Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Транзистор?.. Это очень просто!
Шрифт:

Конденсаторы. Процесс их изготовления более сложный. Для получения конденсаторов небольших емкостей делают просто диоды, включенные в обратном направлении; эти диоды не пропускают электрический ток, но обладают некоторой емкостью.

Можно также сделать и настоящие конденсаторы; для этого на полупроводник наносят тонкий слой двуокиси кремния, служащий диэлектриком, и покрывают его слоем металла, образующего вторую обкладку конденсатора. Но следует отметить, что все создаваемые в интегральных микросхемах конденсаторы имеют небольшую емкость.

Катушки

индуктивности.
Ограничения по величине, о которых я говорил тебе применительно к конденсаторам, еще сильнее проявляются при изготовлении индуктивностей. Можно, конечно, нанести на полупроводник проводящий слой в виде спирали, обладающий определенной индуктивностью. Так делают в схемах, предназначенных для использования на сверхвысоких частотах. Но в принципе в интегральных микросхемах избегают использования катушек индуктивности.

Запомни, Незнайкин, что обычно стремятся сделать так, чтобы интегральная микросхема состояла в основном из транзисторов и диодов. При некоторой изобретательности удается заставить эти устройства выполнять самые различные функции: усиление во всех диапазонах частот, генерирование колебаний различной формы и частоты, коммутацию (запирание или открывание цепи — поэтому такие схемы иногда называют «вентилями») и т. д.

Технология МС

Дорогой друг, ты несомненно догадался, что сокращение МС обозначает микросхема. Это название охватывает широкую гамму разнообразных устройств; в производстве которых используют уже рассмотренные нами технологические процессы: изоляцию, применение масок, фотолитографию, диффузию, металлизацию и т. д. Но если проанализированное нами в качестве примера производство планарного транзистора требует дюжины операций, то изготовление МС обычно требует значительно большего количества операций.

Интегральные микросхемы формируются одновременно десятками или сотнями на одной пластине-подложке, имеющей диаметр 3 см и толщину 0,25 мм.

Среди микросхем, которые обычно делают на подложке из изоляционных материалов, в зависимости от метода изготовления различают: тонкопленочные микросхемы, получаемые вакуумным напылением или катодной бомбардировкой, и толстопленочные, получаемые путем нанесения соответствующих материалов по заранее созданному рисунку.

Сами интегральные микросхемы занимают ничтожный объем. Но их необходимо соединить золотыми проволочками (проволочки припаиваются под бинокулярным микроскопом) с контактами корпусов, в которые они помещаются. В этом-то и заключается драма! Объем корпуса, который может достигать одной пятой части кубического сантиметра, в тысячу раз больше объема самой МС. Не находишь ли ты в этом сходство с пауком, лапки которого занимают больше места, чем тело?.. Я добавлю, что в производстве интегральных микросхем дороже всего обходятся припайка выводов и монтаж микросхемы в корпус.

Тем не менее, дорогой Незнайкин, не будем злословить по поводу МС, являющихся прекрасной победой человеческого разума в области технологии.

В дополнение к своей исключительной портативности они обладают многочисленными достоинствами. Прежде всего следует назвать их высокую надежность. Этот термин означает, насколько можно полагаться на исправную работу устройства. А вероятность

отказа у МС очень низкая, так как они сделаны из одного куска твердого тела. В них нет паек, нет и более или менее надежных контактов… Это прочная конструкция, и на нее можно положиться!

При производстве в больших количествах МС обходятся дешевле эквивалентных схем, собранных из дискретных компонентов. Применение МС позволяет существенно снизить затраты на рабочую силу.

И, наконец, малые размеры МС дают еще одно преимущество, о котором часто забывают — очень малое время перехода. В современных электронных вычислительных машинах некоторые операции производятся за время, измеряемое наносекундами, т. е. миллиардными долями секунды. Но какой путь за такую долю секунды может пройти луч света или электрический ток в прекрасном проводнике? Попробуй ответить на этот вопрос, не читая моего письма дальше и не приступая к расчетам, учитывающим скорость 300 000 км/с.

