![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Акустоэлектроника (Доклад) |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ УКРАИНЫ ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Радиофизический факультет Кафедра радиоэлектроники Реферат по курсу “Основы микроэлектроники” на тему: “Акустоэлектроника” Выполнил: студент гр. Руководитель: Днепропетровск – 1998 Акустоэлектроника – это направление функциональной микроэлектроники, основанное на использовании пьезоэлектрического эффекта, а также явлений, связанных с взаимодействием электрических полей с волнами акустических напряжений в пьезоэлектрическом полупроводниковом материале. По существу, акустоэлектроника занимается преобазованием акустических сигналов в электрические и электрических в акустические. Обратим внимание на то, что данное определение аналогично определению оптоэлектроники, где речь идет о взаимных преобразованиях оптических и электрических сигналов. На рис. 1, а показана структура элементарной ячейки кварца, состоящей из 3х молекул диоксида кремния. При отсутствии деформации центр тяжести положительных и отрицательных ионов совпадает (плюсом отмечены ионы кремния, минусом – кислорода). Сжатие кристалла в вертикальном направлении (рис. 1, б) приводит к смещению положительных ионов вниз, а отрицательных вверх. Соответственно, на наружных электродах появляется разность потенциалов. Рассмотренное явление называют прямым пьезоэлектрическим эффектом. Существует и обратный пьезоэффект, когда под действием приложенного напряжения и в зависимости от его полярности пьезокристалл (кварц, сегнетова соль, турмалин и др.) поляризуется и изменяет свои геометрические размеры. Если же к пьезокристаллу приложить переменное напряжение, то в нем возбуждаются механические колебания определенной частоты, зависящей от размеров кристалла. Явления прямого и обратного пьезоэффекта известны давно. Однако лишь в последние годы, благодаря развитию полупроводниковой техники и микроэлектроники, удалось создать качественно новые акустоэлектронные функциональные устройства. Одним из основных приборов акустоэлектроники является электроакустический усилитель (ЭАУ). На рис. 2 показана схема такого усилителя на объемных волнах. На торцах полупроводникового звукопровода (З) расположены пьезоэлектрические преобразователи (П), которые с помощью омических контактов (К) присоединены с одной стороны к звукопроводу, а с другой – к входным и выходным клеммам. При подаче на вход переменного напряжения во входном пьезопреобразователе возбуждается акустическая волна, которая распространяется по звукопроводу. Взаимодействие волны с движущимися в том же направлении по полупроводниковому звукопроводу электронами обеспечивает ее усиление. Рассмотрим это явление. Предположим, что в звукопровод вводится гармоническая продольная акустическая волна, движущаяся со скоростью Vв. Давление в кристалле при этом от точки к точке меняется. В тех местах, где кристалл сжимается, пьезо-э. д. с. замедляет движение электронов, а в тех местах, где растягивается, – ускоряет. В результате этого в начале каждого периода волны образуются сгустки электронов. При Vэ > Vв сгустки движутся в тормозящих участках волны и передают ей свою энергию, чем и обеспечивается усиление.
Подобные акустоэлектронные усилители могут давать выходную мощность сигнала порядка нескольких ватт, имея полосу пропускания до 300 МГц. Их объем (в микроэлектронном исполнении) не превышает 1 см3. Основным недостатком объемных ЭАУ является сравнительно большая мощность, рассеиваемая в звукопроводе. Более перспективными в этом отношении являются ЭАУ на поверхностных волнах. Структура такого усилителя показана на рис. 3, а. С помощью входного решетчатого преобразователя (рис. 3, б), напыляемого на поверхность пьезоэлектрического кристалла Пэ, в последнем возбуждается акустическая волна. На некотором участке поверхность пьезокристалла соприкасается с поверхностью полупроводниковой пластины, в которой от источника Е проходит ток. Следовательно, на участке поверхностного контакта пьезокристалла и полупроводника произойдет взаимодействие акустической волны с потоком электронов. Именно на этом участке происходит акустическое усиление сигнала, который затем снимается в виде усиленного переменного напряжения с выходного преобразователя, работающего в режиме обратного пьезоэффекта. Достоинство ЭАУ поверхностного типа состоит в том, что материалы пьезоэлектрика и полупроводника могут быть разными. Первый из них должен обладать высокими пьезоэлектрическими свойствами, второй – обеспечивать высокую подвижность электронов. В качестве полупровдникового слоя в подобных усилителях используют обычно кремниевый монокристалл -типа толщиной около 1 мкм, выращенный на сапфировой подложке эпитаксиальным способом. Этот материал имеет удельное сопротивление порядка 100 Ом(см и подвижность носителей заряда до 500 см2/(В(с). Длина рабочей части поверхностного ЭАУ составляет примерно 10 мм, ширина 1.25 мм, потребляемая мощность постоянного тока порядка 0.7 Вт. Акустоэлектронные устройства являются весьма перспективными, особенно для широкополосных схем и схем сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона. Литература 1. Б.