Realizarea tuburilor electronice cu vid (dioda cu vid în 1904 de către John Fleming, trioda în 1906 de către Lee Forest) şi a tuburilor electronice cu gaz (dioda cu gaz sau gazotronul, trioda cu gaz sau tiratronul) au permis dezvoltarea electronicii informaţionale (studiază obţinerea, prelucrarea şi transmiterea semnalelor electrice) şi a electronicii energetice (studiază posibilităţile de conversie a energiei curentului electric).
Urmează apoi descoperirea dispozitivelor semiconductoare (tranzistorul bipolar în 1948 de către Bardeen, Brattain şi Shockley, tranzistorul cu efect de câmp de către Shockley şi Pearson, tiristorul de către Moll şi Tanenbaum), care sunt caracterizate prin gabarit şi consum energetic reduse, dar cu o durată mare de funcţionare, calităţi remarcabile care au permis înlocuirea cu succes a tuburilor electronice din aplicaţiile curente în automatică şi tehnica de calcul. Totuşi, tuburile electronice speciale (magnetronul, clistronul, tubul cu undă progresivă) rămân indispensabile în electronica tehnologică, la încălzirea prin curenţi de înaltă frecvenţă, în radiocomunicaţii şi radiolocaţie, datorită puterii utile mari şi stabilităţii la radiaţii şi temperatură. Tehnica miniaturizării aparaturii electronice ia un mare avânt după 1958, când inginerul american Jack Kilby a realizat primele circuite integrate.
Circuitele electronice conţin pe lângă dispozitivele electrice (rezistoare, bobine, condensatoare) şi dispozitive electronice (diode, tranzistoare, tiristoare etc.) cu ajutorul cărora se pot realiza diverse funcţii, precum:
*redresarea – constă în transformarea curentului alternativ în curent continuu de către redresoarele electronice;
*amplificarea – constă în modificarea amplitudinii semnalelor electrice cu păstrarea formei acestora de către amplificatoarele electronice;
*modularea – constă în modificarea de către modulatoarele electronice a parametrilor unui semnal purtător în ritmul dat de un semnal modulator, având ca rezultat semnalul modulat;
*demodularea– constă în extragerea de către demodulatoarele electronice a semnalului modulator din semnalul modulat;
*generarea oscilaţiilor – constă în producerea unor semanle electrice sinusoidale sau de altă formă de către generatoarele de semnal (oscilatoare electronice).
Aceste funcţii pot fi realizate datorită proprietăţilor deosebite ale dispozitivelor electronice (caracterul neliniar al conducţiei electrice, conducţia unidirecţională şi posibilitatea de control a conducţiei electrice).
În prezent, a căpătat o mare dezvoltare tehnologia circuitelor integrate. Acestea sunt circuite electronice microminiaturizate, realizate într-o structură unică pe o plăcuţă de material semiconductor (de obicei siliciu), numită cip (din engl. “chip”- aşchie). Un cip obişnuit are forma unui pătrat cu latura de circa 1,25 mm şi poate conţine între 100 şi 1000 de componente (tranzistoare, diode, rezistoare, condensatoare).
Din punct de vedere funcţional, circuitele integrate se pot împărţi în două categorii:
• liniare sau analogice – prelucrează semnale continue;
• digitale sau numerice – prelucrează semnale binare pentru realizarea unor funcţii logice ŞI, SAU, de memorare, etc.).
Din punct de vedere constructiv, circuitele integrate pot fi:
*peliculare – elementele sale sunt pelicule subţiri depuse pe un suport din material dielectric;
*monolitice – elementele sunt realizate în acelaşi monocristal din material semiconductor şi interconectate prin trasee metalice, depuse pe un strat izolant de bioxid de siliciu crescut la suprafaţa pastilei;
*hibride – elementele sale sunt realizate în parte pelicular, şi în monocristal, iar apoi interconectate.
În prezent, tehnologia cea mai frecvent utilizată pentru fabricarea circuitelor integrate monolitice este tehnologia planară. În cadrul acestei metode, la suprafaţa pastilei semiconductoare (care reprezintă substratul) se creşte un strat epitaxial monocristalin (cu concentraţie de impurităţi controlată), prin depunere din fază gazoasă sau prin evaporare în vid. Apoi, prin difuziune selectivă de impurităţi, se realizează în stratul epitaxial structura dispozitivelor semiconductoare care intră în componenţa circuitului integrat.
Pentru realizarea circuitelor integrate cu straturi subţiri sau groase, cele mai utilizate procedee sunt :
• evaporare în vid – prin încălzirea materialului care trebuie depus la temperaturi suficient de ridicate;
• pulverizare catodică – prin bombardarea materialului care trebuie depus (fixat la catod) cu particule accelerate la energii mari;
• depunere serigrafică– prin presarea unor cerneluri speciale (conductoare, rezistive sau izolante) prin ochiurile neobturate ale unei site serigrafice şablon.
După realizarea circuitului integrat, cipul este întrodus în capsule metalice sau din plastic.
………………………………………………………………………………………………………………………………….
Cei interesați de conținutul integral al lucrării “Dispozitive și circuite electonice” pot accesa
