Творческая работа по техническому переводу "История развития электроники" студента Мухина Николая

ГБПОУ

 «АПК им. П.И. Пландина»

Творческая  работа

по техническому  переводу

по дисциплине «Английский язык»

Тема:   «История электроники.

Перспективы её развития.

Применение электроники в повседневной жизни».

«The History of Electronics.

Perspectives of its Development.

The Usage of Electronics in Everyday Life».

                                                        Выполнил:

                                                                               студент гр. ПР-432

                                                                               Грищенко Алексей

                                                                               Проверил:

                                                                               преподаватель английского языка

                                                                               Максимова М.Р.

                                               г. Арзамас, 2015

                                          План.   Plan.

1.        Введение.   Что такое электроника?

Introduction.   What is electronics?

2.        Фундамент развития электроники.

The base of the development of electronics.

3.        Этапы развития электроники.

- изобретение диода, триода, тиратрона, декатрона, иконоскопа.

The stages of the development of electronics.

-         the invevtion of diode, triode, thyratron, decatron, icinoscope.

4.        Изобретение транзистора.

Плоскостные, точечные. Полевые транзисторы.

The invention of transistors.

Junction, point-contact, field-effect transistors.

5.        Микроэлектроника.

Microelectronics.

6.        Микроэлектроника и микроминиатюризация.

Microelectronics nd microminiaturization.

7.        Заключение. Перспективы развития электроники.

Perspectives of the development of electronics.

                                                          Рецензия

   на творческую работу по техническому переводу по дисциплине    «Английский язык» студента группы ПР-432  приборостроительного колледжа г. Арзамаса   Грищенко Алексея.

       Тема:  «История электроники. Перспективы её развития.

                    Применение электроники в повседневной жизни».

Работа Грищенко Алексея посвящена истории электроники, перспективам её развития и применении электроники в быту. Тема выбрана с учётом интереса студента к данному вопросу и соответствует изученному программному материалу. Развёрнутый план помогает просмотреть степень раскрытия темы. Все части работы взаимосвязаны.  Работа  Грищенко А. носит реферативный характер. Автор использует как широко известные факты так и уникальные научные данные, кроме учебного материала использованы специализированные издания. Работа структурирована, хорошо оформлена, использованы нетрадиционные средства, повышающие качество работы.  В подаче материала используются интерактивные компьютерные технологии – презентация, фотоотчёт. Работа выполнена на персональном компьютере с использованием современного программного обеспечения. Вызывает интерес стремление автора предоставить большое количество наглядного материала, собственные творческие работы студентов своего колледжа и перевести их, что, безусловно, является достоинством работы. Основная задача Грищенко А. заключалась в грамотном переводе специализированных текстов и необходимо заметить, что студент хорошо владеет навыками технического перевода и приёмами аналитической и синтетической обработки информации, умеет оперативно работать со словарём. При переводе автор хорошо ориентируется в формальных признаках лексических и грамматических явлений, адекватно передаёт содержание необходимого текста в соответствии с нормами русского литературного языка.  Данная работа выходит за рамки обязательного курса обучения по дисциплине «Английский язык» и может служить хорошим дополнительным материалом для студентов старших курсов. Она отвечает установленным требованиям и может быть использована на внутри колледжных студенческих научно-практических конференциях и в учебных целях.

Рецензент: преподаватель английского языка  приборостроительного колледжа

                                                                                             Максимова Марина Руфиновна.

             Основная цель работы заключается в том, чтобы показать, какие умения и навыки перевода научно-технической литературы приобретают студенты, обучаясь в колледже.

            Основная методическая цель:

 участие в межкультурном общении на иностранном языке  с учётом интересов и профильных устремлений, расширение технического кругозора, научной информированности и общей эрудиции, развитие познавательных интересов и навыков исследовательской работы с источниками информации.

В данной работе представлен обзор вопросов, связанных с историей  и основными этапами развития  электроники, изобретении транзисторов, основах развития микроэлектроники и микроминиатюризации, о перспективах и новейших достижениях в области электроники и применении её в повседневной жизни.

           Электроника представляет собой бурно развивающуюся отрасль науки и техники.  Современный этап развития техники характеризуется все возрастающим проникновением электроники во все сферы жизни и деятельности людей.

            Достижения в области электроники способствуют успешному решению сложнейших научно–технических проблем, повышению эффективности научных исследований, созданию новых видов машин и оборудования, разработке эффективных технологий и систем управления, получению материала с уникальными свойствами, совершенствованию процессов сбора и обработки информации.

              Что касается России, то наш внутренний рынок пока не достигает своего потенциального объема.

               К сожалению, Россия не включилась своевременно в мировую систему развития микроэлектроники и в настоящее время развитие отечественной микроэлектронной ЭКБ уступает средним мировым темпам.

              Поэтому сегодня развитие электроники рассматривается как приоритетная задача государственной политики  и разрабатывается стратегия развития электронной промышленности России. С учётом повышения потенциального уровня отечественной электронной науки можно ожидать существенное развитие отрасли, прорыв в области высоких технологий и вхождение России в мировое экономическое пространство.

1.Introduction

What is electronics?

        Electronics represents roughly developing branch of  science and engineering. It studies physical bases and practical application of various electronic devices. Electronic and ionic processes in gases are related to physical electronics. Studying the device of electronic devices and their application is related to technical electronics. The area devoted to application of electronic devices in the industry is called industrial electronics.

        Successes of electronics is substantially stimulated by the development of radio engineering. Electronics and a radio engineering are so closely interconnected, that in 50th years they were united into radio electronics.

     The present stage of development of engineering is characterized by growing penetration of electronics into all spheres of life and activity of people. According to the American statistics up to 80 % from the volume of all industry is electronics. Covering the scientific and technical and industrial problems, electronics bases on the achievements in various fields of knowledge. Thus on the one hand electronics puts problems before other branches of sciences and manufacture, stimulating their further development, and on the other hand arms with their qualitatively new means and methods of research.

