Омский государственный технический университет каф. Электроника

Д.Б.

и систем телекоммуникаций.

Составной частью этих систем является радиоэлектронная аппаратура

(РЭА), тоже содержащая огромное количество радиокомпонентов, для изготовления которых используются современные радиоматериалы.

1.1 Основные этапы развития электроники

без совершенствования элементной базы РЭА, разработки и освоения новых радиоматериалов.

Именно радиоматериалы и радиокомпоненты стали ключевым звеном, определяющим успех многих инженерных решений при создании сложнейшей РЭА.

Телефон Белла Прототип «прозрачного» телефона

продемонстрировал первый в мире радиоприемник.

году Д. Флеминг изобрел двухэлектродную лампу (диод) с
накаленным катодом. В

диоде использовалась термоэлектронная эмиссия, открытая в 1884 году Т. Эдисоном, сущность которой он, не зная об электронах, не мог объяснить. Диод был создан для конкретных технических нужд, а именно для детектирования высокочастотных колебаний.

Основные этапы развития электроники

лампу управляющую сетку, лампа стала трехэлектродной, появилась возможность управлять током,

протекающим в лампе между катодом и анодом, что позволило решить проблему усиления электрических сигналов. К середине 30-х годов ламповая электроника была в основном сформирована.

развивалась полупроводниковая электроника. Ученые исследовали физические процессы в полупроводниках, влияние

примесей на эти процессы, термоэлектрические и фотоэлектрические свойства полупроводников, выпрямление переменного тока полупроводниковыми приборами. Олег Лосев - пионер твердотельной полупроводниковой электроники

подвижности свободных мест кристаллической решетки полупроводника, получивших впоследствии название дырок,

создана теория генерации пар «электрон-дырка». Была экспериментально подтверждена теория полупроводников, созданная школой советского академика А. Ф. Иоффе.

Бардин, У. Браттайн и У. Шокли. С изобретением транзистора начался

новый этап в развитии радиоэлектроники — этап микроминиатюризации РЭА. Применение транзисторов вместо ламп позволило существенно сократить размеры радиокомпонентов, уменьшить массу и объем РЭА и, что не менее важно, снизить потребление электроэнергии и повысить надежность аппаратуры.

Первые отечественные
транзисторы на Ge

Современные планарные компоненты

Массовый отечественный транзистор на Si (КТ315А)

до 100 элементов на полупроводниковом кристалле при размере элементов около

100 мкм. В начале 70-х годов появились большие интегральные схемы (БИС), содержавшие на кристалле от 100 до 104 элементов при размере элементов от 3 до 100 мкм. В конце 70-х годов созданы сверхбольшие интегральные схемы (СБИС), содержащие от 10х4 до 10х6 элементов на кристалле при размере элементов от 1 до 3 мкм. Дальнейшее развитие микроэлектроники привело к освоению субмикронных размеров элементов микросхем.

функциональная электроника, позволяющая реализовать
определенную функцию аппаратуры без применения стандартных базовых

элементов (диодов, резисторов, транзисторов и т. д.), базируясь непосредственно на физических явлениях в твердом теле. В функциональной электронике используются такие механизмы, как оптические явления (оптоэлектроника), взаимодействие потока электронов с акустическими волнами в твердом теле (акустоэлектроника) и ряд других.

Варисторы Оптоэлектронные преобразователи

годов были созданы микроскопы, позволяющие не только наблюдать атомы, но

и манипулировать ими.
Нанотехнологии позволяют, последовательно размещая нужные атомы и атомные структуры в четком порядке и в точно определенном месте, конструировать качественно новые устройства электроники

как несущие конструкции, различные механизмы корпуса, крепления, изоляторы и др.
2.

Радиотехнические материалы (радиоматериалы) – это материалы элементной базы РЭА; класс материалов, характеризуемых определенными свойствами по отношению к электромагнитному полю и применяемых в радиотехнике с учетом этих свойств.

1.2 Общая классификация материалов

3. Вспомогательные: отделочные, пропиточные, специального назначения и др.

которая обуславливает его различность или общность с другими предметами и

обнаруживается в его отношении к ним (ФЭС, стр. 568). Всякое свойство относительно: свойство не существует вне отношений к другим свойствам и вещам.

Параметр или характеристика – численная оценка свойства.

свойства материалов:
Механические, тепломеханические, оптические, физико-химические, электрические и магнитные, технологические, и т.п.

параметры материалов:
Твердость, теплопроводность, прозрачность, гигроскопичность, проводимость, магнитная проницаемость, обрабатываемость и т.п.

каждого конкретного материала они приводятся в справочниках.

Когда нужно выбрать

материал для изготовления того или иного изделия берут справочник и подбирают по требуемым характеристикам материал. За каждым числовым значением каждого параметра стоит явление, свойство, поведение материала, которое проявляется в условиях, требуемых при эксплуатации данного элемента, прибора, устройства.

Качество материалов это способность его нормально без существенных изменений свойств функционировать при заданных воздействиях внешних и внутренних.

запрещенной зоны Wg;
удельным электрическим сопротивлением ;
диэлектрической проницаемостью ε;

концентрацией носителей заряда N;
магнитной проницаемостью μ
и целым рядом других.

в электромагнитном поле на основные четыре группы (класса):

Диэлектрики – материалы,

имеющие большое удельное электрическое сопротивление:   103…1016 Омм и большую запрещенную зону Wg  3 эВ.

Полупроводники – материалы, диапазон удельных электрических сопротивлений которых очень велик и перекрывает собой значения сопротивлений диэлектриков и проводников:   10-3…108 Омм, ширина запрещенной зоны Wg  3 эВ.

10-8…10-4 Омм, запрещенная зона практически отсутствует.

Магнитные материалы – материалы,

у которых диапазон сопротивлений большой, но для них главное – концентрирование магнитных силовых линий в материале и высокая магнитная проницаемость – .

Общая классификация материалов