Материаловедение (стр. 5 )

Термоэлектрические явления в твердых телах.

4.  Исследование переходных процессов в p-n-переходах.

Исследование явления пробоя в p-n-переходах. Физические основы работы биполярных транзисторов. . Физические основы работы полевых транзисторов.  Физические основы работы тиристоров.          Физические принципы работы полупроводниковых лазеров.                

ЛИТЕРАТУРА

Основная

, Физика полупроводниковых приборов. - М.: Радио и связь, 1990. изическая электроника и микроэлектроника. - М.: Высш. шк., 1991. , , Электронные приборы. - Мн.: Выш. шк., 1999. ,   Электроника. - М.: Высш. шк., 1991. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х кн. - М.: Мир, 1984. , Твердотельная электроника. - М.: Высш. шк., 1986. Бонч-, Физика полупроводников. - М.: Наука, 1990. , Полупроводниковые приборы. - М.: Высш. шк., 1987. ,  Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы. - М.: Радио и связь, 1989.

Дополнительная

изика твердого тела. В 2-х т.- М.: Мир, 1982. , , Основы лазерной техники. - Л: Машиностроение, 1990. , Физические основы твердотельной электроники. - М.: МГУ, 1986. Физические основы полупроводниковой электроники /Под ред. - ко.– Киев: Наукова думка, 1985. Ван Физические основы сверхпроводниковых устройств и цепей.- М.: Радио и связь, 1984. Введение в физику твердого тела. - М.: МГУ, 1984. Основы электроники. – Л.: Энергоатомиздат, 1989. , Физика твердого тела. - М.: Высш. шк., 1985. Электричество. - М.: Наука, 1985. Физика металлических пленок. - М.: Атомиздат, 1979.

Утверждена

Министерством образования

Республики Беларусь

« 24 » июня 2001 г.

Регистрационный  № ТД - 143 / тип

Вакуумная техника

Учебная программа для высших учебных заведений

по специальности 36 04 01 «Электронно-оптическое

аппаратостроение»

Составитель:

- доцент кафедры электронной техники и технологий Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники, кандидат технических наук.

Рецензенты:

Кафедра микроэлектроники Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники  (протокол № 15 от 01.01.01 г.);

- директор ГНП  «Оптическое станкостроение и вакуумная техника», кандидат технических наук.

Рекомендована к утверждению в качестве типовой:

Кафедрой электронной техники  и  технологий  Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 20 от 12 июня

2000 г.);

Советом Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники (протокол № 4 от 01.01.01 г.).

Согласована с:

Учебно-методическим объединением вузов Республики Беларусь по образованию в области электрорадиотехники и информатики;

Главным управлением высшего и среднего специального образования;

Центром методического обеспечения учебно-воспитательного процесса Республиканского института высшей школы БГУ.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Типовая программа «Вакуумная техника» разработана для специальности «Электронно-оптическое аппаратостроение». Целью изучения дисциплины является овладение научным подходом к разработке, проектированию и изготовлению вакуумного оборудования, выбору и использованию материалов при проектировании и изготовлении изделий вакуумной техники.

Задачи изучения дисциплины:

- овладеть физическими и физико-химическими основами кинетической теории газов;

- изучить существующие и перспективные средства откачки;

- изучить принципы построения вакуумных систем для получения низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума как технологической среды;

- изучить широкий спектр преобразователей и построения на их основе средств контроля вакуума;

- изучить методы анализа парциальных давлений разреженных техно-логических сред.

Успешное освоение учебного материала дисциплины может быть гарантировано знанием курсов физики (агрегатное состояние вещества, теории газовых состояний, взаимодействия заряженных частиц с электрическими и магнитными полями., высшей математики).

Рассматриваемая дисциплина является базовой для таких курсов учебного плана, как «Технология электронно-оптического аппаратостроения», «Технология изделий ЭОТ», «Конструирование и технология электронных систем», «Физические основы элионных технологий» и др.

Программа составлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта и рассчитана на объем 70 учебных часов. Примерное распределение учебных часов по видам занятий: лекций - 39 часов, лабораторных работ -  14 часов, практических занятий - 17 часов.

В результате освоения курса «Вакуумная техника» студент должен:

знать:

- современные принципы построения вакуумных систем для получения низкого, среднего, высокого и сверхвысокого вакуума как технологической среды;

- методы анализа парциальных давлений разреженных технологических сред;

- современное технологическое оборудование для вакуумных систем;

приобрести навыки:

- расчётов вакуумных систем и их элементов;

- исследования параметров вакуумных систем.

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Предмет и содержание дисциплины. Появление и развития вакуумной техники. Применение вакуума в науке и технике. Место вакуумной техники в создании и развитии электроники и микроэлектроники, элементной базы для вычислительной техники. Применение вакуума в новейшей технологии «чистых» производств.

Раздел 1. ФИЗИКА ВАКУУМА

Понятие о газе как материальной среде. Основные постулаты молекулярно-кинетической теории разреженных газов.

Понятие о давлении. Единицы давления. Расчет абсолютного давления газа. Общее давление смеси химически не взаимодействующих газов. Закон Дальтона. Законы идеальных газов.

Функции распределения молекул газа по скоростям и энергиям. Среднеарифметическая, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости.

Время адсорбции и время миграции молекул газа по поверхности твердого тела. Степень покрытия поверхности молекулами газа. Средняя длина свободного пути молекул газа. Зависимость средней длины свободного пути от температуры. Постоянная Сюзерленда.

Раздел 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГАЗОВ С ПОВЕРХНОСТЬЮ. СОРБЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Сорбционные силы и процессы. Физическая адсорбция и хемосорбция. Потенциальная энергия взаимодействия молекул газа с поверхностью твердого тела. Порядок протекания сорбционного процесса. Давление насыщенных паров.