 1.Введение

Что такое электроника?

           Электроника представляет собой бурно развивающуюся отрасль науки и техники. Она изучает физические основы и практическое применение различных электронных приборов. К физической электронике относят: электронные и ионные процессы в газах и проводниках. К технической электронике относят изучение устройства электронных приборов и их применение. Область, посвященная применению электронных приборов в промышленности, называется промышленной электроникой.

   Успехи электроники в значительной степени стимулированы развитием радиотехники. Электроника и радиотехника настолько тесно связаны, их объединяют в одну область техники, которая называется радиоэлектроника.

 Современный этап развития техники характеризуется все возрастающим проникновением электроники во все сферы жизни и деятельности людей. По данным американской статистики до 80% от объема всей промышленности занимает электроника. Охватывая широкий круг научно–технических и производственных проблем, электроника опирается на достижения в различных областях знаний. При этом с одной стороны электроника ставит задачи перед другими науками и производством, стимулируя их дальнейшее развитие, и с другой стороны вооружает их качественно новыми техническими средствами и методами исследования.

 Subjects of scientific researches in electronics are:

           -  studying laws of interaction of electron and other charged particles with electromagnetic fields.

           - development of methods of creation of electronic devices in which this interaction is used for   transformation of energy with the purpose of transmitting, processing and storage of the information, automation of productions, creation of power devices, creation of  instrumentation, means of research experiment and other purposes.

      Electronics is a rather young science. It belongs to the twentieth century. Within a short period it has become a powerful means of progress.

             Electronics surrounds us everywhere. Television, radio-receiving, tape-recording — are all based on electronics. The ideas of electronics are em­bodied in computer technology and means of automation, biology and ge­netics which have advanced biotechnology as a new branch of the national economy.

            Electronic computers are widely used in scientific research, in planning and controlling our national economy. Very complicated electronic sys­tems control the work of huge plants and power stations; even whole in­dustries are controlled by electronic robots. Planes and rockets are also electronically controlled.

           Electronics has sharpened our vision and given us chance to see the micro world more clearly. It helps us discover new and puzzling phenomena of nature.

          Due to electronics the first man-made sputnik was launched into space, and now man has already set his foot on the Moon, sends probes to distant planets. Radio electronic systems ensure reliable communication with space probes at distances of millions of kilometers, relay telephotos of distant planets. The greatest application of electronics is in the field of communications.

         The range of radio communication in space is extending more and more. There is every reason to believe that radio links may be set over dis­tances of 100 million kilometers or even more.

         Now we cannot imagine our life without electronics.

But it all began with the invention of radio. It was our Russian scientist A.S. Popov who discovered the principles of wireless communication that finally led to the development of electronic tubes for use in various com­munication devices.

Предметами научных исследований в электронике являются:

  -  изучение законов взаимодействия электронов и других заряженных частиц с  эл./магнитными полями.

  -  разработка методов создания электронных приборов, в которых это взаимодействие используется для преобразования энергии с целью передачи, обработки и хранения информации, автоматизации производственных процессов, создания энергетических устройств, создания контрольно–измерительной аппаратуры, средств научного эксперимента и других целей.

             Электроника - довольно молодая наука. Она принадлежит двадцатому столетию. В течение этого времени  она стала мощным средством продвижения прогресса.

     Электроника окружает нас всюду. Телевидение, радиоприемники, магнитофоны - все основано на электронике. Идеи относительно электроники воплощены в технологии компьютера и средствах автоматизации, биологии и генетики, которые продвинули биотехнологию, как новую отрасль народного хозяйства.

    Электронно-вычислительные машины широко используются в научных исследованиях, в планировании и управлении нашим народным хозяйством. Очень сложные электронные системы управляют работой огромных заводов и электростанций; даже целые отрасли промышленности управляются электронными роботами. Самолеты и ракеты также управляются с помощью электроники.

   Электроника обострила наше видение и дала нам шанс, чтобы видеть микромир более ясно. Это помогает нам обнаружить новые и загадочные явления природы.

  Благодаря электронике первый искусственный спутник был запущен в космос, благодаря чему и на луне ступала нога человека, который посылает исследования отдаленным планетам. Радиоэлектронные системы гарантируют надежную связь космическим исследованиям на расстоянии миллионов километров, транслируя изображения отдаленных планет. Самое большое применение электроника нашла в области коммуникаций.

 Диапазон радиосвязи в космосе все более увеличивается. Есть причина полагать, что радиосвязь может быть установлена на расстоянии 100 миллионов километров или даже больше.

Теперь мы не можем представить нашу жизнь без электроники. Но все это началось с изобретения радио. Это был наш Российский ученый А.С. Попов, который обнаружил принципы беспроводной связи, которая в итоге привела к развитию электронных сетей для использования в различных устройствах связи.

     2. The base of development of electronics

         The base of electronics was installed by works of physicists in XVIII-XIX centuries.. First  researches of electric discharge in air were carried out by Lomonosov and Rihman in Russia and irrespectively of them the American scientist Frankel.  Lomonosov  had stated idea about an electric nature of a lightning and the polar lights.

        In 1752 Frankel' and Lomonosov had shown on experience with the help of «the thunderous machine, that the thunder and a lightning represent powerful electric discharge  in air.

        In 1802 the professor of physics of the Petersburg Medical academy  Vasily Vladimirovich Petrov for the first time, some years prior English physics Davy, had found out and had described the phenomenon of an electric arch in air between two coal electrodes.

        Gittorf studied the decaying discharge  and in 1869 has published a series of researches of electric conductivity of gases. Him together with Plukker belonged the first researches of cathode beams which were continued by Englishman Kruks.

      Essential progress in understanding of the phenomenon of the gas discharge was caused by works of the English scientist Tomson, opened existence of electron and ions. Tomson had created Kavendishskuyu laboratory in which a number of physics researchers of electric charges of gases (Taundsen, Aston, Rezerford, Kruks, Richardson) appeared. Further this school had brought  large contribution to the development of electronics. From Russian physicist at the research of  arch and its practical application for illumination worked Jablochkov (1847-1894), Chikolev (1845-1898), Slavyanov (welding, meltdown of metals with arch), Bernardos (application of an arch for illumination).

2. Фундамент развития электроники

     Фундамент электроники был заложен трудами физиков в XVIII– XIX в. Первые в мире исследования электрических разрядов в воздухе осуществили академики Ломоносов и Рихман в России

 и независимо от них американский ученый Франкель. Уже в 1752 году Франкель и Ломоносов показали на опыте с помощью "громовой машины", что гром и молния представляют собой мощные электрические разряды в воздухе.

     В 1802 году профессор физики Петербургской медико-хирургической академии – Василий Владимирович Петров впервые, за несколько лет до английского физика Дэви, обнаружил и описал явление электрической дуги в воздухе между двумя угольными электродами.

     Гитторф изучал тлеющий разряд и в 1869 году опубликовал серию исследований эл. проводимости газов. Ему совместно с Плюккером принадлежат первые исследования катодных лучей, которые продолжил англичанин Крукс.

    Существенный сдвиг в понимании явления газового разряда был вызван работами английского ученого Томсона, открывшего существование электронов и ионов. Томсон создал Кавендишскую лабораторию, откуда вышел ряд физиков исследователей электрических зарядов газов (Таундсен, Астон, Резерфорд, Крукс, Ричардсон). В дальнейшем эта школа внесла крупный вклад в развитие электроники. Из русских физиков над исследованием дуги и практическим ее применением для освещения работали: Яблочков (1847–1894), Чиколев (1845–1898), Славянов (сварка, переплавка металлов дугой), Бернардос(применение дуги для освещения).

3. The stages of the development of electronics

1.       The invention of a lamp filament by  the Russian engineer Ladygin in 1809.

 Opening in 1874 the German scientist Brown rectifier effect in contact the metal – semiconductor, the  usage of this effect by the Russian inventor Popov for detecting a radio signal had allowed the creation of  the first radio receiver. It is accepted to consider the date of the invention of radio May, 7, 1895.  Popov had transferred the first radio report to the distance 350 m. Successes of electronics in this period of its (her) development promoted development of radiotelegraphy. Simultaneously scientific bases of a radio engineering with the purpose of simplification of the device of a radio receiver and increase of  its sensitivity was developed.

   2.    The second stage of development of electronics began from 1904 when the English scientist Fleming had designed the electro vacuum diode. The basic parts of the diode (fig. 2) are two electrodes taking place in vacuum. The metal anode (А) and the metal cathode (К) heated up with an electric current up to temperature at which there is a thermion emission.

    In 1907 the American engineer  Forest had established, that having placed between the cathode (К) and the anode (А) a metal grid (с) and submitting on its voltage Vc. It became possible to operate anodes current  practically and with a small expense of energy. So the first electronic intensifying lamp - the triode (fig. 3) had appeared. Its properties as a device for amplification and generating of high-frequency oscillations had caused fast development of  radio communication.

                                                                    Diode                                      Triode

  The first electro vacuum receiving amplifier radio tubes were made in Russia by Bonch – Bruevich.

        In March, in 1919 in  Nizhniy Novgorod’s radio laboratory the serial production of electro vacuum lamp РП-1 began. In 1920 Bonch-Bruevich had finished the development of the first generating lamps with the copper anode and water cooling, capacity up to 1 kw. Outstanding German scientists, had recognized the priority of Russia in creation of powerful generating lamps.

       Transition from long waves to short and to medium, the invention superheterodine  and  broadcasting development of more perfect lamps, than triodes were  demanded. Later pentodes became the most widespread radio tubes. Development of special methods of radio reception has caused in 1934-1935 years of the appearance  of new types of frequency convertered radio tubes.

       In 1930 Noulz for the first time has published the description of a neon lamp of the decaying category in which occurrence of the category between the anode and the cathode is caused by the third electrode. The first thyratron of the decaying category (fig. 4) which had found wide application, was designed by the  firm " Bell the Phone " in 1936.

    Decatrone represents the ten-cathode switch (fig. 5), consisting of one anode (А) and ten cathodes (К1, К2, К3 …, К10) and located between cathodes under cathode (1, 2).

                                                                 Thyratron                                     Decatrone

                                                    

                                                                                     Iconoscope

        Iconoscope (fig. 7) represents electron-beam a tube in which with the help of an electronic beam and a photosensitive mosaic occurs transformation of light energy to electric video pulses.

3. Этапы развития электроники

     К первому этапу относится изобретение в 1809 году русским инженером Ладыгиным лампы накаливания.

                                       

     Открытие в 1874 году немецким ученым Брауном выпрямительного эффекта в контакте металл–полупроводник. Использование этого эффекта русским изобретателем Поповым для детектирования радиосигнала позволило создать ему первый радиоприемник. Датой изобретения радио принято считать 7 мая 1895 г. когда Попов выступил с докладом и демонстрацией на заседании физического отделения русского физико–химического общества в Петербурге. А 24 марта 1896 г. Попов передал первое радиосообщение на расстояние 350м. Успехи электроники в этот период ее развития способствовали развитию радиотелеграфии. Одновременно разрабатывали научные основы радиотехники с целью упрощения устройства радиоприемника и повышения его чувствительности.

    Второй этап развития электроники начался с 1904 г. когда английский ученый Флеминг сконструировал электровакуумный диод. Основными частями диода (рис. 2) являются два электрода находящиеся в вакууме. Металлический анод (А) и металлический катод (К) нагреваемый электрическим током до температуры, при которой возникает термоэлектронная эмиссия.

   В 1907 г. американский инженер Ли де Форест установил, что поместив между катодом (К) и анодом (А) металлическую сетку (с) и подавая на нее напряжение Vc можно управлять анодным током Ia практически без инерционно и с малой затратой энергии. Так появилась первая электронная усилительная лампа – триод (рис. 3). Ее свойства как прибора для усиления и генерирования высокочастотных колебаний обусловили быстрое развитие радиосвязи.

         Первые в России электровакуумные приемо–усилительные радиолампы были изготовлены Бонч – Бруевичем. Он родился в г. Орле (1888 г.). В 1909 году окончил инженерное училище в Петербурге. В 1914 г. окончил офицерскую электротехническую школу. С 1916 по 1918 г. занимался созданием электронных ламп и организовал их производство. В 1918 году возглавил Нижегородскую радиолабораторию, объединив лучших радиоспециалистов того времени(Остряков, Пистолькорс, Шорин, Лосев).

  В марте 1919 года в нижегородской радиолаборатории началось серийное производство электровакуумной лампы РП–1.

 Переход от длинных волн к коротким и средним, изобретение супергетеродина и развитие радиовещания потребовали разработки более совершенных ламп, чем триоды. Разработанная в 1924 г. и усовершенствованная в 1926 г. американцем Хеллом экранированная лампа с двумя сетками (тетрод), и предложенная им же 1930 г. электровакуумная лампа с тремя сетками (пентод), решили задачу повышения рабочих частот радиовещания. Пентоды стали самыми распространенными радиолампами. Развитие специальных методов радиоприема вызвало в 1934–1935 годах появления новых типов многосеточных частотопреобразовательных радиоламп.

  В 1930 году Ноулз впервые опубликовал описание неоновой лампы тлеющего разряда, в которой возникновение разряда между анодом и катодом вызывается третьим электродом. Первый тиратрон тлеющего разряда (рис. 4), который нашел широкое применение, сконструировал в 1936 году изобретатель фирмы "Белл Телефон".

 Декатрон представляет собой десятикатодный переключатель, состоящий из одного анода (А) и десяти катодов (К1, К2, К3…, К10) и расположенных между катодами подкатодов (1, 2).

       Иконоскоп  представляет собой электроннолучевую трубку, в которой с помощью электронного луча и светочувствительной мозаики, происходит преобразование световой энергии в электрические видеоимпульсы.

     Diodes

      The diode is the two-element vacuum tube containing the accumulator of electrons, known as the cathode, and an electrode of the collector, the named anode.

      The electrode can be negatively charged, and then it is called the cathode or an incandescent filament. Diodes basically are used as detectors and as rectifiers for the control or accumulation of capacity. The detector and electron beam tubes differ in the sizes and throughput, but their characteristics are the same.

          All current-voltage characteristics of the diode are identical in the field of a low voltage at which emission is limited by free charges. However, a part volt-ampere  characteristics of a payment in which the current is limited to emission of the cathode, it is not identical to various types electron beam tubes, but also depends on a kind of the surface  letting out electrons.  

       Диоды

     Диод – двухэлементная вакуумная трубка, содержащая накопитель электронов, известных как катод, и электрод коллектора, называемым анодом.

    Электрод может  быть отрицательно заряжен, тогда он называется катодом или нитью накала. Диоды в основном используются как детекторы и как выпрямители для контроля или накопления мощности. Детектор и электронно-лучевые трубки отличаются размерами и пропускной способностью, но характеристики у них одинаковые.

    Все вольтамперные характеристики диода одинаковы в области низкого напряжения, при котором эмиссия ограничена свободными зарядами. Однако, часть вольтамперной характеристики платы, в которой ток ограничен эмиссией катода, не одинаков для различных типов электронно-лучевых трубок, но также зависит  от вида поверхности, испускающей электроны.

      Triodes

       Triodes are the three-electrode vacuum tube containing letting out electrode, named the cathode, managing electrode - a grid, and the memory electrode - anode or a board.

      Letting out electrode also can be opposite charged and represent an incandescent filament with oxide  layer or an incandescent filament of their tungsten or fluorine - tungsten. Managing electrode, are performing usually as a grid, consisting of a thin wire, surrounds the emitter, and in turn itself it is surrounded with the anode. The grid is usually negatively charged and consequently does not attract electrons. Because of a close arrangement of cathodes she (it) can influence an electric field of the cathode more, than the anode, and thus, the grid is capable to control a stream of an electric current from the cathode directly.

     Working with a circuit electro vacuum tubes it is desirable to know the resistance of the anode of a tube at the small enclosed pressure voltage. This resistance is known as dynamic resistance of the anode and basically is designated hg. So mathematical definition of dynamic resistance of the anode at growth of an anodes pressure voltage and a current look as follows:  

                                                      R_p=

     Триоды

       Триоды – трёхэлектродная вакуумная трубка, содержащая испускающий электрод, называемый катодом, управляющий электрод – сетка, и накопительный электрод-анод или плата.

      Испускающий электрод также может быть противоположно заряжен и представлять собой нить накала с оксидным слоем или нить накала их вольфрама или фтор - вольфрама. Управляющий электрод, выполняемы обычно в виде сетки, состоящий из тонкой проволоки, окружает эмиттер, и в свою очередь сам окружён анодом. Сетка обычно отрицательно заряжена и поэтому не притягивает электроны. Из-за близкого расположения катодов она может влиять на электрическое поле катода больше, чем анод, и таким образом, сетка способна контролировать поток электрического тока от катода непосредственно.

               Некоторые типичные характеристики триода, показывающие каким образом изменяется ток анода с изменением напряжения сетки, при различных значениях, показано на рисунке 13. Как видно, ток анода возрастает с увеличением напряжения анода или сетки.

        Рост тока анода для данного значения напряжения сетки всегда намного больше роста тока анода для того же напряжения сетки.

