Что такое микроэлектроника и с чем её "едят".

Микроэлектроника - это наука. Этим почти все сказано. Потому что определение - это наука, которая изучает то, другое - это нудно и неинтересно. Мое определение микроэлектроники звучит так, это наука, которая изучает явления происходящие вокруг нас и снами, стараясь применить их для пользы человечества. Примеров можно привести массу. Один из них. Всем известно, что в твердых телах происходят различного рода явление под действием окружающей среды и приложенных искусственных воздействий, электрические, магнитные поля, радиация. Вот, например всем известный светодиод. В состав его входит арсенид галлия, фосфид галлия и так далее. Это все твердые тела, относящиеся к полупроводниковому типу. При прохождении через него электрического тока этот материал излучает энергию с определенной длиной волны. Длина волны определяет тип, вернее цвет свечения полупроводника, красный, зеленый, желтый. На этом явление основана работа светодиода и применяется для индикации, передачи информации и хранения. Микроэлектроника состоит из слов микро и электроника. Микро - миниатюризация, повышение плотности интеграции, на меньшей площади больше активных элементов. Электроника - разработка схем, плат, управляющих блоков и станций. Вот получается продукт микроэлектроники в основном - микросхема (ИМС - Интегральная МикроСхема).

Без радиоэлектронной аппаратуры в настоящее время не может обойтись ни одна отрасль науки и техники, производства и управления, транспорта и экономики, медицины и быта. Использование микросхем позволяет не только уменьшить размеры, массу и потребляемую мощность аппаратуры, но и получить ряд дополнительных удобств и повысить надежность ее работы. Возможности улучшения параметров различной аппаратуры, расширения ее функции при использовании микросхем рассмотрим на примерах миниатюризации отечественной и зарубежной радиоэлектронной аппаратуры самого различного назначения.

Электронные быстродействующие машины проникают во все сферы человеческой деятельности: науку, производство, экономику, торговлю, транспорт, связь и даже в творческую деятельность человека. ЭВМ (РС) являются основным потребителем микросхем. Именно в ЭВМ были продемонстрированы их преимущество. Действительно, с изобретением микросхем появились вычислительные машины 3,4,5,6 поколения, которые за быстродействие, универсальность и малые размеры часто называют персональными компьютерами. В настоящие время все персональные компьютеры разрабатываются только на интегральных микросхемах. Широкое применение нашли компьютеры практически везде: образовании, медицине, авиации, промышленности, бизнесе, торговли, телевидении, экономики, военном деле и конечно в домашних стенах.

Хотя еще не завершилась полная транзисторизация некоторых видов бытовой аппаратуры, уже наблюдается тенденция к переходу сразу на микросхемы, и ряд специалистов считает, что большинство новых образцов бытовой электронной аппаратуры будет выпускаться на микросхемах. Давно осуществлен полный переход на микросхемы переносных и автомобильных магнитол, что в этом классе аппаратуры позволит использовать в качестве носителя информации компакт диск, мини-диск, повысить надежность, снизить потребляемую энергию, уменьшить габариты и массу. Это дало возможность ввести в радиоприемники расширенный или несколько диапазонов УКВ.

Интегральные микросхемы применяются в электронных АТС, телефонных аппаратах, в усилительных устройствах дальней телефонной связи и сотовой связи. Это позволяет уменьшить их размеры, повысить надежность и расширить функциональные возможности. Разработаны новые системы автоматической телефонной связи, оборудованной блоками памяти и электронными переключающими устройствами. Кроме высокой гибкости преимуществом системы является предоставление абонентам значительного количества услуг, которые раньше были невозможны. Например, хранение в памяти телефонных номеров, конференцсвязь, жидко кристаллические экраны и т.д. Применение микросхем позволило значительно уменьшить размеры, вес и повысило практичность в обращение. Новые разработки как: автоответчик, определитель номера. Широко была внедрена факсимильная и модемная связь. Позволяющая принимать и отправлять необходимую информацию. И, наконец, всем известные коммуникационные сети в их числе и Internet.

В настоящее время большинство измерительных приборов разрабатывается с использованием микросхем. Их применение позволяет реализовать ряд преимуществ. К ним относится значительное увеличение функциональных возможностей и улучшение характеристик, увеличение надежности, уменьшение габаритных размеров и массы, повышение степени автоматизации процесса измерений и др. Для автоматизированных предприятий разрабатываются сложные измерительные системы в сочетание с персональными компьютерами.

Пример: благодаря использованию микросхем вольтметры стали более универсальными. Кроме напряжения постоянного, они могут измерять напряжение переменного тока, отношение напряжений, ток, сопротивление, температуру, проверка p-n переходов. Индикация результатов измерения в вольтметрах в цифровом виде, что повышает точность и создает дополнительные удобства при работе. В этих приборах на микросхемах выполняются линейные, дифференциальные и операционные усилители, большое число логических схем, а также счетчики, накопители, декодирующие устройства.

В военных системах интегральные микросхемы получили самое широкое распространение. Здесь крайне важны как надежность электронных средств, так и возможность усложнения функций таких систем. Повышение надежности, снижение массы и габаритных размеров аппаратуры электронного оборудования, которыми насыщена военная техника, создают условие для бесперебойного ее функционирования в сложных условиях, повышает маневренность войск и эффективность их боевых действий.

Медицина одна из перспективных областей применения микроэлектроники. Уже в настоящее время многие приборы, устанавливаемые как вне, так и внутри человеческого организма, являются электронными. Например, радиопилюля, миниатюрный передатчик. Созданы другие миниатюрные приборы, которые содержат чувствительный элемент, усилитель, передатчик, аккумулятор. Установленный на груди спортсмена или больного, такой прибор может передавать информацию о работе сердца и других органов.

©Алексей Чичиро