Раздел 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССА ОТКАЧКИ

Вязкостные процессы в газах. Коэффициенты кинематической и динамической вязкости. Зависимость силы внутреннего трения от давления и температуры.

Течение газа. Уравнение стационарного газового потока. Инерционный, вязкостный и молекулярный режимы течения газа.

Диффузионные процессы в газах. Зависимость коэффициента диффузии от давления.

Перенос тепла в вакууме. Процессы конвекции, теплопроводности и излучения. Зависимость коэффициента теплопроводности от давления.

Электрические явления в вакууме. Ионизация молекул газа. Электропроводность газового промежутка.

Раздел 4. ТЕХНИКА ПОЛУЧЕНИЯ ВАКУУМА

Классификация вакуумных насосов. Рабочий диапазон действия насосов. Система основных параметров вакуумных насосов. Основное уравнение вакуумной техники. Механические вытеснительные насосы. Двухроторные насосы Рутса. Поршневые, жидкостно-кольцевые и ротационные насосы.

Молекулярная откачка. Использование канала с движущейся стенкой. Молекулярные насосы с круговыми канавками. Зависимость проводимости наклонного канала, двигающегося перпендикулярно газовому потоку от направления течения газа. Турбомолекулярные насосы.

Насосы поверхностного действия: цеолитовые, криогенные, криосорбционные. Магниторазрядные насосы. Комбинированные магниторазрядные насосы. Встроенные насосы на основе пористой танталовой пленки.

Монно-сорбционная  откачка.  Процессы  ионного  внедрения  и  хемосорбции. Конструктивные особенности ионно-сорбционных насосов.

Раздел 5. ИЗМЕРЕНИЕ ПОЛНЫХ ДАВЛЕНИЙ РАЗРЕЖЕННЫХ ГАЗОВ

Классификация методов и устройств для измерения полного давления остаточной газовой среды. Деформационные преобразователи. Трубка Бурдона. Мембранные преобразователи.

Гидростатические преобразователи. Жидкостные манометры с открытым и закрытым коленом.

Тепловые преобразователи. Уравнение теплового баланса, его составляющие. Термопарный преобразователь. Преобразователь сопротивления.

Электронные преобразователи. Схемы с внешним и внутренним коллектором. Фоновые токи в электронных преобразователях.

Магниторазрядные преобразователи. Принцип работы, устройство и достоинства. Чувствительность к различным газам.

Раздел 6. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРЦИАЛЬНЫХ ДАВЛЕНИЙ

Методы измерения парциальных давлений. Статические и динамические газоанализаторы. Основные параметры газоанализаторов.

Магнитные газоанализаторы. Принцип пространственного разделения пучка ионов в магнитном поле. Измерительное уравнение статического масс-спектрометра с магнитным отклонением.

Панорамные газоанализаторы. Колебания ионов в электростатическом поле с параболическим распределением потенциала. Структурная схема измерения парциальных давлений.

Циклотронные газоанализаторы. Движение ионизированных молекул газа во взаимо­перпендикулярных постоянном магнитном и высокочастотном полях. Резонансные ионы. Циклотронная частота. Разрешающая способность циклотронных газоанализаторов.

Времяпролетные газоанализаторы. Процесс разделения ионов на группы в соответствии с массовыми числами. Радиочастотные масс-спектрометры.

Десорбционная масс-спектрометрия. Принцип измерения парциальных давлений.

Раздел 7. ВАКУУМНЫЕ СИСТЕМЫ

Требования к вакуумным системам. Условные обозначения элементов вакуумных систем. Принципы построения вакуумных систем для получения низкого, среднего и высокого вакуума. Типовые вакуумные системы. Вакуумные агрегаты. Вакуумные системы на основе комбинированной откачки. Вакуумные системы для откачки агрессивных сред. Протяженные вакуумные системы. Вакуумные модули. Элементы вакуумных систем: ловушки, коммутационная аппаратура, разборные вакуумные соединения, электрические вводы, устройства для передачи движения в вакуум, шлюзовые устройства.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Анализ средней длины свободного пробега молекул газа при различных условиях. Степени вакуума. Расчет механических вытеснительных насосов. Расчет стационарного газового потока. Выбор откачных средств. Расчет времени откачки на заданные условия. Расчет вакуумной системы в стационарном режиме. Расчет вакуумопроводов.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.        Измерение давления в вакуумных системах.

2.        Откачные средства вакуумных систем.

3.        Алгоритм работы вакуумных систем.

4.        Централизованные системы откачки.

ПРИМЕРНЫЙ ПЕРЕЧЕНЬ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ

1.        Обучающая программа по алгоритму вакуумных систем.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

Вакуумная техника. - М.:Высш. шк., 1990. Вакуумная техника: Справочник /Под общей ред. ,  . - М.: Машиностроение, 1985. , , Вакуумметрическая аппаратура техники высокого вакуума и течеискания. - М.: Энергоиздат,1984. , , Конструирование и расчет вакуумных систем. - М.: Высш. шк., 1982.

Дополнительная

1.         Турбомолекулярные вакуум-насосы. - М.: Машиностроение, 1980.

2.         Новые конструкции высоковакуумных прямопролетных клапанов. - М.:Высш. шк., 1980.

3.         Современные сверхвысоковакуумные уплотнения. - М.:Высш. шк., 1984. 

СОДЕРЖАНИЕ

       Материаловедение………………………………………………….. 3

       Физические основы электронно-оптической техники……….….. 17

       Вакуумная техника………………………………………………… 29