        При работе с цепью электровакуумных трубок желательно знать сопротивление анода трубки при небольшом   приложенном напряжении. Это сопротивление известно как динамическое сопротивление анода и в основном обозначается hg. Так математическое определение динамического сопротивления анода при росте анодного напряжения и тока выглядят следующим образом:  

4.  The invention of transistors.

The invention of point-contact transistors.

         The third period of development of electronics is the period of creation and introduction of the discrete semi-conductor devices, begun with the invention of the point-contact transistor. In 1946 at laboratory  the group of scientists led by William Shokli, carried out  researches of properties of semiconductors on Silicon (Sc) and Germany (Ge). In 1978  the scientists carried out both theoretical and experimental researches of physical processes on border of the unit of two semiconductors with various types of electric conductivity. As a result three-electrode semi-conductor devices – transistors were invented.  Depending on amount of carriers of  charge transistors were divided into:

  - Unipolar (field) where unipolar carriers were used.

- Bipolar where  heteropolar carriers (electrons and holes) were used.

 4.  Изобретение транзисторов.

       Изобретение точечного  плоского транзистора.

    Третий период развития электроники – это период создания и внедрения дискретных полупроводниковых приборов, начавшийся с изобретения точечного транзистора. В 1946 году при лаборатории "Белл Телефон" была создана группа во главе с Уильямом Шокли, проводившая исследования свойств полупроводников на Кремнии (Sc) и Германии (Ge). Учёные проводили как теоретические, так и экспериментальные исследования физических процессов на границе раздела двух полупроводников с различными типами электрической проводимости. В итоге были изобретены: трехэлектродные полупроводниковые приборы – транзисторы. В зависимости от количества носителей заряда транзисторы были разделены на:

–        униполярные (полевые), где использовались однополярные носители.

–        биполярные, где использовались разнополярные носители (электроны и дырки).

 The invention of junction transistor.

              Simultaneously, in the period April 1947 - January, 1948, Shockley had published the theory of junction transistor.

         Such device named the plane semi-conductor rectifier, has small resistance when р - the area - is positive in relation to n-area. Characteristics of the plane rectifier precisely can be defined  theoretically. In comparison with point-contact, the junction rectifier supposes the big loading since the area of contact can be made enough big. On the other hand with increase of the area shunting contact capacity grows. Further Shockley had considered the theory of the plane transistor from a crystal of the semiconductor containing two p-n of transition (a Fig. 4.4) the positive р-area is the emitter, negative р-area a collector, n-area represents base. Thus instead of metal dot contacts two are used p-n areas.

The invention of transistors was a major landmark in a history of development of electronics.Scientists  John Bardin, Uolter Brattejn and William Shokli were awarded  the Nobel Prize in physics.

Изобретение плоскостного биполярного транзистора

        Одновременно, в период апрель 1947 – январь 1948 г., Шокли опубликовал теорию плоскостных биполярных транзисторов. Рассмотрев полупроводниковые выпрямительные устройства из кристаллов полупроводника, имеющего переход между областями p- и n- типа.

 Такое устройство, называемое плоскостным полупроводниковым выпрямителем, обладает малым сопротивлением, когда р - область – положительна по отношению к n-области. Характеристики плоскостного выпрямителя можно точно определить теоретически. По сравнению с точечным, плоскостной выпрямитель допускает большую нагрузку т.к. площадь контакта можно сделать достаточно большой. С другой стороны с увеличением площади растет шунтирующая контактная емкость. Далее Шокли рассмотрел теорию плоскостного транзистора из кристалла полупроводника, содержащего два p-n перехода (Рис. 4.4) Положительная р-область является эмиттером, отрицательная р-область коллектором, n-область представляет собой базу. Таким образом вместо металлических точечных контактов используются две p-n области.

Изобретение транзисторов явилось знаменательной вехой в истории развития электроники и поэтому его авторы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли были удостоены нобелевской премии по физике.

       The function of the emitter, base, and collector

             The functions of the emitter, base and collector can be compared to those of the cathode, grid and plate of a triode vacuum tube. These can be summarized as follows: Emitter emits the current carriers, electrons or holes. Base control the current from the emitter. Collector attracts or collects the carriers from the emitter. Transistors are often classified according to amount of power which they can dissipate.

            Classification of transistor

Transistors are often classified according to the amount of power, which they can dissipate.

There are many types of transistors as to their fabrication. For example, junction transistors are fabricated by various techniques, which involve alloy, diffusion or growth processes. From hence different names of transistors: grown-junction transistors, diffused-junction transistors, double- diffused planar type.

          Transistors are made from germanium or silicon. The same general characteristics are common to both types, but the temperature operating range of a silicon transistor is wider than that of a germanium transistor.

 Функция эмиттера, базы и коллектора

Функции эмиттера, базы и коллектора такие же, как катод, сетка и анод электровакуумного триода. Их сходность изложена ниже:

 Эмиттер испускает носители тока электроны или дырки.

 База регулирует ток эмиттера.

 Коллектор притягивает или собирает носители испускаемые эмиттером.

 Классификация транзисторов.

      Транзисторы часто классифицируют согласно величине мощности, которую они могут рассеивать. В настоящее время придумано большое количество разных видов транзисторов. Например, соединения транзисторов собирает различная техника, которая включает в себя сплав распространение или переходный процесс а, следовательно, отсюда и различные названия транзисторов.

      Транзисторы изготавливают из германия или кремния. Основные характеристики общие для обоих типов, но рабочая температура кремниевых транзисторов выше, чем у германиевых.

     Field -effect transistors

          A field-effect transistor (FET), as its name implies, is a solid-state device in which the current flow through it is controlled by the effects of an electric field produced by the voltage applied to its control element, called the gate.

There are some differences between an FET and a bipolar junction transistor:

1.           The FET has high input impedance while a bipolar has relatively low input impedance.

2.            The FET, a unipolar device, conducts by holes or electrons, while a bipolar junction transistor can conduct by holes and electrons.

