Перспективы развития электроники

Уравнение непрерывности

Концентрация носителей заряда в элементарном объеме полупроводника может изменяться за счет генерации и рекомбинации носителей, а также вследствие различия в величинах втекающего и вытекающего токов. Обозначив обусловленную внешними причинами скорость генерации носителей заряда g, скорость рекомбинации (dp/dt)_τ и скорость изменения концентрации носителей заряда за счет различия в величинах втекающего и вытекающего токов (dp/dt)_j, можно написать, что скорость изменения концентрации носителей заряда в рассматриваемом объеме

dp/dt = (dp/dt)_τ + (dp/dt)_j + g. (1.11)

В дальнейшем будем считать, что вызванная внешними причинами генерация носителей заряда в рассматриваемом объеме отсутствует, следовательно, g = 0.

Одна из основных проблем, стоящих перед электроникой, связана с требованием увеличения количества обрабатываемой информации вычислительными и управляющими электронными системами с одновременным уменьшением их габаритов и потребляемой энергии.

Эта проблема решается путем:

· создания полупроводниковых интегральных схем, обеспечивающих время переключения до 10^-11 сек;

· увеличения степени интеграции на одном кристалле до миллиона и более транзисторов размером менее 1-2 мкм на основе использования нанотехнологий и в перспективе – молекулярной электроники;

· использования в интегральных схемах устройств оптической связи и оптоэлектронных преобразователей, сверхпроводников;

· разработки запоминающих устройств емкостью несколько гигабайт на одном кристалле;

· применения лазерной и электронно-лучевой коммутации;

· расширения функциональных возможностей интегральных схем (например, переход от микропроцессора к мини-ЭВМ на одном кристалле);

· перехода от двумерной (планарной) технологии интегральных схем к трехмерной (объемной) и использования сочетания различных свойств твердого тела в одном устройстве;

·

· создания электронных приборов, работающих в диапазоне миллиметровых и субмиллиметровых волн, для широкополосных (более эффективных) систем передачи информации, а также приборов для линий оптической связи;

· разработки мощных, с высоким к.п.д., приборов СВЧ и лазеров для энергетического воздействия на вещество и направленной передачи энергии (например, из космоса).

Одна из тенденций развития электроники – проникновение ее методов и средств в биологию (для изучения клеток и структуры живого организма и воздействия на него) и медицину (для диагностики, терапии, хирургии).

Дата добавления: 2015-05-26