикроскопии для исследования биообъектов.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной формы обучения физического факультета Воронежского госуниверситета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Материал методического пособия представляет собой часть курса лекций для студентов очной и очно-заочной форм обучения физического факультета Воронежского госуниверситета. В разделах учебного пособия на основе монографий, учебников, научных статей, различных электронных источников рассматриваются основные современные и перспективные направления функциональной электроники.

Дано краткое описание проекта по модернизации рабочих мест промежуточных испытаний пункта пооперационных испытаний ППК6-2. Рассмотрены технические решения запроектированной испытательной установки.

Систематизирована обширная информация об основных материалах и компонентах, используемых при изготовлении печатных плат различного типа. Изложены методологические основы применения и испытаний базовых материалов печатных плат. Рассмотрены вопросы технологичности материалов в производстве печатных плат и сборок. Представлена концепция обеспечения надежности входного контроля поступающих в производство материалов и комплектующих. Даны практические методики входного контроля компонентов.

Методические указания соответствуют программе дисциплины «Основы электроники и схемотехники», которая является подготовительной для изучения дисциплин: «Архитектура вычислительных систем», «Основы теории управления», «Микропроцессорные системы». Поэтому рассмотрение материала в целом ориентировано на схемотехнику ЭВМ, а в некоторых частях — на теорию управления.

Постановка проблемы: большинство известных работ по диагностированию динамических систем посвящены описанию методов диагностирования, таких как параметрическая идентификация, использование наблюдателей состояния, аналитической избыточности и др. Однако анализ технологического процесса диагностирования не проводится. Цель: проанализировать технологический процесс диагностирования динамических систем, получив вероятности состояний процесса на основе OSTN-диаграмм ЮЕЕЗ-технологии; развить подход, позволяющий формализовать анализ ЮЕЕЗ-моделей по OSTN-диаграммам. В соответствии с ним должен осуществляться расчет вероятностей состояний процессов диагностирования. Методы: построены рекуррентные уравнения вероятностей состояний, возникающих при диагностировании динамических систем, на основе теории марковских процессов. Результаты: разработан метод построения стохастической матрицы рекуррентных уравнений, для которых известны начальные условия. Суть метода в том, что с помощью разработанных PFDD-диаграмм диагностирования динамических систем строятся OSTN-диаграммы ЮЕЕЗ-технологии. Благодаря этим диаграммам осуществляется не только полное описание технологического процесса диагностирования, но и определение его состояний. Выводы: полученные результаты позволяют оценить качество технологического процесса диагностирования динамических систем. Проведена оценка систем тестового и функционального диагностирования.

Методические указания содержат примеры решения типовых задач, индивидуальные задания для самостоятельного решения; справочные таблицы, позволяющие студентам решать задачи без дополнительных справочных материалов.

В методических указаниях представлены задания и методика выполнения расчетно-графической работы по расчету цепей переменного тока.

Конспект лекций предназначен для студентов, обучающихся по направлениям: 210700 – Инфокоммуникационные технологии и системы связи; 210400 – Радиотехника; 230100 – Информатика и вычислительная техника; 200700 – Фотоника и оптоинформатика; 222000 – Инноватика; 231000 – Программная инженерия; 220400 – Управление в технических системах.

Основными целями преподавания дисциплины являются: формирование у студента системы необходимых знаний о физических принципах работы оптоэлектронных и СВЧ приборов, формирование у студента системы необходимых знаний об оптоэлектронных и СВЧ приборах для последующего изучения специальных дисциплин и решения производственных и исследовательских задач, овладение основами расчётов оптоэлектронных и СВЧ приборов, получение общих знаний но их применению. Основными обобщенными задачами дисциплины являются: изучение основных физических законов и явлений, лежащих в основе работы оптоэлектронных и СВЧ приборов, изучение основных характеристик оптоэлектронных и СВЧ приборов, приобретение студентами практических навыков работы с оптоэлектронными и СВЧ приборами, а также аппаратурой для исследования характеристик и измерения параметров этих приборов. Изучению дисциплины ПСВЧ и ОД предшествует формирование общекультурных и профессиональных компетенций в дисциплинах: математический анализ, физика, теория электрических цепей, электроника, электромагнитные поля и волны, метрология, стандартизация и сертификация в инфокоммуникациях. Конечным результатом обучения по дисциплине является формирование у студентов основополагающих компетенций но проектированию и практическому применению современных приборов СВЧ и оптического диапазона.

Методические указания к лабораторным работам «Приборы СВЧ и оптического диапазона» содержит методику расчета и измерения основных параметров электровакуумных приборов СВЧ и ОД: отражательного клистрона, лампы бегущей волны (ЛБВ), лампы обратной волны (ЛОВ), гелий-неонового лазера разработаны в соответствии с ФГОС ВПО но направлению подготовки, 11.03.01 Инфокоммуникационные технологии и системы связи, 11.03.02 и предназначены для студентов 4 курса факультет ФТР для лабораторных занятий.

Методические указания к лабораторным работам «Исследование микрополосковых устройств СВЧ» содержит методику расчета и измерения основных параметров полосковых СВЧ-устройств: микрополосковой линии передачи (МПЛ) СВЧ; полосно-пропускающего СВЧ-фильтра; трансформатора и неоднородностей в СВЧ-цепи, разработаны в соответствии с ФГОС ВПО по направлению подготовки РТ, ИКТ-П, 11.03.01 Информационные технологии и системы связи, 11.03.02 и предназначены для студентов 4 курса факультета ФТР для лабораторных занятий.