3.           The FET is comparatively insensitive to temperature changes and various kinds of radiation, which can cause conduction by minority carriers in bipolar junction transistors.

4.            In an FET current does not cross a junction while flowing through it, while in a bipolar transistor the current crosses to junctions.

5.           The inherent noise associated with bipolar transistors due to junction transition (carriers crossing a junction) is not present in FET operation.

6.        FET is having more power gain than bipolar transistor.

             Basically, the FET is a sliver of silicon, P-or TV-type, called a channel, with to contact terminals, one called a source, the other a drain. When a voltage is applied across the channel, it will act like a resistor, and current will flow through it from source to drain.

            There are two kinds of FET is in general use, the junction FET (JFET), and the insulated gate type, well known as MOSFET (metal-oxide semiconductor field-effect transistor). The input resistance of a MOSFET is much higher than that of a JFET, due to a layer of silicon-dioxide insulation between the gate and the silicon semiconductor material comprising the substrate. The dioxide isolation provides higher input impedance for the MOSFET than does the reverse biasing action in the JFET input.

         When a negative or a positive charge is placed on the gate of a MOSFET, a charge of opposite polarity but of equal amplitude is placed on the channel between the source and the drain. If a positive charge is placed on the gate of an TV-channel MOSFET, more electrons will move into the channel, decreasing channel resistance, and more current will flow from source to drain.

Полевой транзистор

Полевой транзистор, как подсказывает его название, твердотельный прибор, в котором ток течёт через управляемый действием электрического поля канал. Управляющее напряжение подают на управляющий элемент называемый затвор.

Существуют различия между полевым и биполярным транзистором:

1.    Полевой транзистор обладает большим входным сопротивлением, а у биполярного транзистора низкое входное сопротивление.

2.    Полевой транзистор неполярный прибор, который проводит либо дырки, либо электроны, а биполярный транзистор может проводить и дырки и электроны.

3.    Полевой транзистор сравнительно меньше чувствителен к температурным изменениям и различным видам радиационного воздействия, которое может изменять проводимость в биполярном транзисторе.

4.    В полевом транзисторе ток не пересекает разные области, когда протекает через него, а в биполярном транзисторе ток пересекает две области.

5.    Шум, в биполярном транзисторе обусловленный соединениями разных полупроводников не присутствует в полевом транзисторе.

6.   Полевой транзистор отдаёт большую мощность чем биполярный транзистор . Основа полевого транзистора пластина кремния Р или N типа называемая каналом с двумя контактами один из которых называется исток, а другой сток. Когда напряжение приложено к контактам и ток течёт через канал, полевой транзистор работает как резистор. Ток протекает через канал от истока к стоку.

7.    Существует два вида полевых транзисторов. В основном используется полевой транзистор с изолированным затвором известный как МОП-транзистор (метал-оксидный полевой транзистор).

8.    Входное сопротивление МОП-транзистора выше, чем у полевого транзистора, это вызвано изоляционным слоем диоксида кремния между затвором и каналом.

9.    Когда отрицательный или положительный заряд приложен к затвору МОП-транзистора заряд противоположной полярности, но одинаковой амплитуды приложен к каналу между истоком и стоком. Если к затвору МОП-транзистора с  каналом приложен положительный заряд то по каналу будет двигаться большое количество электронов, уменьшая сопротивление канала тем самым увеличивая ток, протекающий через канал от истока к стоку.

   5.   Microelectronics

              Microelectronics is the technology of construction of electric circuits and devices of extremely small sizes various methods. This technology also refers to microminiaturization.

             Increased complexity of electronic systems during last years had made the development of microelectronics inevitable. During this period electronic tubes in early electronic systems were replaced with solid-state discrete devices and the integrated circuit; and it, in turn, opens a way to average and big integrated circuits.

             The microelectronics today covers thin-film, thick-film hybrid technology of the integrated circuit. These approaches (and their combinations) are applied in each branch of electronics.

            Integrated microcircuits which unite all elements of the completed electric circuit on one chip of silicon, can be made. Value of this microelectronic development is easily shown. It allows us to compare usual J/K the circuit of the multivibrator including solid-state discrete devices and the same type of the electro circuit, using the integrated set of circuits.

.     The usual electro circuit would demand approximately 40 separate discrete elements, 200 communications (connections), 40 tight insulation, and 300 separate operations on processing, with each action: isolation and the connection representing a possible (probable) source of refusal. However, if all

elements of this electro circuit are incorporated on one chip of silicon, the number of communications (connections) goes down approximately up to 14. All elements of the circuit are connected inside the case by process known as metallization pair; instead of 40 tight изоляций there is one and three hundreds operations on processing is reduced up to approximately 30.

            Before actual manufacturing of an integrated microcircuit begins, the silicon crystal should be cut in paper - thin plates. Plates should be ground and polished on one party (side) which should be used for active elements. If special processing is not made, the return party (side) of a payment remains on the ground party (side).

            Both parties (sides) of a payment are grinded simultaneously with rigid (usually Aluminum oxide) while all seen traces are not removed. One party (side) of a payment then is polished sometimes with suspension from an abrasive crumb. The crumb of the smaller size is used for each following, a step of polishing. At last, the payment is chemically pickled to remove any malfunctions in the surfaces received as a result of last step of polishing.

                Process of diffusion begins, when highly polished silicon is placed in an oven, containing atoms of an impurity which give out desirable electric characteristics. When the payment was homogeneously alloyed, manufacturing of semi-conductor devices can begin. Some hundreds electro circuits are made simultaneously on a payment.      

      Основы развития микроэлектроники.

                 Микроэлектроника - технология строительства электрических цепей и устройств чрезвычайно маленьких размеров различными методами. Эта технология также называется  микроминиатюризация.

