Фізичні основи побудови швидкодіючих інформаційно-керуючих систем на базі електрично активних напівпровідників - Автореферат

Харківський національний університет імені В. Н. ФІЗИЧНІ ОСНОВИ ПОБУДОВИ ШВИДКОДІЮЧИХ ІНФОРМАЦІЙНО-КЕРУЮЧИХ СИСТЕМ НА БАЗІ ЕЛЕКТРИЧНО АКТИВНИХ НАПІВПРОВІДНИКІВРобота виконана в Інституті транспортних систем і технологій НАН України “Трансмаг”. Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України доктор фізико-математичних наук, професорПобудова такої системи керування на базі добре відпрацьованих датчиків і звязуючих ланок, але виконаних на різнорідній елементній базі і в основу роботи яких встановлені різні фізичні явища, як правило, приводить до невиправданої громіздкості і до зниження надійності системи в цілому. Високі вимоги до оперативності й ефективності керування швидкісними обєктами (швидкопротікаючими процесами), рознесеність засобів керування, специфіка розвязуваних завдань і багатоплановість кінцевих цілей у різних технічних застосуваннях визначили, по суті справи, виділення проблеми створення надійних швидкодіючих розподілених ІКС в окремий напрямок розвитку систем керування. Виходячи з вимог практики і з урахуванням існуючих передумов, безсумнівно, актуальним представляється рішення з єдиних позицій назрілої науково-технічної проблеми: розробка методології забезпечення надійності і конфліктостійкості процесів керування шляхом побудови багатофункційних, здатних до реконфігурації інформаційно-керуючих систем, які б враховували специфіку великих високошвидкісних систем, були побудовані на однорідній елементній базі і були б перейняті внутрішньо несуперечливою логікою покладених у їх основу фізичних принципів. 7 - “Перспективні інформаційні технології, прилади комплексної автоматизації, системи звязку”) і до Постанови Президії НАН України від 24.12.03 № 308, передбачаючої розробку програми “Створення ефективних інтелектуальних інформаційних технологій, високопродуктивних ЕОМ і засобів захисту інформації (“Інтелект”)”, а також відповідно до планів держбюджетних НДР Інституту технічної механіки НАН України і Інституту транспортних систем і технологій Національної академії наук України “Трансмаг”, де виконувалися дисертаційні дослідження, у тому числі: - НДР “Дослідження динаміки процесів в електрично неврівноважених середовищах для розробки багатофункціональних елементів систем керування і звязку”, 1985 (номер держреєстрації 80065056). НДР “Дослідження і розробки в області створення магнітолевітуючих транспортних систем і модулів бортового енергозабезпечення”, 2005 р., в якій автор був керівником напрямку НДР - “Дослідження і розробка компонентів інформаційно-керуючої системи магнітолевітуючих транспортних засобів, включаючи джерела енергозабезпечення” (номер держреєстрації 0101U004480).Показано, що одним з перспективних напрямків розвязку проблеми синтезу методології побудови високопродуктивних ІКС є використання ефектів зміни кінетики електронних процесів в чутливих напівпровідникових елементах під впливом зовнішніх чинників, які призводять до зміни реактивних властивостей і величини негативного диференціального опору цих елементів. В другому розділі „Теоретичне дослідження розвитку електричної нестійкості в напівпровідниковій плазмі гарячих електронів в однорідних (без р-п переходів) структурах при керуючих впливах НВЧ полів” показано, що подальший розвиток чи якісний стрибок у теорії синтезу конфліктостійких здатних до реконфігурації ІКС має ґрунтуватися на поглибленому розумінні сутності електронних процесів у швидкодіючих напівпровідникових пристроях, чия багатофункціональність зумовлена формуванням НВЧ-струмових нестійкостей в умовах розігріву носіїв заряду. Для визначення характеру нестійкості в середовищі з НДП використано дисперсійне рівняння: , яке повязує частоту з хвильовим вектором (тут - електричний заряд електрона, - концентрація електронів, - коефіцієнт дифузії електронів, - діелектрична проникність матеріалу, - електрична стала). Визначено умови, за яких цілеспрямований вплив НВЧ-полями на напівпровідникові структури, розміщені в спеціальних електродинамічних системах, дозволяє здійснити встановлення конвективної нестійкості у напівпровідниках з гарячими електронами. Для початкової фази зростання обємного заряду, коли , напруга на діоді (тут L - довжина діода, - відстань від катода, де знаходиться шар накопичення, - поле між катодом і шаром накопичення (однорідне); - поле між шаром накопичення і анодом).Вихідний сигнал підсилювача перевищує вхідний на 40-50 ДБ, при цьому відмінність по частоті не перевищувала частки відсотка. 15), вписується в модель про відмінність механізмів формування і динаміки доменів сильного електричного поля в режимі затримки і в режимі пригнічення доменів. Окрім вказаної галузі використання розглянутий пристрій може бути використаний як конвертор частоти в ретрансляційних лініях, де щоб уникнути збудження ретранслятора потрібно змінити частоту вхідного сигналу.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