Согласен поспорить, Незнайкин, что твоя оценка далека от истины, а она гласит, что за одну наносекунду свет или электрический ток проходит 30 см. Это означает, что в ЭВМ, насчитывающих тысячи микросхем, их нужно расположить достаточно близко одну к другой, чтобы время прохождения тока не замедляло выполнения операций.

Новая философия

Появление МС настоятельно требует новой философии конструирования электронной аппаратуры. Некогда разрабатывали схемы включения компонентов, из которых собиралась аппаратура. В наши дни инженер должен придумать цепочку функций, каждая из которых выполняется одной МС.

Эволюция МС продолжается; возможности их становятся все более разнообразными. ЭВМ выступают в качестве крупных потребителей так называемых бинарных схем, обладающих двумя устойчивыми состояниями: они открыты для прохождения тока или закрыты. Я тебе уже говорил, что их называют также «вентилями».

Другие схемы называются линейными, так как их выходное напряжение изменяется пропорционально изменениям сигнала на входе.

Ничто не останавливает прогресса в этой области, мой дорогой друг Незнайкин. Если ты перечитаешь-это письмо через несколько лет, то невольно улыбнешься, так как многое несомненно изменится. Лишь одно останется неизменным — дружба, в которой заверяет тебя

Твой Любознайкин

* * *

notes

Примечания

1

Внимание! В связи с тем что электрический ток образуется перемещением электронов, которые движутся по внешней цепи от отрицательного полюса к положительному, именно такое направление тока и принято на страницах этой книги (оно обратно общепринятому условному направлению тока).

Поделиться:
Популярные книги

Хозяин Стужи 2

Петров Максим Николаевич
2. Злой Лед
Фантастика:
аниме
фэнтези
попаданцы
5.75
рейтинг книги
Хозяин Стужи 2

Сопротивление

Осадчук Алексей Витальевич
11. Последняя жизнь
Фантастика:
аниме
фэнтези
попаданцы
7.33
рейтинг книги
Сопротивление

Двойник короля 16

Скабер Артемий
16. Двойник Короля
Фантастика:
аниме
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Двойник короля 16

Чужак

Листратов Валерий
1. Ушедший Род
Фантастика:
попаданцы
аниме
фэнтези
5.00
рейтинг книги
Чужак

Серые сутки

Сай Ярослав
4. Медорфенов
Фантастика:
фэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Серые сутки

Воронцов. Перезагрузка. Книга 4

Тарасов Ник
4. Воронцов. Перезагрузка
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
фэнтези
фантастика: прочее
6.00
рейтинг книги
Воронцов. Перезагрузка. Книга 4

Страх

Рыбаков Анатолий Наумович
2. Дети Арбата
Проза:
историческая проза
9.49
рейтинг книги
Страх

Неудержимый. Книга XXX

Боярский Андрей
30. Неудержимый
Фантастика:
аниме
фэнтези
фантастика: прочее
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Неудержимый. Книга XXX

Московское золото или нежная попа комсомолки. Часть 1

Хренов Алексей
1. Летчик Леха
Фантастика:
боевая фантастика
попаданцы
6.33
рейтинг книги
Московское золото или нежная попа комсомолки. Часть 1

Камень. Книга шестая

Минин Станислав
6. Камень
Фантастика:
боевая фантастика
7.64
рейтинг книги
Камень. Книга шестая

Практик

Листратов Валерий
5. Ушедший Род
Фантастика:
аниме
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Практик

Я спас СССР! том 1

Вязовский Алексей
1. Я спас СССР
Фантастика:
альтернативная история
6.57
рейтинг книги
Я спас СССР! том 1

Администратор

Дорничев Дмитрий
14. Мое пространственное убежище
Фантастика:
рпг
постапокалипсис
5.00
рейтинг книги
Администратор

Черный Маг Императора 18

Герда Александр
18. Черный маг императора
Фантастика:
юмористическое фэнтези
аниме
сказочная фантастика
фэнтези
фантастика: прочее
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Черный Маг Императора 18