Основными целями преподавания дисциплины являются: формирование у студента системы необходимых знаний о физических принципах работы оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем, формирование у студента системы необходимых знаний об оптических волноводах, их соединениях и базовых элементах интегральных оптических схем для последующего изучения специальных дисциплин и решения производственных и исследовательских задач, овладение основами расчётов оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем, получение общих знаний по их применению. Основными обобщенными задачами дисциплины являются: изучение основных физических законов и явлений, лежащих в основе работы оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем, изучение основных характеристик оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем, приобретение студентами практических навыков работы с оптическими волноводами, их соединениями и базовыми элементами интегральных оптических схем, а также аппаратурой для исследования характеристик и измерения параметров этих устройств. Изучению дисциплины Ф и ИО предшествует формирование общекультурных и профессиональных компетенций в дисциплинах: математический анализ и физика. Конечным результатом обучения по дисциплине является формирование у студентов основополагающих компетенций по проектированию и практическому применению современных оптических волноводов, их соединений и базовых элементов интегральных оптических схем.

В настоящем учебнике рассматриваются вопросы использования микропроцессорной техники и программного обеспечения в узлах коммутации и средствах связи. Приводится базовая информация по технике микропроцессорных систем и средств, сведения по архитектуре и способам построения современных микропроцессоров. Приводится классификация и описываются принципы построения микропроцессоров и микропроцессорных комплектов различного назначения. Подробно рассматриваются операционные системы реального времени. Даются общие сведения по архитектуре, характеристикам и способам применения сетевых процессоров, процессоров ввода/вывода, процессоров цифровой обработки сигналов. На примере коммутационных систем EWSD, Alcatel 1000S12, АХЕ-10 рассматриваются вопросы построения и комплексирования управляющих комплексов современных узлов коммутации. Приводятся сведения по тенденциям развития микропроцессоров.

Учебное пособие для студентов направления «Фотоника и оптоинформатика» включает расширенный курс лекций.

В курсе лекций рассмотрены: физические свойства основных материалов, применяемых в оптике, их параметры и методы изготовления, основные типы элементов интегральной оптики и нанооптики и основы работы функциональных элементов интегральной нанооптики, основные методы производства элементов интегральной оптики, интегрально-оптические устройства.

Методическая разработка предназначена для организации самостоятельной работы и практических занятий студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров: 210700 - Инфокоммуникационные технологии и сети связи, 210400 - Радиотехника, 090900 - Информационная безопасность. Для организации практических аудиторных занятий методическая разработка включает в себя сборник типовых задач, часть из которых содержит несколько вариантов исходных данных. Это позволит сделать студентам определенные выводы и лучше подготовиться к итоговому тестированию. Кроме это- го, задания с несколькими вариантами могут быть использованы для проведения аудиторных контрольных работ на факультете заочного обучения. Краткие теоретические сведения включают в себя расчетные соотношения, необходимые для выполнения заданий. Для организации самостоятельной работы студентов методическая разработка содержит рекомендации по изучению дисциплины, список рекомендуемой литературы и список теоретических вопросов для подготовки к итоговому контролю.

Для студентов специальностей: 200700, 210400, 210700.

Данная методическая разработка представляет собой подборку исторических фактов, упорядоченных по тематике и хронологии. Параллельно рассматриваются 3 линии развития: История создания элементной базы электроники, История развития информационно-вычислительной техники, История телекоммуникаций. Авторы-составители использовали как широко опубликованные, гак и малоизвестные исторические материалы, с тем чтобы по возможности дать полную картину прогресса человеческой мысли - творческих исканий первооткрывателей, изобретателей, исследователей, инженеров, давших миру современные информационно-вычислительные и телекоммуникационные технологии и сделавших их доступными всему человечеству. Выпуск этой брошюры приурочен к 50-летию первого выпуска специалистов нашим вузом - КЭИС-ПИИРС-ПГАТИ-ПГУТИ. Наши выпускники принимают достойное участие в освоении мирового опыта, в научных исследованиях, изобретательской и инженерной деятельности в сфере инфокоммуникаций. Материалы брошюры могут быть использованы как подспорье в изучении предмета «Введение в специальность», в повседневной работе технических кафедр в качестве справочного материала.

Печатается по постановлению Ученого совета факультета технологии и предпринимательства Московского педагогического государственного университета. Работа «Практикум по радиоэлектронике» подготовлена на кафедре общетехнических дисциплин.

Целью работы явилось исследование характеристик однофотонных сверхпроводниковых детекторов, созданных на базе тонких пленок NbN, увеличение быстродействия детектора и исследование возможностей практического применения однофотонных сверхпроводниковых детекторов вместо традиционно используемых полупроводниковых однофотонных детекторов. Практическим результатом работы явилось создание быстродействующего детектора одиночных фотонов на основе эффекта однофотонного детектирования оптического и ИК излучений тонкопленочными сверхпроводящими наноструктурами. Детектор обладает рекордными характеристиками по быстродействию и чувствительности в широком спектральном диапазоне от УФ до ИК. Показана перспективность применения детекторов в корелляционной инфракрасной микроскопии живых биологических образцов с высоким временным разрешением.