14-04-2020-СОВР-ТЕХНОЛОГИИ-ПРОИЗВ-РЭА-ТРЕТЬЯКОВ (1171921), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Карбид кремния – один из самыхтвердых искусственных абразивов – относительно хрупок, и поэтому егообычно не применяют для шлифовки стали. Он широко используется дляшлифовки цементированных карбидов, чугуна, металлов, не содержащихжелеза, и неметаллических материалов, например, керамики, кожи и резины.В кристаллической решетке такого полупроводникового материала, каккремний, при комнатной температуре имеется слишком мало свободныхэлектронов, чтобы обеспечить значительную проводимость.
Поэтому чистыеполупроводники обладают низкой проводимостью. Однако введение в кремнийсоответствующей примеси увеличивает его электрическую проводимость.10Легирующие примеси вводят в кремний двумя методами. Для сильноголегирования или в тех случаях, когда точное регулирование количествавводимой примеси необязательно, обычно пользуются методом диффузии.Диффузию фосфора или бора выполняют, как правило, в атмосферелегирующей примеси при температурах между 1000 и 1150°С в течение отполучаса до нескольких часов.
При ионной имплантации кремнийбомбардируют высокоскоростными ионами легирующей примеси.Изготовление интегральной схемы может занимать до двух месяцев,поскольку некоторые области полупроводника нужно легировать с высокойточностью. В ходе процесса, называемого выращиванием, или вытягиванием,кристалла, сначала получают цилиндрическую заготовку кремния высокойчистоты. Из этого цилиндра нарезают пластины толщиной, например, 0,5 мм.Пластину в конечном счете режут на сотни маленьких кусочков, называемыхчипами, каждый из которых в результате проведения описываемого нижетехнологического процесса превращается в интегральную схему (рис.
1.4).Процесс обработки чипов начинается с изготовления масок каждого слояИС. Выполняется крупномасштабный трафарет, имеющий форму квадратаплощадью около 0,1 м2. На комплекте таких масок содержатся всесоставляющие части ИС: уровни диффузии, уровни межсоединений. Всяполученная структура фотографически уменьшается до размера кристаллика ивоспроизводится послойно на стеклянной пластине. На поверхностикремниевой пластины выращивается тонкий слой двуокиси кремния. Каждаяпластина покрывается светочувствительным материалом (фоторезистом) иэкспонируется светом, пропускаемым через маски. Неэкспонированные участкисветочувствительного покрытия удаляют растворителем, а с помощью другогохимического реагента, растворяющего двуокись кремния, последнийвытравливается с тех участков, где он теперь не защищен светочувствительнымпокрытием.
Варианты этого базового технологического процесса используютсяв изготовлении двух основных типов транзисторных структур: биполярных иполевых (МОП).Рис. 1.4. Кремниевая пластина.Рис. 1.5. Введение примесей.Введение примесей в кремний методом диффузии представлено нарисунке 1.5. Для получения области коллектора с проводимостью n-типадобавляют фосфор, затем для создания области базы с проводимостью p-типа –бор и, наконец, снова фосфор для создания области эмиттера с проводимостью11n-типа.
1 – контакт коллектора; 2 – контакт базы; 3 – контакт эмиттера; 4 –эмиттер (-); 5 – база (+); 6 – коллектор (-); 7 – защитный слой двуокисикремния.Кристалл показан в увеличенном виде с отдельной методом диффузииструктурой; его размеры 1,2×1,2 мм.2. Дискретные электронные компонентыСовременная радиоэлектронная аппаратура (РЭА) содержит огромноеколичество электрорадиокомпонентов, т.е. самостоятельных (комплектующих)изделий, выполняющих определенные функции. В качестве компонентов могутвыступать транзисторы, резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности ит.д., а также интегральные микросхемы (ИМС), которые в свою очередь состоятиз большого числа элементов, реализующих функции транзистора, резистора ит.д.
Понятия "элемент" и "компонент" во многом тождественны. Во всякомслучае функции, выполняемые ими, одинаковы. Дискретный транзистор,выступающий как компонент, выполняет те же функции, что и транзистор вИМС, с той лишь разницей, что дискретный транзистор, как компонент принеобходимости можно заменить другим, а транзистор, входящий в состав ИМС,принципиально не может быть заменен другим. Электрорадиоэлементы делятсяна активные и пассивные. К активным относятся транзисторы, электронныелампы, микросхемы и т.д., т.
е. элементы, способные усиливать илипреобразовывать электрические сигналы. К пассивным относятся резисторы,конденсаторы, катушки индуктивности, трансформаторы, коммутационныеэлементы, т. е. такие элементы, которые предназначены для перераспределенияэлектрической энергии. Пассивные элементы могут выступать как дискретныекомпоненты и как элементы ИМС. Несмотря на то, что ИМС имеют большойудельный вес в РЭА, пассивные компоненты являются самымираспространенными изделиями электронной промышленности. Объясняется этов первую очередь тем, что ряд элементов трудно выполнить в микросхемномисполнении. Практически невозможно в ИМС изготовить конденсаторыбольшой емкости, резисторы с большим сопротивлением, практически нетинтегральных катушек индуктивности и трансформаторов.
