БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ. устройства бытового назначения, в к-рых осн. функцион. узлы выполнены на электронных приборах (электровакуумных н газоразрядных лампах, электронно-лучевых, полупроводниковых приборах, интегральных схемах, микросборках и т. д.). Б. э. п. можно условно подразделить на радиоприёмные (вещат. радиоприёмники и телевизоры); устр-ва записи н воспроизведения звука (магнитофоны, электрофоны, диктофоны); устр-ва записи и воспроизведения изображения (видеомагнитофоны, видеокамеры, видеопроигрыватели); приборы времени (электронные часы, таймеры); микрокалькуляторы; медицинские приборы индивидуального пользования (слуховые аппараты, измерители артериального давления); электромузыкальные инструменты; электронные игры (телевиэ. игровые приставки, электронный тир); пр. устр-ва раэл. назначения (микроволновая печь, электронная зажигалка для газа, электронный сторож, кварцевый облучатель, ионатор, электронный импульсный осветитель, цветомузыкальная установка, электронные весы н др.).
Б. э. п. выполняются в виде автономных устр-в, часто с встроенными источниками питания (напр., аккумулятоами), а также в виде узлов (блоков) в составе оборудования (аппаратов) бытового назначения (напр, микропроцессоры в автоматич. стиральных машинах, таймеры в электроплитах, бактерицидные лампы в надплитных воэдухоочнстнтелях, устр-ва воспроизведения звука в кино-проекц. аппаратах). Осн. характеристики, определяющие качество Б. э. п надёжность, эстетичность, удобство и безопасность эксплуатации. Развитие полупроводниковой электроники и микроэлектроники позволило значительно повысить надёжность Б э. п. и уменьшить их массу и габаритные размеры.
БРИЛЛЮЭНА ПОТОК [по имени франц. физика Л. Бриллюэна (L. Brillouin)], интенсивный электронный поток неизменного радиуса в однородном магн. поле (направление оси Б. п. совпадавт с направлением магн. поля). Характеризуется однородной плотностью пространств, заряда и пост, продольными составляющими скорости эл-нов и плотности тока. Формируется при помощи электронной пушки, способной создать в нек-ром сечении электронный пучок с заданным радиусом н нулевыми радиальными составляющими скорости. Обяэат. условием формирования Б. п. является полная экранировка катода пушки от магн. поля. В переходной области магн. поля электронно-оптической системы (области неоднородного магн. поля), где на эл-ны действует азимутальная составляющая силы Лоренца (рис.), эл-ны приобретают вращат. движение. При вращении эл-нов вокруг осн силы кулоновско-го расталкивания пространств, заряда компенсируются радиальной составляющей силы Лоренца. В однородном магн. поле Б. п. лишь сохраняет вращат. импульс, поворачиваясь вокруг своей оси как единое целое. Поскольку для фокусировки Б. п. требуется наименьшее магн. поле (по сравнению с потоками др. типов), а продольные составляющие скорости эл-нов Б. п. одинаковы, то такой электронный поток является идеальным для ряда ЭВП СВЧ О-типа. Экспериментально получены электронные потоки, близкие по св-вам к Б. п., однако имеющие небольшие пульсации и размытость границы. См. также Электронный пучок.
БОРИДЛАНТАНОВЫЙ КАТОД термоэлектронный катод, выполненный на основе гексаборида лантана (LaBr,)- Для изготовления Б. к. используются таблетки или штабики, полученные из порошка LaBt холодным или горячим прессованием, либо стержни из поликрист. LaBt,, полученные плавлением прессованных стержней с помощью электронного луча.
В зависимости от конструкции Б. к. бывают как с электронным разогревом, так н прямонакальные. Рабочая темп-pa Б. к. 1500—1600°С, работа выхода зл-нов -~2,7 эВ, плотность тока эмиссии до 50 А/см'. Б. к. отличается высокой устойчивостью к ионной бомбардировке и отравлению; его можно многократно использовать в вакуумной системе после её разгерметизации.
Б. к. применяются, напр., в электронных коммутаторах, ускорителях заряженных ч-ц (циклотронах, бетатронах), в электронных пушках установок сварки электронным лучом электроно литографии. Однако иэ-эа высоких рабочих темп-р, хрупкости и высокой хим. активности LaB*. Б. к. не получили широкого распространения.
БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР (англ. blocking, букв. — задерживание), релаксационный генератор с сильной трансформаторной обратной связью, создающий электрич. импульсы малой длительности (мкс), периодически повторяющиеся через сравнительно большие промежутки времени. Выполняется на электронной лампе (триоде) или транзисторе (рис. ). Сильная положит, обратная связь вызывает при формировании переднего фронта и спада импульса лавинообразное нарастание и уменьшение силы тока в триоде (транзисторе). Длительность генерируемого имлульса определяется временем заряда конденсатора током, протекающим в цепи управляющей сетки пампы (или базы транзистора) во время формирования вершины импульса, и параметрами трансформатора, а длительность промежутков мвжду импульсами (в автоколебат. режиме) — временем разряда конденсатора через резистор. Различают режимы работы Б.-г. автоколебательный (самовозбуждение колебаний) и ждущий (заторможённый), когда генерирование импульса вызывается каждый раз внешним (запускающим) импульсом.
Осн. достоинства: простота схемы, лёгкая синхронизация и стабилизация частоты колебаний, возможность получения большой мощности в импульсе при малой ср. мощности. Применяется в импульсной технике, в генераторах развертки телевнэ. и раднолокац. устр-в, в делителях частоты и др. радиоэлектронных устр-вах.
БИПОЛЯРНЫЙ ТРАНЗИСТОР, транзистор с трем я чередующимися полупроводниковыми областями электронного (п) или дырочного (р) типов проводимости, в к-ром протвквние рабочего тока обусловлено носителями заряда обоих знаков (электронами и дырками). Различают Б. т. р—л—р-типа н п—р—n-типв. Принцип действия Б. т. основан на управлении потоком неосновных носителей
заряда, протекающим через ср. область, к-рая наэ. базой транзистора. Электронно-дырочный переход, обычно смещённый в прямом направлвнии и обеспечивающий инжек-цию неосновных носителей заряда в базу, нвэ. эмиттер-н ы м, а ПП область, отделяемая этим переходом от базы,— эмиттером транзистора. Переход, смещённый в обратном направлении и обеспечивающий собирание неосновных носителей заряда, инжектированных эмиттером, нвз, коллекторным, а ПП область, отделяемая этим переходом от базы,— коллектором транзистора. В Б. т. змиттерныи и коллекторный переходы расположены лараллвльно; базовая область имеет толщину (от долей мкм до неск. десятков мкм), во много раз меньшую, чем её размеры в направлении, параллельном границам переходов. ПП области Б. т. имеют невыпрямляющие контакты, к-рые соединяются с выводами эмиттера, базы и коллектора.
В качестве осн. исходного материала для изготовление Б. т. используются Ge н Si. Однако уже в кон. 80-х гг. Б. т. практически первстали разрабатывать и их доля в ежегодном выпуске транзисторов непрерывно сокращаете в. Это связано, во-пврвых, с ограниченностью природных ресурсов Ge, а во-вторых, с тем, что по всем параметрам совр. кремниевые Б. т. превосходят германиевые.
Кремниевые Б. т. изготовляют в основном методами планарно-эпитаксиальной технологии (исключение составляют мощные высоковольтные Б. т., изготовляемые на основе меза-технологии). Характерные размеры областей базы и эмиттвра Б. т. в направлении, перпендикулярном поверхности ПП кристалла, от 0,1 мкм до десятков мкм, а в направлении, параллельном этой поверхности,— от 0,8—1 мкм до неск. мм.
Осн. области применения Б, т., как дискретных, так и в составе ИС,— генерирован не, усиление или преобразование злектрич. сигналов. К осн. параметрам Б. т. относят козф. передачи по току (от иеск. единиц до неск. сотен), граничную частоту (от сотен кГц до 8—10 ГГц), отдаваемую мощность (от мВт до сотен Вт), коэф. шума ( малошумящик Б. т. 1,5—2,0 дБ), время переключения (от сотен пс для транзисторов-элементов СБИС до десятков мкс), а также предельные параметры эксплуатации: максимально допустимые значения напряжений коллектор — база (коллектор — эмиттер) и эмиттер — база, тока коллектора, допустимой мощности рассеяния. Максимально допустимые значения токов в Б. т. лежат в пределах от десятков мкА (для Б. т.— элементов ИС) до сотен А, напряжений коллектора — от неск. В (в ИС) до неск. кВ, допустимая мощность рассеяния — от единиц мкВт (в составе ИС) до 1 кВт и более.