         Увеличивающаяся сложность электронных систем на протяжении последних 30 лет сделала развитие микроэлектроники неизбежным. В течение этого периода электронные трубки в ранних электронных системах были заменены твердотельными дискретными устройствами и интегральной схемой; и это, в свою очередь, открывает путь средним и большим интегральным схемам.

         Микроэлектроника сегодня охватывает тонкопленочную, толстопленочную гибридную технологию интегральной схемы. Эти подходы (и их комбинации)  применяются в каждой отрасли электроники.

         Интегральные микросхемы, которые объединяют все элементы завершенной электрической схемы на одном чипе кремния, могут быть произведены. Значение этого микроэлектронного развития легко демонстрируются. Это позволяет нам сравнивать обычную J/K схему мультивибратора, включающую твердотельные дискретные устройства и тот же самый тип электросхемы, использующей интегрированную совокупность схем.

        Обычная электросхема требовала бы приблизительно 40 отдельных дискретных элементов, 200 связей, 40 герметичных изоляций, и 300 отдельных операций по обработке, с каждым действием: изолированием и соединением, представляющим возможный источник отказа. Однако, если все элементы этой электросхемы объединены на одном чипе кремния, число связей понижается приблизительно до 14. Все элементы схемы связаны внутри корпуса процессом известным как металлизация пара; вместо 40 герметичных изоляций имеется одна, и три сотни операций по обработке уменьшена до приблизительно 30.

         Прежде, чем фактическое изготовление интегральной микросхемы начинается, кремниевый кристалл должен быть разрезан в бумажно - тонкие пластины. Пластины должны быть отшлифованы и полированы на одной стороне, которая должна использоваться для активных элементов. Если специальная обработка не производится, обратная сторона платы остается на отшлифованной стороне.

        Обе стороны платы  шлифуются одновременно с жестким (обычно алюминиевая окись) пока все видимые следы не удалены. Одна сторона платы затем полируется несколько раз с суспензией из абразивной крошки. Крошка меньшего размера используется для каждого следования, шага полировки. Наконец, плата химически протравлена, чтобы удалить любые неисправности в поверхности, полученные в результате последнего шага полировки.

         Процесс диффузии начинается, когда высоко полированный кремний помещен в духовку, содержа атомы примеси, которые выдают желательные электрические характеристики. Когда плата однородно легировалась, изготовление полупроводниковых приборов может начинаться. Несколько сотен электросхем произведена одновременно на плате.

   6.   Microelectronics and microminiaturization

            Intensive efforts of electronics on increase of reliability and operational parameters of it’s (her) products, at reduction of their size and cost, have resulted in results, which hardly somebody could predict. Development of electronic technology sometimes refers to as revolution: quantitative changes in technology have caused qualitative changes in human abilities. So the new area of a science - microelectronics has appeared.

           The microelectronics covers electronics connected to realization of electronic electro circuits, systems and subsystems from very small electronic devices. Microelectronics - the name for extremely small electronic components and the assembly electro circuits made by film or semi-conductor methods. The microelectronic technology has reduced transistors and other elements of the circuit till the sizes almost invisible to the naked eye. Essence of miniaturization in that, to create circuits with long service life, with low cost, and electronic functions capable to performance with extremely high speed of reaction. It is known, that speed depends on the size of the transistor: the transistor less, the it (he) is faster. The computer less, the faster it (he) can work.

          One more advantage of microelectronics is, that smaller devices consume smaller quantity (amount) of capacity. In space satellites and spacecrafts it - very important factor.

          Other benefit following from microelectronics - reduction of distances between circuit elements. The density of packing has increased with occurrence of an integrated microcircuit with small scale, average integrated circuits, the ENCORE and VLSI. Change in scale was measured by quantity (amount) of transistors on the chip. So the new type of integrated microcircuits - super high-frequency IC has appeared. Development microwave IC began from development of flat lines of transfers. So new components IC in a line of transfer have appeared. Other more exotic method - dielectric wave guide IC has appeared.

           The microelectronic engineering continues to displace other modes. New samples of the electro circuit are formed with radiation having length of a wave is shorter than at light.

               Electronics has expanded intellectual capacity of the person. The microelectronics more and more expands this capacity. Achievements in the field of electronics promote the successful decision of complex scientific and technical problems, increasing of the efficiency of scientific research, creation of new kinds of machines and  equipment, development of effective technologies and control systems, getting off the material with unique properties, perfection of processes of collecting and processing of the information.     

Микроэлектроника и микроминиатюризация

               Интенсивные усилия электроники по увеличению надежности и эксплуатационных показателей ее изделий, при сокращении их размера и стоимости, привели к результатам, которые вряд ли кто-нибудь мог прогнозировать. Развитие электронной технологии иногда называется революцией: количественные изменения в технологии вызвали качественные изменения в человеческих способностях. Так появилась новая область  науки - микроэлектроника.

       Микроэлектроника охватывает электронику, связанную с реализацией электронных электросхем, систем и подсистем из очень маленьких электронных устройств. Микроэлектроника – название для чрезвычайно маленьких электронных компонентов и сборочных электросхем, сделанных пленочными или полупроводниковыми методами. Микроэлектронная технология уменьшила транзисторы и другие элементы схемы до размеров, почти невидимых невооруженным глазом. Суть миниатюризации в том, чтобы, создать схемы с долгим сроком службы ,с низкой  стоимостью, и способных к выполнению электронных функций с чрезвычайно высокой скоростью реакции. Известно, что быстродействие зависит от размера транзистора: чем меньше транзистор, тем он быстрей. Чем меньше компьютер, тем быстрее он может работать.

      Еще одно преимущество микроэлектроники состоит в том, что меньшие устройства потребляют меньшее количество мощности. В космических спутниках и космических кораблях это - очень важный фактор.

