Кафедра радіоконструювання та виробництва радіоапаратури

Національний технічний університет України
"Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

Мікроелектроніка

Мікроелектроніка, як напрямок електроніки, виникла з 60-х років минулого століття на основі досягнень фізики тонких плівок, фізики напівпровідників та спеціальних матеріалів, технології та мікросхемотехніки і включає виробництво інтегрованих мікросхем (ІМС) і принципи їх застосування.

Мікроелектроніка нині розвивається швидкими темпами і стала основою інформатизації розвитку суспільства. Мікроелектроніка є фундаментальною базою розвитку всіх сучасних електронних апаратів, а мікросхеми є “будівельними блоками”, із яких складають електронні пристрої та системи.

Завдяки зусиллям дослідників були створені сучасні великі (ВІС) та надвеликі інтегровані мікросхеми (НВІС), за допомогою яких стало можливим розробляти складні системи, проектування яких раніше було неможливим із причин низької надійності, високої вартості та енергоємності. Вони значно зменшили масу та розміри систем.

Інтегровані мікросхеми широко використовуються в мобільних телефонах, смартфонах, планшетах, персональних ЕОМ, телевізорах, магнітофонах, відео- та фотоапаратах, телекомунікаційних, навігаційних, медичних, енергетичних, транспортних, космічних, інформаційних, статистичних, банківських, військових та ін. приладах та системах, основою яких є ЕОМ і системи штучного інтелекту.

За останню чверть віку можливості ІМС наростали за експонентою і пройшли шлях, що відповідає шести десятиліттям. Основною тенденцією розвитку сучасної мікроелектроніки є значне підвищення ступеня інтеграції і функціональної складності мікросхем. За субмікронних розмірів елементів НВІС на одному кристалі створені складні системи, що нараховують сотні мільйонів транзисторів за значного зменшення споживаної потужності. Характерні розміри елементів зменшені до нанометрів і наблизилися до довжини хвилі електронів.

Основою досягнень мікроелектроніки став прогрес в області мікротехнології, особливістю якого є груповий метод виробництва, при якому на більшості технологічних операцій одночасно виготовляють від сотень тисяч до сотень мільярдів елементів: транзисторів, діодів, резисторів, конденсаторів, які об’єднують у пристрої або системи за допомогою багатошарової структури комутаційних провідників.

Безперервне удосконалення техніки й технології виробництва обумовило швидкий ріст продуктивності виробництва й зменшення вартості ІМС, що у свою чергу дозволило створити ІМС вищого ступеня інтеграції і розширити області їх застосування. Створюються надійніші, дешевші та з меншими споживаними потужностями ІМС.

Цьому сприяв швидкий розвиток транзисторів, як основних елементів ІМС. Їхню швидкодію збільшували одночасно з цим вартість і розміри зменшувалися. Сучасні транзистори в 20 разів швидші і в 100 разів менші, ніж ті, що випускалися двадцять років тому.

Нині розробляються сучасні технологічні операції і процеси на атомно – молекулярному рівні, в основу яких покладені принципи атомної інженерії. Удосконалюючи конструкції елементів інтегрованих мікросхем і зменшуючи їх розміри, мікроелектроніка з 2000 року ввійшла в область наноелектроніки й успішно розвивається в цьому напрямку, демонструючи високі фундаментальні можливості потенціального розвитку.

З шестидесятих років минулого століття навчальну дисципліну “Мікроелектроніка” викладають на кафедрі радіоконструювання та виробництва радіоапаратури Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут”. Студенти отримують фундаментальну підготовку з мікроелектроніки. Навчальний процес забезпечений сучасними навчальними посібниками, які створені викладачами кафедри і широко представлені в інтернеті.

Мікроелектроніка. Елементи мікроелектроніки Прищепа М. М., Погребняк В. П. Мікроелектроніка. В 3 ч. Ч. 1. Елементи мікроелектроніки: Навч. посіб. / За ред. М. М, Прищепи. – К.: Вища шк., 2004. – 431 с.: іл. – ISBN 966-642-223-9

Висвітлено структури, конструкції, фізичні та математичні моделі, параметри й характеристики основних елементів інтегрованих мікросхем. На основі аналізу фізичної структури інтегрованих елементів виведено основні співвідношення для параметрів, поданих у вигляді, що використовується в розрахунках при проектуванні каскадів і логічних елементів великих інтегрованих мікросхем. Аналіз функціонування елементів та розрахунки виконано на доступному інженерному рівні. Для кожного елемента розглянуто приклад розв’язування задачі та наведено задачі для самостійного розв’язування.

Скачати книжку!

Мікроеклтроніка. Елементи мікросхемотехніки

Прищепа М. М., Погребняк В. П. Мікроелектроніка: В 3 ч. Ч. 2. Елементи мікросхемотехніки: Навч. посіб. / За ред. М. М, Прищепи. – К.: Вища шк., 2006. – 503 с.: іл. ISBN 966-642-319-7

Висвітлено основи мікросхемотехніки аналогових і цифрових інтегрованих мікросхем та комплекс проблем, пов’язаних з розробленням схемних рішень базових каскадів і базових логічних елементів великих та надвеликих інтегрованих мікросхем, а також типові варіанти їх використання. На основі аналізу принципів функціонування основних каскадів аналогових інтегрованих мікросхем і логічних елементів цифрових мікросхем виведено основні співвідношення для розрахунків їхніх параметрів, поданих у вигляді, що використовується під час проектування великих і надвеликих інтегрованих мікросхем. Рівень викладення матеріалу відповідає сучасним досягненням мікроелектроніки. Висвітлення питань схемотехніки мікросхем супроводжується прикладами розрахунків.

Скачати книжку!

Мікроелектроніка. Елементи мікросхем. Збірник задач

Прищепа М. М., Погребняк В. П. Мікроелектроніка. Елементи мікросхем. Збірник задач. Навч. посіб. / За ред. М. М, Прищепи. — К.: Вища шк., 2005. — 167 с.: іл. – ISBN 966-642-278-6

Наведено основні співвідношення для розрахунків електричних параметрів і проектування елементів інтегрованих мікросхем: діодів з р-п-переходом, діодів Шотткі, біполярних транзисторів, польових МДН-транзисторів, резисторів, конденсаторів, RС-структур, індуктивних елементів і напівпровідникових матеріалів. До кожного розділу подано приклад розв’язування типової задачі і літературу, що містить методики розрахунків.

Скачати книжку!

Автор: