Funktionell mikroelektronik

Funktionell ( mikro ) elektronik är ett av de moderna områdena inom mikroelektronik , baserat på användningen av fysiska principer för integration och dynamiska inhomogeniteter som tillhandahåller icke-kretsprinciper för enhetsdrift. Funktionell integration säkerställer driften av enheten som helhet. Att dela upp det i element leder till funktionsstörningar [1] .

Funktionell mikroelektronik använder växelverkan mellan elektronflöden och ljudvågor i ett fast ämne , optiska fenomen i ett fast ämne, egenskaperna hos halvledare , magneter och supraledare i magnetfält , etc. [1] .

Historik

I slutet av 1970-talet dök idén om att använda dynamiska inhomogeniteter i processerna för bearbetning och lagring av information , såväl som de fysiska principerna för att integrera inte bara antalet element, utan också antalet funktioner som utförs av en mikroelektronisk enhet, upp . De första verken i detta område tillhör Borisov B. S., Valiev K. A., Vasenkov A. A., Gulyaev Yu. V., Erofeev A. A., Lavrishchev V. P., Novikov V. V., Nosov Yu R., A. F. Popkov, V. I. Pustovoit, V. V. N. Rakitin . Stafeev , Ya. A. Fedotov och andra sovjetiska vetenskapsmän. Studiet av principerna för bearbetning och lagring av information med hjälp av dynamiska inhomogeniteter och utvecklingen av enheter som fungerar på basis av den förvärvade kunskapen är grundläggande i processen att bilda en ny riktning inom mikroelektronik - funktionell elektronik [2] .

Vägbeskrivning

Beroende på vilken typ av dynamisk inhomogenitet som används, kontinuummediet, en eller annan kombination av fysiska fält eller fenomen, särskiljs sådana områden av funktionell elektronik som:

• Funktionell akustoelelektronik,
• Funktionell magnetoelektronik,
• Funktionell optoelektronik ,
• Funktionell dielektrisk elektronik,
• Molekylär elektronik

etc.

Det finns också blandade områden ( akustooptik , magnetooptoakustik och andra).

Funktionella elektronikenheter

Shchuka A. A. i artikeln "Fjärde generationens elektronik - funktionell elektronik?" [2] föreslog en modell av en funktionell elektronikenhet (FED), bestående av fem element:

• Användning av dynamiska inhomogeniteter av olika fysisk karaktär. Så i akustoelelektroniska enheter används dynamiska inhomogeniteter i form av en ytakustisk våg (SAW); i laddningskopplade halvledarenheter -  laddningspaket av elektroner eller hål ; i magnetoelektroniska enheter - magnetostatiska vågor (MSW), etc.

• Alla typer av dynamiska inhomogeniteter genererar, bearbetar och lagrar information i kontinuerliga medier . Den senare kan ha vilket tillstånd av aggregering som helst , men mikroelektronikens intressen är fokuserade på användningen av ett fast tillstånd. Mediet måste vara tillräckligt homogent i sina fysikaliska och kemiska egenskaper längs hela informationssignalens utbredningsväg. Statiska inhomogeniteter som finns på ytan eller inuti kontinuumet tjänar endast till att kontrollera dynamiska inhomogeniteter och används inte för att bearbeta och lagra information.

• En generator av dynamiska inhomogeniteter utformad för att introducera den senare i en fortplantningskanal belägen i ett kontinuum.

• Styranordning för dynamiska inhomogeniteter i informationssignalöverföringsvägen och i området för dess lagring.

• Detektor som läser information. Det låter dig konvertera informationsmatrisen som skapas av dynamiska heterogeniteter till en binär matris som kan bearbetas av digitala enheter.

UFE av den första generationen kännetecknas av det faktum att de använder en typ av dynamiska inhomogeniteter i ett kontinuummedium. Exempel är SAW- fördröjningslinjer och CMD-minne . Den andra generationen inkluderar enheter som samtidigt använder dynamiska inhomogeniteter av olika fysisk natur i olika kontinuummedia.

Anteckningar

1. ↑ 1 2 Efimov I. E., Kozyr I. Ya., Gorbunov Yu. I. Microelectronics: Design, typer av mikrokretsar, funktionell mikroelektronik. - 2:a uppl. - M . : "Högstadiet", 1987. - S. 10. - 60 000 exemplar.
2. ↑ 1 2 Shchuka A. Fjärde generationens elektronik - funktionell elektronik? . Microelectronics News (1999). Hämtad 30 maj 2012. Arkiverad från originalet 26 juli 2012. (ryska)

Litteratur

• Efimov I. E., Kozyr I. Ya., Gorbunov Yu. I. Mikroelektronik: Design, typer av mikrokretsar, funktionell mikroelektronik. - 2:a uppl. - M . : "Högstadiet", 1987. - 416 sid. — 60 000 exemplar.