Классическая электроника и наноэлектроника: учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки дипломированных специалистов 210400 - "Телекоммуникации"

Description

V knige izlozheny fizicheskie osnovy poluprovodnikovyh elektronnyh priborov. Rassmotreny osnovnye tipy radiokomponentov, elementy i uzly analogovyh i tsifrovyh mikroelektronnyh ustroystv i sistem, integralnye shemy vysokih stepeney integratsii. Pokazana tselesoobraznost i vozmozhnosti perehoda ot klassicheskoy elektroniki k nanoelektronike. Rassmotreny fizicheskie i tehnologicheskie osnovy nanoelektroniki; nanoelektronnye tranzistory, fotopriemniki i lazery; pribory na osnove uglerodnyh nanotrubok; vozmozhnosti sozdaniya kvantovyh kompyuterov; nanoelektronnye izdeliya dlya kompyuterov, informatsionnyh i telekommunikatsionnyh sistem; osnovy funktsionalnoy elektroniki; voprosy standartizatsii i nadezhnosti elektronnoy apparatury. Dlya studentov i inzhenerno-tehnicheskih rabotnikov, svyazannyh s proektirovaniem i ekspluatatsiey elektronnoy apparatury s ispolzovaniem mikroelektronnoy i nanoelektronnoy elementnyh baz. Предисловие 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОНИКИ 1.1. Классификация и области применения электронных приборов 1.2. Принцип работы электровакуумных приборов 1.3. Принцип работы ионных приборов 1.4. Общие сведения о полупроводниках 1.5. Электропроводность полупроводников 1.6. Токи в полупроводнике 1.7. Электронно-дырочный переход 2. РАДИОКОМПОНЕНТЫ 2.1. Основные радиокомпоненты электронных устройств 2.2. Пассивные радиокомпоненты и их применение 2.2.1. Резисторы 2.2.2. Конденсаторы 2.2.3. Индуктивности 2.3. Полупроводниковые диоды 2.3.1. Общие сведения 2.3.2. Выпрямительные диоды 2.3.3. Стабилитроны и стабисторы 2.3.4. Универсальные и импульсные диоды 2.3.5. Варикапы 2.4. Полевые транзисторы 2.4.1. Общие сведения 2.4.2. Полевой транзистор с управляющим p-n-переходом 2.4.3. Полевой транзистор с изолированным затвором 2.4.4. Полевой транзистор с барьером Шоттки 2.4.5. Статические характеристики ПТ 2.4.6. Дифференциальные параметры полевых транзисторов 2.5. Биполярные транзисторы 2.5.1. Общие сведения 2.5.2. Принцип действия биполярного транзистора 2.5.3. Токи в транзисторе 2.5.4. Статические характеристики биполярных транзисторов 2.5.5. Дифференциальные параметры биполярног транзистора 2.5.6. Модели БТ 2.5.7. Эксплуатационные параметры транзисторов 2.6. Свойства транзисторов 2.6.1. Частотные свойства полевых транзисторов 2.6.2. Шумовые свойства транзисторов 2.7. Тиристоры 2.8. Приборы силовой электроники 2.9. Фотоэлектрические и светоизлучающие приборы 3. ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ АНАЛОГОВЫХ УСТРОЙСТВ 3.1. Классификация аналоговых устройств 3.2. Усилители 3.3. Работа транзисторов с нагрузкой 3.4. Усилительные свойства транзисторов 3.5. Интегральные операционные усилители 3.6. Обратная связь в усилителях 3.7. Функциональные узлы на основе ОУ 3.8. Электронные регуляторы и аналоговые ключи 3.9. Импульсные устройства 3.9.1. Общие сведения 3.9.2. Импульсные усилители 3.9.3. Генераторы прямоугольных импульсов 3.9.4. Генераторы линейно изменяющегося напряжения 4. ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ ЦИФРОВЫХ УСТРОЙСТВ 4.1. Общие сведения 4.2. Основы алгебры логики 4.3. Параметры цифровых интегральных микросхем 4.4. Электронные ключи на транзисторах 4.5. Базовые логические элементы 4.6. Комбинационные устройства 4.7. Триггеры 4.8. Счетчики 4.9. Регистры 4.10. Цифровые потенциометры 5. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ МИКРОСХЕМЫ ВЫСОКИХ СТЕПЕНЕЙ ИНТЕГРАЦИИ 5.1. Состояние и перспективы развития элементной базы электроники 5.2. Упрощенные структуры микропроцессоров 5.3. Структура микроЭВМ 5.4. Виды запоминающих устройств 5.5. Оперативные запоминающие устройства 5.6. Постоянные запоминающие устройства 5.7. Репрограммируемые постоянные запоминающие устройства 5.8. Флеш-память 5.8.1. Виды флеш-памяти 5.8.2. Флеш-память с многоуровневым хранением заряда 5.8.3. Флеш-память с зеркальным битом 5.9. Кэш-память 5.10. Базовые матричные кристаллы 5.11. Программируемые логические интегральные схемы 5.12. Цифровые и аналоговые мультиплексоры 6. МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СИГНАЛОВ 6.1. Классификация преобразователей 6.2. Аналоговые перемножители сигналов 6.3. Микроэлектронные компараторы 6.4. Микроэлектронные выпрямители и стабилизаторы напряжения 6.5. Цифро-аналоговые преобразователи 6.6. Аналогово-цифровые преобразователи 6.7. Нелинейные устройства 6.7.1. Диодные ограничители 6.7.2. Управляемые пороговые устройства и ограничители 6.7.3. Логарифматор и антилогарифматор 6.8. Преобразователи на основе интегральных микросхем ФАПЧ 7. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ 7.1. Введение в нанотехнологии 7.2. Литография 7.2.1. Классическая фотолитография 7.2.2. Введение в литографию наноизделий 7.2.3. Литография экстремальным ультрафиолетом 7.2.4. Электронно-лучевая литография 7.2.5. Ионная литография 7.2.6. Рентгеновская литография 7.2.7. Нанопечатная литография 7.2.8. Литографически индуцированная самосборка наноструктур 7.3. Молекулярно-лучевая эпитаксия 7.4. Введение в технику микроскопии 7.5. Просвечивающие электронные микроскопы 7.6. Сканирующие электронные микроскопы 7.7. Сканирующие зондовые и оптические микроскопы 7.7.1. Общие сведения 7.7.2. Сканирующий туннельный микроскоп 7.7.3. Атомно-силовой микроскоп 7.7.4 Сканирующий оптический микроскоп ближнего поля (СОМБП) 7.8. Методы сканирующей зондовой микроскопии 7.8.1. Введение 7.8.2. Методы получения информации о структуре вещества в нанометровом диапазоне с помощью СЗМ 8. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОЭЛЕКТРОНИКИ 8.1. Общие сведения 8.2. Закон Мура 8.3. Элементы зонной теории 8.4. Гетероструктуры и барьеры Шоттки 8.5. Квантовые ямы, нити, точки 8.6. Электрофизические свойства наночастиц 8.7. Закон масштабирования и его применение в НЭ 8.8. Основы одноэлектроники 9. НАНОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 9.1. Общие сведения 9.2. Наноэлектронные конденсаторы и аккумуляторы 9.2.1. Наноэлектронные конденсаторы 9.2.2. Наноэлектронные аккумуляторы энергии и топливные элементы 9.3. Наноэлектронные диоды и транзисторы 9.3.1. Введение 9.3.2. Нанотранзисторы на основе структур кремний на сапфире 9.3.3. Нанотранзисторы с гетеропереходами 9.3.4. Нанодиоды и нанотранзисторы с резонансным туннелированием 9.3.5. Нанодиоды и нанотранзисторы на основе нанотрубок 9.4. Наноэлектронные лазеры 9.4.1. Наноэлектронные лазеры с горизонтальными резонаторами 9.4.2. Наноэлектронные лазеры с вертикальными резонаторами 9.5. Оптические модуляторы 9.6. Дисплеи и осветительные приборы с использованием наноматериалов 9.6.1. Дисплеи и осветительные приборы на основе нанотрубок 9.6.2. Перспективы создания дисплеев-невидимок 9.7. Наноэлектронные фотоприемники 9.7.1. Фотоприемники на квантовых ямах 9.7.2. Фотоприемники на основе квантовых точек 9.8. Логические элементы для нанокомпьютеров 9.8.1. Квантово-точечные клеточные автоматы 9.8.2. Молекулярные переключатели 9.8.3. Одноэлектронные транзисторы 9.9. Квантовые компьютеры 9.9.1. Введение 9.9.2. Квантовые вычисления 9.9.3. Кубит 9.9.4. Структура квантового компьютера 9.9.5. Квантовый регистр 9.9.6. Квантовый процессор 9.9.7. Основные требования для реализации КК 9.9.8. Практическая реализация КК 9.9.9. Перспективы развития квантовых компьютеров 9.10. Наноэлектронные системы 9.10.1. Однокристальные системы 9.10.2. Системы для компьютеров 9.10.3. Наноэлектронные системы беспроводной связи 9.11. Перспективы развития наноэлектронных систем 10. ОСНОВЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ 10.1. Введение в функциональную электронику 10.2. Приборы с зарядовой связью 10.3. Фотоприемные ПЗС 10.4. КМОП-фотодиодные СБИС 10.5. Акустоэлектронные приборы 10.6. Магнитоэлектронные приборы 11. СТАНДАРТИЗАЦИЯ И НАДЕЖНОСТЬ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ 11.1. Стандартизация 11.2. Надежность Библиография Приложение A. Перечень принятых обозначений Приложение Б. Перечень принятых сокращений