В Б. т. режим работы определяется полярностью напряжений, прикладываемых к эмиттерному и коллекторному переходам (рис. 2). Если к выводам коллектора и базы или коллектора н эмиттера прикладывают напряжение такой полярности, что коллекторный переход смещается в обратном направлении, то при прямом смещении на эмиттерном переходе Б. т. находится в активном режиме, или режиме усиления (открытое состояние Б. т.), а при обратном смещении — в режиме отсечкн (закрытое состояние Б. т.). При прямом смещении на обоих переходах Б. т. находится в режиме насыщения. В активном режима из эмиттерной области Б. т. в базовую область инжектируются неосновные носители заряда, к-рые, частично рекомбинируя, переносятся к коллекторному переходу н через коллекторную область попадают в коллекторный вывод, образуя ток коллектора (к. Базовый ток fb во много раз меньше эмиттерного (э н коллекторного (н токов и равен их разности (1Б = 1Э—'к)- Напряжением, прикладываемым к эмиттерному переходу, регулируют кол-во неосновных носителей заряда, инжектируемых в базовую область, т. е. протекающий через Б. т. ток. При прямом смещении эмиттерного перехода токи через Б. т. также могут сохранять малые значения, пока приложенное напряжение не превышает порогового значения (для кремниевых Б. т. ок. 0,6 В; для германиевых — ок. 0,3 В). Величина прямого порогового смещения определяет границу между активным режимом работы Б. т. и режимом отсечки. В режиме насыщения из-за инжекции неосновных носителей заряда коллекторным переходом возрастает их кол-во в активной части базы, а также происходит накопление неравновесных носителей заряда в пассивной части базы. Переключение Б. т. из режима насыщения в активный режим происходит не мгновенно, а в течение нек-рого промежутка времени (необходимого для полной рекомбинации неосновных носителей заряда у коллекторного перехода), к-рый наэ. временем рассасывания.
Вследствие симметричной структуры Б. т. может использоваться такжв в инверсном режиме (полярность смещений на эмиттерном и коллекторном переходах меняется на противоположную по сравнению с обычным — неинверсным режимом). Однако из-за того, что площадь коллекторного перехода у Б. т. значительно больше площади эмиттерного перехода, ббльшая часть неосновных носителей заряда, инжектированных коллектором, не достигает эмиттерного перехода. Выделяют также режим малого сигнала, к-рый соответствует работе Б. т. в активном режиме, когда при малой величине входного сигнала параметры транзистора считают пост. величинами,- режим большого сигнала, к-рый характеризуется перемещением рабочей точки транзистора в пределах значит, участков его выходной характеристики. Е. 3. Махал».
Схемы включения Б. т. определяются по электроду, общему для входной и выходной цепей Б. т. Различают схемы включения: с общей базой (рис. 3,а), общим эмиттером (рис. 3,6) и общим коллектором (рнс. 3,в). Для схем включения с общим эмиттером н общим коллектором управляющим является базовый ток 1Б, а для схемы включения с общей базой — эмнттериый ток (э. Б. т., включенный по схеме с общей базой, характеризуется высоким значением напряжения пробоя (равно напряжению
42
пробоя коллекторного перехода), лучшими частотными св-вами (по сравнению с др. схемами включения). Статич. коэф. передачи по току равен отношению тока коллектора к току эмиттера (^б—'к/'э) и близок к единице, а усиление по мощности определяется только усилением по напряжению. Недостатком этой схемы включения является необходимость использовать два раэнополярных источника питания. У Б. т., включённого по схеме с общим эмиттером, статич. коэф. передачи по току равен отношению тока коллектора к току базы [г»21э~'к/'б=п21б/ (1—hpi б)] и Им**т значение от неск. единиц до неск. сотен, а коэф. усиления по напряжению пропорционален сопротивлению нагрузки в коллекторной цепи и достигает неск. сотен. В усилителе на Б. т., включённом по схеме с общей базой или общим эмиттером, сдвиг фазы на низкой частоте между входным и выходным сигналами составляет 180°, а в усилителе на Б. т., включенном по схеме с общим коллектором, сдвиг фазы равен нулю. При включении Б. т. по схеме с общим коллектором (эмиттерный повторитель) его статич. коэф. усиления по напряжвнию близок к единице, а усиление по мощности определяется коэф. передачи тока от базы к эмиттеру, к-рый равен hj13+1. Б. т., включённый по схеме с общим эмиттером, используют в качестве усилителя тока, напряжения или мощности; применяют во всех частотных диапазонах. Б. т., включённый по схеме с общей базой,— в качестве усилителя напряжения нлн мощности с малым входным сопротивлением; применяют в осн. диапазоне СВЧ. Б. т., включённый по схеме с общим коллектором,— в качестве усилителя тока или мощности с большим входным сопротивлением; практически не применяют в диапазоне СВЧ.