Да и техническиехарактеристики дискретных элементов лучше, чем интегральных. Всовременной РЭА доля дискретных резисторов составляет от 15 до 50% всехэлементов принципиальной схемы, доля дискретных конденсаторов составляетоколо 25%, практически все катушки индуктивности и трансформаторыявляются дискретными компонентами.2.1 РезисторыРезисторы являются элементами РЭА и могут применяться какдискретные компоненты или как составные части интегральных микросхем.Они предназначены для перераспределения и регулирования электрическойэнергии между элементами схемы.
Принцип действия резисторов основан на12использовании свойства материалов оказывать сопротивление протекающемучерез них электрическому току. Особенностью резисторов является то, чтоэлектрическая энергия в них превращается в тепло, которое рассеивается вокружающую среду. По назначению дискретные резисторы делятся нарезисторыобщегоназначения,прецизионные,высокочастотные,высоковольтные и высокоомные. По постоянству значения сопротивлениярезисторы подразделяются на постоянные, переменные и специальные.Постоянные резисторы имеют фиксированную величину сопротивления, упеременных резисторов предусмотрена возможность изменения сопротивленияв процессе эксплуатации, сопротивление специальных резисторов изменяетсяпод действием внешних факторов: протекающего тока или приложенногонапряжения (варисторы), температуры (терморезисторы), освещения(фоторезисторы) и т.д.По виду токопроводящего элемента резисторы делятся на проволочные инепроволочные.
По эксплуатационным характеристикам дискретные резисторыделятся на термостойкие, влагостойкие, вибро- и ударопрочные,высоконадежные и т.д.На рис. 2.1 представлено устройство пленочного резистора. Надиэлектрическое цилиндрическое основание 1 нанесена резистивная пленка 2.На торцы цилиндра надеты контактные колпачки 3 из проводящего материала сприпаянными к ним выводами 4. Для защиты резистивной пленки отвоздействия внешних факторов резистор покрывают защитной пленкой 5.Рис.
2.1. Пленочный резисторТакая конструкция резистора обеспечивает получение сравнительнонебольших сопротивлений (сотни Ом). Для увеличения сопротивлениярезистора резистивнную пленку 2 наносят на поверхность керамическогоцилиндра 1 в виде спирали (рис.2.2).13Рис. 2.2. Пленочный резистор с резистивнной пленкой в виде спиралиНа рис. 2.3 показана конструкция объемного резистора, представляющегособой стержень 1 из токопроводящей композиции круглого илипрямоугольного сечения с запрессованными проволочными выводами 2.Снаружи стержень защищен стеклоэмалевой или стеклокерамическойоболочкой 3.Рис.
2.3. Объемный резисторПостоянный проволочный резистор представляет собой изоляционныйкаркас, на который намотана проволока с высоким удельным электрическимсопротивлением. Снаружи резистор покрывают термостойкой эмалью,спрессовывают пластмассой либо герметизируют металлическим корпусом,закрываемым с торцов керамическими шайбами. Конструкции переменныхрезисторов гораздо сложнее, чем постоянных.
На рис. 2.4 представленаконструкция переменного непроволочного резистора круглой формы.Рис. 2.4. Конструкция переменного резистораОн состоит из подвижной и неподвижной частей. Неподвижная частьпредставляет собой пластмассовый корпус 2, в котором смонтировантокопроводящий элемент 3, имеющий подковообразную форму. Посредствомзаклепок 6 он крепится к круглому корпусу. Эти заклепки соединены свнешними выводами 4.
Подвижная часть представляет собой вращающуюсяось, с торцом которой 7 посредством чеканки соединена изоляционная планка148, на которой смонтирован подвижный контакт 1 (токосъемник), соединенный свнешним выводом. Угол поворота оси составляет 270° и ограничиваетсястопором 5.На принципиальных схемах резисторы изображаются в видепрямоугольника с указанием величины сопротивления, мощности ипорядкового номераВеличина мощности указывается наклонными, продольными илипоперечными линиями внутри прямоугольника: а) 0,125 Вт; б) 0.25 Вт; в) 0,5Вт; г) 11 Вт; д) 2 Вт.
Изображение переменных резисторов показано нарис.8.11-е, а подстроечных - на рис.8.11-ж.Рис. 2.5. Условные обозначения резисторов на электрических схемах2.2. КонденсаторыПринцип действия конденсаторов основан на способности накапливать наобкладках электрические заряды при приложении между ними напряжения.Количественной мерой способности накапливать электрические зарядыявляется емкость конденсатора.
В простейшем случае конденсаторпредставляет собой две металлические пластины, разделенные слоемдиэлектрика.По назначению конденсаторы делятся на конденсаторы общегоназначения и специального назначения. Конденсаторы общего назначенияделятся на низкочастотные и высокочастотные. К конденсаторам специальногоназначения относятся высоковольтные, помехоподавляющие, импульсные,дозиметрические, конденсаторы с электрически управляемой емкостью(варикапы, вариконды) и др.По назначению конденсаторы подразделяются на контурные,разделительные, блокировочные, фильтровые и т.д., а по характеру измененияемкости на постоянные, переменные и полупеременные (подстроечные).По материалу диэлектрика различают три вида конденсаторов: с твердым,газообразным и жидким диэлектриком. Конденсаторы с твердым диэлектрикомделятся на керамические, стеклянные, стеклокерамические, стеклоэмалевые,слюдяные, бумажные, электролитические, полистирольные, фторопластовые идр.По способу крепления различают конденсаторы для навесного ипечатного монтажа, для микромодулей и микросхем.Пакетная конструкция.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
