Часть полного текста документа:Введение Устройства функциональной электроники - это устройства, которые работают на различных физических явлениях, работа связана с использованием динамических неоднородностей ( временные дефекты в однородном твердом теле ). Их функционирование описывается уравнениями математической физики. Любая ЭВС состоит из элементной базы: ИС, устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы. Электрорадиоэлементы используются давно и подразделяются на: * активные ( п/п приборы и электровакуумные ); * пассивные: * общего применения ( резисторы, конденсаторы и пр.) * СВЧ устройства ( элементы, размеры которых соизмеримы с длинной волны обрабатываемого сигнала). Соединители и коммутационные устройства Соединители - это устройства, предназначенные для механического соединения /разъединения электрических цепей в обесточенном состоянии. Коммутационные устройства - это устройства, предназначенные для периодического замыкания/размыкания цепей под током. Соединитель образует разъемное, контактное соединение. Существуют неразъемные соединения - паяные, сварные и пр. Коммутационные устройства могут быть с ручным или электрическим управлением. Коммутационные устройства делятся на: * контактные - используют механическое соприкосновение двух контактных деталей; * бесконтактные - осуществляют коммутацию без механического соединения/разъединения. Теория электрического контакта В контактном устройстве протекает ряд сопутствующих явлений, кроме электрической проводимости. После разреза сопротивление проводника увеличивается на некоторое переходное сопротивление (Rпер ) - одна из основных характеристик контакта ( чем меньше, тем лучше ). Появление переходного сопротивления объясняется ( Rпер ): 1. Как бы чисто мы не обрабатывали разрез, на нем всегда существуют микро шероховатость, из-за этого проводник соединяется не по всей поверхности поперечного сечения: Sреал.>Sперв. Площадь контакта меньше реальной площади поперечного сечения. 2. На поверхностях контактирующих деталей появляются пленки. Причины их возникновения: * атомарный кислород оседает, образуя пленку; * за счет соединения O2 и металла - окисные пленки; Существуют пассивирующие и рыхлые пленки. Рыхлые пленки могут существенно влиять на Rпер.. Чем больше температура, тем больше скорость роста пленки, но при достижении некоторой температуры пленка разрушается. серебро ............... t пл.=150 ?C алюминий............tпл.=3000 ?С * осаждение пленки воды - оказывает малое влияние на Rпер., но при замерзании воды могут возникнуть пленки льда, а это уже диэлектрик. * сульфидные пленки - у них большая толщина и плотность. Наличие пленок затрудняет прохождение электрического тока. В зоне контакта ток протекает благодаря эклектической проводимости металлов и ещё благодаря фрикинг-эффекту. Фрикинг-эффект Между несоприкасающимися пленками возникает большая напряженность электрического поля, из-за такой электрической напряженности возникает пробой, металл расплавляется и возникает электрический контакт. Ток может протекать через пленку и благодаря туннельному эффекту. 3. Эффект стягивания Удлиняется путь электронов из-за изменения траектории движения, вызванного разрезом проводника. Эквивалентная схема контактного устройства N - количество шероховатостей ( величина случайная, при каждом соприкосновении N изменяется ). RV1 - сопротивление шероховатостей; Rст1 - сопротивление стягивания; Rпл1 - сопротивление пленки. В среднем можно считать переходное сопротивление по упрошенной формуле: , где ? - удельное сопротивление материала контакта; * - коэффициент Пуассона ( механическая характеристика ); E - модуль упругости материала; Q - усилие контактного нажатия; hв - средняя высота выступа. Статическая нестабильность переходного сопротивления - среднеквадратическое отклонение. ............ |