С. Гершунский. Основы электроники и микроэлектроники. – К.: Вища школа, 1989, 423 с. Приложение
Белецкий мог торжествовать: Хвостов снова попался в его ловушку, учитывая судьбу Джунковского после отрицательного доклада о Распутине, теперь оставалось ждать увольнения Хвостова. Что-то, однако, насторожило его в рассказе министра, и, когда Хвостов вышел из кабинета переодеваться, Белецкий заглянул к нему в портфель: записка о Распутине лежала там в тех же переданных ему двух копиях и без всякой пометки государя о прочтении. Белецкий понял, что Хвостов снова вывернулся, но он не знал самого страшного для себя: вместо доклада о Распутине Хвостов сделал царю доклад о Белецком, который якобы сорвал план выкупить рукопись Илиодора и распустил вздорные слухи. Царь согласился на увольнение Белецкого от должности товарища министра с назначением генерал-губернатором в отдаленный Иркутск. Узнав об этом от князя Андронникова, Белецкий бросился к Хвостову: «За что?» Тот ответил, что дело можно поправить, если Белецкий все же ликвидирует Распутина. Расстроенный Белецкий понимал, что Иркутск — это шаг к дальнейшему падению, умолял Питирима, Штюрмера, Вырубову и Распутина быть твердыми с Хвостовым, но все же не решался открыть им подробности дела и тем самым только вызвал подозрение Распутина и Вырубовой
1. Kитообразные и их особенности (Доклад)
3. Правила приема в военно-учебные заведения (Доклад)
4. Народы Украины, Молдовы, Белоруссии (Доклад)
5. Газовая промышленность (Доклад)
9. Сельское хозяйство в Индии и Китае (Доклад)
10. Таиланд (Доклад)
11. Чили (Доклад)
12. Зарубежный опыт государственного регулирования рыночной экономики на примере Франции (Доклад)
13. Мусульманское право (Доклад)
14. Доклад: Страны мира во второй половине XX века. Франция.
16. Александр Трифонович Твардовский (Доклад)
17. Устные высказывания и их особенности (беседа, лекция, доклад, диспут, дискуссия)
18. Биография Джеральда Даррелла (Доклад)
19. Иван Сергеевич Тургенев. Жизнь и творчество (Доклад)
20. Национально-освободительная война сирийского и ливанских народов в 1919-1927 гг. (Доклад)
21. Ярлыки ордынских ханов русским митрополитам (Доклад)
25. Изучение и разработка очистки стоков от ионов тяжелых металлов (Доклад)
26. Чернобыльская авария (Доклад)
27. Учебно-воспитательная деятельность учителя. Личностные качества учителя (Доклад)
28. Сомали в период колониального раздела и в период 50гг. XX века (Доклад)
29. Внешняя политика Ирака в 1971-75 гг (Доклад)
30. Легитимность власти (Доклад)
31. Получение, использование цемента и его продуктов (Доклад)
32. Эниология как паранаука (Доклад)
33. Картофель (как важная кормовая и техническая культура) (Доклад)
34. Социально-психологический тренинг (Доклад)
35. Т.Парсонс: Аналитический реализм и понимание задач социологической теории (Доклад)
37. О вреде курения и алкоголизма (Доклад)
41. Роберт Оуэн - социалист-утопист (Доклад)
42. Зарождение философской традиции (Доклад)
43. Крахмал (Доклад)
44. Нефть (Доклад)
45. Российская банковская система после Октябрьской революции 1917г. (Доклад)
46. Дилинг в современных российских условиях (Доклад)
47. Фьючерсные операции товарных бирж в России (Доклад)
48. Порядок исчисления и уплаты в бюджет налога на имущество предприятий (Доклад)
51. Кейнс и кейнсианство (Доклад)
52. Использование маркетингового подхода при выживании ВУЗов в современных условиях (Доклад)
53. Анализ макроэкономических показателей США (Доклад)
57. Анализ альтернатив и выбор стратегии (Доклад)
58. Предпринимательские потребности (Доклад)
61. Анализ мирового финансового кризиса /октябрь-ноябрь 1997г./ (Доклад)
62. Политика эффективности занятости в России (Доклад)
63. Теоретический аспект инфляции (Доклад)
64. Кризис конца 98 - экономико-политические аспекты (Доклад)
65. Нобелевские лауреаты по экономике (на 23 человека) (Доклад)
66. Курс лекций по истории Отечества - основа для докладов и выступлений
68. Доклад Хрущева. Разоблачения и умолчания
69. Подготовка учеников к докладам
73. Доклад про Intel