БИПОЛЯРНАЯ СТРУКТУРА , упорядоченная совокупность областей с электронной и дырочной проводимостью, сформированных в кристалле полупроводника для создания на нх основе биполярных транзисторов, полевых транзисторов с управляющим переходом н др. полупроводниковых приборов (как дискретных, так и в составе интегральных схем). Б. с. формируют гл. обр. в кристаллах Si h Ge методами пленарной технологии. В созданных на основе Б. с. ИС активными элементами, как правило, служат биполярные и полевые транзисторы. Ф-ции пассивных элементов ИС выполняют компоненты биполярных транзисторов; в качестве диодов и конденсаторов используются р—n-переходы и переходы металл — полупроводник; резисторами служат базовые и коллекторные области.
На основе Б. с. можно реализовать достаточно большой набор ИС, различных по быстродействию, мощности рассеяния, помехоустойчивости и т. п. Наибольшим быстродействием среди ИС на кремниевой Б. с. обладают ИС эмиттерно-свяэвиной транзисторной логики; осн. фактором, ограничивающим быстродействие др. разновидностей ИС, напр. транзисторно-транзисторной логики (ЭСЛ), интегральной инжекционной логики (И Л), инжекцнонно-полевой логики (ИПЛ), является накопление неосновных носителей зарядов в рабочих областях Б. с. В этом заключается принципиальный недостаток Б. с. по сравнению с МДП-структурой. Чтобы уменьшить влияние фактора накопления неосновных носителей заряда на быстродействие биполярных транзисторов, используют ненасыщенный режим их работы или режим ограничения насыщения. Повыш. быстродействие биполярных транзисторов обеспечивается также нх способностью коммутировать большие (по сравнению с МДП-транзисторами) токи (до 10— А), необходимые для заряда паразитных ёмкостей ИС. Однако по плотности компоновки ИС на Б. с. уступают ИС на МДП-структурах из-за наличия элементов изоляции и областей, выполняющих ф-ции резисторов, занимающих значит, часть подложки (кристалла), большого числа контактов и сложности внутрисхемных металлиэир. соединений. Плотность компоновки можно увеличить, если совмещать неск. (два и более) элементов ИС (транзисторов, диодов, резисторов) своими рабочими областями, к-рые по условиям функционирования находятся под одним потенциалом; при этом один и тот же структурный компонент (р—п-переход или диффузионная область) выполняет одновременно неск ф-ций, что позволяет сократить число изолир. областей и упростить внутрисхемные соединения. Наиболее полно такое совмещение ф-ций достигается в ИС И'Л и ИПЛ, в к-рых плотность компоновки достигает неск. тыс. элементов на 1 мм .
БИОУПРАВЛЕНИЕ, способ управления механизмами, приборами и устройствами,
при к-ром в качестве управляющих сигналов используются различные
проявления жизнедеятельности организма человека. Для Б. могут быть
использованы биопотенциалы, звуки, сопровождающие процесс дыхания и
работу сердца, колебания темп-ры тела и т. д. Наибольшее
распространение получили системы с биоэлектрич. управлением, в к-рых
биопотенциалы, гвнерирувмые головным мозгом, сердечной мышцей, нервами,
скелетными мышцами, подвергаются усилению и преобразованию в к.-л. др.
сигналы (напр., механич. перемещение) для воздействия на управляемый
объект. Такие системы применяются в техника (напр., для управления
манипулятором, лвтвт. аппаратом, когда на пилота действуют сильные
перегрузки и движения его затруднены), но особенно широко в медицине-
Напр., биопотенциалы головного мозга служат для контроля глубины
наркоза во время хирургич. операций. Б. с использованием биопотенциалов
сердца применяется в диагностнч. приборах, обеспечивающих включение
сигнализации и регистрирующей аппаратуры (напр., при нарушениях
сердечного ритма, кислородном голодании сердвчной мышцы и др.), и в
медицинских приборах, служащих для ввтоматич. поддержания ф-ций
организма (напр., в водителях сердечного ритм в, на к-рые
управляющие сигналы подаются при нарушении естеств. ритма работы сердца или его остановке, в аппаратах для искусств, кровообращения — устр-ввх для временной разгрузки больного сердца и выполнения его ф-ций). Значит, группу устр-в с биоэлектрич. управлением составляют активные протезы, для управления к-рымн используются биопотенциалы, возникающие в нервно-мышечных тканях здоровых, частично ампутированных или парализованных конечностей.