     Другая выгода, следующая из микроэлектроники - сокращение расстояний между схемными элементами. Плотность упаковки увеличилась с появлением интегральной микросхемы с  маленьким масштабом, средних интегральных схем, БИС и  СБИС. Изменение  в масштабе измерялось количеством  транзисторов на чипе. Так появился новый тип интегральных микросхем - сверхвысокочастотная ИМС. Развитие микроволновых ИМС началось с развития плоских линий передач. Так появились новые  компоненты ИМС в линии передачи.  Появился другой более экзотический метод -  диэлектрический волновод ИМС.

     Микроэлектронная техника продолжает смещать другие режимы. Новые образцы электросхемы  формируются с радиацией, имеющей длину волны короче, чем у света. 

            Электроника расширила интеллектуальную мощность  человека. Микроэлектроника все более расширяет эту мощность. Основными направлениями развития электроники являются увеличение функциональной сложности систем, совершенствование их характеристик, снижение потребляемой мощности и стоимости. Эти требования и стимулируют переход полупроводниковой промышленности к освоению 65- и 45-нм технологий, появление сложных архитектур и бурное развитие конвента встраиваемых программных средств.

7.      Заключение.         Перспективы развития электроники.

                                 The Perspectives of the Development.

             В 2008 году реализовалась мечта получить "Интернет в кармане". В 2007-м началось развитие нового формата сверхпортативных ПК, так называемых Ultramobile Personal Computers – UMPC (нечто среднее между планшетным и карманным ПК) и смартфонов.

             В 2007 году началась продажа платформ аппаратных средств. Фирма AMD в 2007 году выпустила платформу Spider (Паук) – интегрированный компоновочный блок ( integrated blocks), содержащий новый двухъядерный процессор Phenom и новые графические платы отделения ATI. AMD Spider: процессоры Phenom, чипсеты 7-Series. Ключевым компонентом платформы Spider являются integrated многоядерные процессоры AMD Phenom (вплоть до 4-ядерных), выполненные с соблюдением норм 65 нм техпроцесса и предназначенные для работы с системными платами.    

            Ассоциация производителей бытовой электроники США (Consumer Electronics Association – CEA) прогнозирует рост продаж бытовой электроники на рынке в 2008-2010г. (predicts the growth of selling of consumer electronics in the market in 2008-2011.

            Согласно данным аналитической компании Display-Search, в 2009 году возросли продажи цифровых телевизоров высокой четкости. The sales of Digital TV of high accuracy increased in 2009.

             Достижения электроники встают на службу развлечений для взрослых. На очередной выставке развлечений для взрослых AEE 2010 (Adult Entertainment Expo), которая прошла в Лас-Вегасе (США) одновременно со знаменитой выставкой потребительской электроники CES (Consumer Electronics Show), представлен женщина-робот, который вобрал в себя множество новейших достижений современной электроники.

.  

                LeCroy WaveMaster 830Zi вышел в финал конкурса Best in Test издания Test & Measurement World. В декабре 2009 года стартовал ежегодный конкурс «Best in Test 2010» проводимый авторитетным техническим журналом Test & Measurement World.  Лучшим осциллографом 2009 года, по мнению читателей журнала, был признан осциллограф LeCroy серии Wave Pro 7 Zi.

 

             LG Electronics представляет инновационные решения на международной выставке CES 2010.   LG Electronics innovative decisions were shown in International Exhibition CES 2010.

            На стенде «A Whole New way to See the World» («Другой взгляд на мир») демонстрируется светодиодная технология с функцией локального затемнения и улучшенным качеством изображения.

                                    

             Panasonic представил самый большой в мире 3D-телевизор. Panasonic represented the largest 3D – TV in the world.

       Диагональ плазменной панели Panasonic составляет 152 дюйма, или приблизительно 3,8 метра. Разрешение достигает 4096x2160 пикселов. Ряд инновационных технологий, реализованных в телевизоре, позволяют существенно сократить энергопотребление и повысить реалистичность изображения.

      Для просмотра объемной картинки на панели Panasonic необходимы специальные очки, при этом для наилучшего восприятия изображения зритель должен находиться на удалении 7,5 – 11,5 метров от экрана.                               

                                        .рллл

              В заключении нам  хотелось бы отметить работы студентов нашего колледжа под руководством Солдаткина А.В., которые были представлены на Нижегородской ярмарке в 2008, ,2009, 2010 г. It is necessary to mention the works of students of Arzamas Instrument-Making College, which were represented in Nizhegorodskaya Fair.

Акустическая система – может применяться как в быту, так и в транспорте. Acoustic system can be used as in household and as in transport.

Микромощный передатчик УКВ – ЧМ – может использоваться для дистанционной трансляции радиопередач. Micropower  transmitter is used for remote transmission of broadcasting.

Блок питания – можно использовать для подключения компьютеров.    Power unit can be used for connecting computers.                                                                                   

               Достижения в области электроники способствуют успешному решению сложнейших научно–технических проблем, повышению эффективности научных исследований, созданию новых видов машин и оборудования, разработке эффективных технологий и систем управления, получению материала с уникальными свойствами, совершенствованию процессов сбора и обработки информации.

              Что касается России, то наш внутренний рынок пока не достигает своего потенциального объема.

               К сожалению, Россия не включилась своевременно в мировую систему развития микроэлектроники и в настоящее время развитие отечественной микроэлектронной ЭКБ уступает средним мировым темпам.

              Поэтому сегодня развитие электроники рассматривается как приоритетная задача государственной политики  и разрабатывается стратегия развития электронной промышленности России. Это  комплекс мероприятий по технологическому, экономическому, организационному, законодательному, социальному и экологическому обеспечению разработки и производства современной электронной компонентной базы, необходимой для национальной безопасности и экономического подъема отечественной промышленности.

              С учётом повышения потенциального уровня отечественной электронной науки можно ожидать существенное развитие отрасли, прорыв в области высоких технологий и вхождение России в мировое экономическое пространство.