книги / Схемотехника
..pdf
Михаил Александрович Бонч-Бруевич
(1888–1940)
АльбертЭйнштейн |
ВальтерГерманШоттки |
(1879–1955) |
(1886–1976) |
Вальтер Герман Шоттки, (Walter Hermann Schottky) –
немецкий физик.
В 1915 г. Шоттки изобрёл электронную лампу с экранирующей сеткой и в 1919 г. – тетрод, эти открытия он совершил, работая в исследовательской лаборатории Siemens & Halske. В 1938 г. Шоттки сформулировал теорию, предсказывающую эффект Шоттки, сейчас используемый в диодах Шоттки. Используется техноло- гияТТЛШ(транзисторно-транзисторнаялогика сдиодами Шоттки).
21
В XIX в. были изобретены телеграф, телефон, радио, но звук записывали механически сначала на валик, покрытый воском, потом на пластиковые диски-«пластинки». В 1928 г. в Германии была изобретена пластмассовая гибкая лента с нанесенным на нее магнитным порошком. Создан первый магнитофон (рис. В.2).
Рис. В.2. Магнитофон 20–30-х гг.
Мы не упомянули о телевидении! А оно было создано, кроме прочего, нашим соотечественником. Владимир Козьмич Зворыкин – русский инженер, один из изобретателей современного телевидения, работавший в США.
Владимир Козьмич Зворыкин |
АбрамФёдорович Иоффе |
(1888–1982) |
(1880–1960) |
22
Большой вклад в теорию внес Абрам Фёдорович Иоффе – российский и советский физик, обыкновенно именуемый «отцом советской физики».
Мы помним и блистательного Капицу Пётра Леонидовича – физика, академика (1939), члена Президиума АН СССР
(с 1957), дважды Героя Социалистического Труда (1945, 1974), одного из немногих наших лауреатов Нобелевской премии по физике (1978), дважды лауреата Сталинской премии (1941, 1943).
Пётр Леонидович Капица
(1894–1984)
Электричество дает возможность создания новых музыкальных инструментов-синтезаторов.
Лев Сергеевич Термен – изобретатель, создатель оригинального музыкального инструмента – терменвокса (1920).
Лев Сергеевич Термен – лауреат Сталинской премии I степени. Свой инструмент он показывал ещё Владимиру Ильичу Ленину в 20-е гг. Жизнь Термена так же, как и жизнь Теслы, окутана тайной. Есть информация, что он был разведчиком в США.
23
Лев Сергеевич Термен (1896–1993) и его терменвокс
Но где же женщины? Хеди Ламарр (англ. Hedy Lamarr, урожденная Хедвига Ева Мария Кислер (нем. Hedwig Eva Maria Kiesler) – популярная в 1930–1940-е годы австрийская, а затем американская, голливудскаяактриса кино(!), атакжеизобретатель.
Предложенная ею система управления торпедами (кстати, отвергнутая американским ВМФ из-за сложности) на основе «прыгающих» частот сейчас используется в мобильной связи. Этот факт и грамотное патентование помогли Хеди в конце XX в. получать приличные деньги, когда она уже не стала нужна Голливуду, но бурно начала развиваться сотовая связь.
В курсе дискретной математики много значения придаётся синтезу и анализу перключательных схем (автоматов). Это направление схемотехникиотносительно молодое.
Впервые на возможности использования математической логики при создании аппаратуры автоматических телефонных станций обратил внимание Пауль Эренфест, австрийсикй и нидерландский физик, работавший в Санкт-Петербурге в 1907–1912 гг.
24
Хеди Ламарр (1913–2000) и её патент
Пауль Эренфест (1880–1933)
25
В 1934–1940 гг. это направление развивал японский ученый Накашима, занимавшийся, кроме прочего, и электросвязью.
Акира Накашима (1908–1970)
Американский математик и инженер Клод Шеннон и русский ученый В.И. Шестаков в 1941 г. показали возможность аппарата математической логики для синтеза и анализа релейноконтактных переключательных систем.
КлодШеннон(1916–2001) |
В.И. Шестаков(1907–1987) |
26
Новый импульс схемотехника получила с изобретением в конце 40-х гг. транзистора – микроэлектронного переключателя
(рис. В.3).
Рис. В.3. Микроэлектронный переключатель
В 1956 г. за изобретение биполярного транзистора Уильям Шокли, Джон Бардин и Уолтер Браттейн получили Нобелевскую премию по физике.
На основе транзисторов в конце 50-х – начале 60-х гг. были построены интегральные микросхемы (ИМС).
27
Первый патент на ИМС получил Джек Сент-Клэр Килби (англ. Jack St. Clair Kilby) – американский учёный, лауреат Нобелевской премии по физике 2000 г. за изобретение интегральной схемы в 1958 г. в период работы в Texas Instruments (TI), изобретатель карманного калькулятора и термопринтера (1967).
Джек Сент-Клэр Килби (1923–2005)
Курт Леговец (англ. Kurt Lehovec) в начале 1959 г. изобрёл и запатентовал технологию изоляции полупроводниковых приборов p-n-переходом – одну из трёх фундаментальных технологий, сделавших возможным создание монолитных интегральных схем.
Курт Леговец – чешский, американский, физик и изобретатель, исследователь полупроводников (1918–2012)
28
Сначала были разработаны ИМС малой степени интеграции (МИС), затем средней (СИС) в 60-е гг. и большой интеграции
(БИС) в 70–80-е гг.
Роберт Нортон Нойс (англ. Robert Norton Noyce) – американский инженер, один из изобретателей интегральной схемы
(1959) и один из основателей Fairchild Semiconductor (1957),
а также основатель совместно с Гордоном Муром корпорации Intel (1968) изобрёл способ электрического соединения компонентов ИС (металлизацию алюминием) и предложил усовершенствованный вариант изоляции компонентов на базе новейшей планарной технологии Жана Эрни (англ. Jean Hoerni).
Роберт Нортон Нойс (1927–1990)
Согласно Закону Мура количество транзисторов в кристалле микропроцессора удваивается каждый год (1965 г.).
В 1975 г. он заявил об удвоении количества транзисторов каждые два года.
Схемы КМОП (комплементарная структура металл-оксид-
полупроводник; англ. CMOS, complementary metal-oxide-semicon- ductor) в 1963 г. изобрёл Фрэнк Вонлас (Frank Wanlass) из компа-
29
нии Fairchild Semiconductor, первые микросхемы по технологии КМОП были созданы в 1968 г.
ГордонМур(р. 1929 г.) |
Фрэнк Вонлас(Frank Wanlass), |
|
(1933–2010) |
Эта технология вначале рассматривалась как энергосберегающая, но медленная альтернатива ТТЛ (транзисторно-транзис- торной логике), но потом была востребована при резком повышении степени интеграции в связи с тем, что по плотности упаковки, быстродействию и рассеиванию энергии КПОП – технология значительно выигрывает у биполярной.
Правила топологического проектирования БИС (правила Мида – Конвей) сформулировали в 80-е гг. ХХ в. американские исследователи Карвер Мид и Линн Конвей.
В заключение исторического экскурса стоит упомянуть наших нобелевских лауреатов по физике (за создание лазеров) 1964 г. Александра Михайловича Прохорова и Николая Геннадиевича Басова.
Их разработки нашли применение не только для промышленного производства лазеров, но и для создания систем дальней космической радиосвязи, волоконно-оптических линий связи. Оба ученых – фронтовики, Прохоров вообще был в пехоте, в разведке.
30