БИОРАДИОТЕЛЕМЕТРИЯ, измерение на расстоянии показателей, характеризующих состояние биол. объекта (человека, животного) либо протекающие в нём биол. или фиэиол. процессы с последующей передачей результатов измерений по каналам радиосвязи. Для получения нужной биол. информации на исследуемом объекте укрепляют соответствующие датчики, преобразующие измеряемые величины в электрнч. сигналы, к-рыв посредством радиопередатчика в зашифрованном виде передаются на пункт наблюдения. Принятые с помощью радиоприёмника сигналы усиливаются, дешифруются и преобразуются (при необходимости) в сигналы др. вида, удобные для регистрации и (или) обработки (напр., на ЭВМ). Б. позволяет проводить биол. и медицинские исследования на очень больших расстояниях (напр., при наблюдении за состоянием здоровья космонавтов); измерять биол. показатели движущихся объектов, в т. ч. реакции животных в обычной для них среде обитания и таких условиях, при к-рых др. методы исследования невозможны (напр., при полёте птиц); изучать процессы, протекающие во внутр. органах человека, для чего используются сверхминиатюрные радиопередатчики (радиокапсулы, вводимые,Напр., В ЖВЛуДОК ИЛИ КИШеЧНИк).
БИАКС (от лат. bis — дважды и axis — ось), ферритовый сердечник из магнитно-мягкого материала (обычно с прямоугольной петлей гистерезиса) с двумя взаимно перпендикулярными отверстиями, перемычка между к-рыми является общим участком магнитопроводов, охватывающих каждое из отверстий. Предназначены для применения в качестве ячеек памяти, способных хранить информацию в двоичном коде со считыванием Без её разрушения. Запись н считывание информации осуществляются пвре-магничиванием магнитопроводов под влиянием импульсов тока, пропускаемых по проводникам червэ отверстия Б.
БЕСКОРПУСНОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРИ-БОР, полупроводниковый прибор (или совокупность однотипных полупроводниковых приборов, выполненных на основе одного кристалла или на общей подложке), не имеющий герметичного корпуса. Б. п. п. предназначены для работы е гибридных интегральных схемах и микросборках, причём герметизация прибора обеспечивается конструкцией электронного устр-ва, е к-рое они вмонтированы. Б. п. п. разработаны в нач. 70-х гг. 20 в.
Б. п. п. наряду с нек-рыми пассивными элементами (напр., катушками индуктивности) монтируют в микросхему на т. н. контактные площадки пайкой или сваркой, в то время как контактные площадки и остальные пассивные элементы (резисторы, конденсаторы и др.) наносятся на Б. п. п. выпускаются с гибкими или жёсткими выводами (рис.) либо без выводов (в последнем случае металлиэир. поверхности Б. п. л. непосредственно соприкасаются с контактными площадками). Б. л. п. могут устанавливаться на крист алло держателе (подложке) либо использоваться без него (т. н. навесные Б. п. п.). Кристаллодержатель для Б. п. л. выполняют из керамики, ситаллов и фотоситвллов, сапфира, кремния, металлов и т. д. Конструкция Б. п. п. с гибкими выводами проста для проведения испытаний и измерений параметров прибора до его монтажа. Недостатком таких Б. п. л. является более низкая механич. прочность и надёжность соединений, чем у Б. п. п. с жёсткими выводами, и, кроме того, наличие гибких выводов затрудняет механизацию и автоматизацию сборочных операций. Использование в Б. п. п. жёстких выводов, обычно выполненных в виде выступов раэл. формы (сфернч., конич., цилиндрич. и т. п.), позволяет осуществлять их присоединение единовременно (за одну операцию), а также увеличить плотность элементов в составе микросхемы. Конструкция Б. п. п. без выводов наиболее проста в изготовлении, однако затрудняет контроль его злектрич. параметров. Наличие кристаллодержателеи даёт возможность реализовать преимущества Б. п. п. с жёсткими выводами при автоматизации сборочных операций и значительно облегчает отвод тепла от кристалла, что весьма существенно для мощных ПП приборов.
Б. п. п., в отличие от своего корпусного аналога, имеет меньшие (в 10—100 раз) габаритные размеры и массу, уменьшенные индуктивности выводов. Конструкция Б. п. п. позволяет улучшить условия согласования активной и пассивной частей микросхемы, что особенно важно в СВЧ диапазоне.