Н. Э. Баумана Москва | 2007 Производственные наукоемкие технологии Ответы на экзаменационные билеты

Вид материала

Экзаменационные билеты

Содержание Пьезоэлектрические приводы Преобразователи (датчики) излучений

Подобный материал:

• Ответы на экзаменационные билеты по истории России (9 класс), 1163.56kb.
• Н. Г. Сычев Производственные технологии Ответы на экзаменационные вопросы, 2529.05kb.
• Ответы на экзаменационные вопросы по истории России 11 класс, 4049.18kb.
• Экзаменационные билеты по электробезопасности ОАО «xxx», 729.81kb.
• Экзаменационные билеты и ответы по черчению 9 класс Билет, 428.54kb.
• Шпаргалки к билетам, 1203.69kb.
• Н. Э. Баумана (мгту им. Н. Э. Баумана) Военное обучение в мгту им. Н. Э. Баумана, 3073.69kb.
• Москва, 9-11 сентября 2009 г. Московский государственный технический университет им., 94.15kb.
• Экзаменационные билеты по курсу дифференциальных уравнений фхф мгу им. М. В. Ломоносова, 29.28kb.
• Учебник, модели, On-line тесты, учителю, 138.95kb.

Вопрос 1

Механические приводы

1. Электростатические приводы
   

Принцип работы: взаимное притяжение двух противоположно заряженных пластин (или встречно штыревых пальцев). Широко используется в МЭМС датчиках, т.к. технологически просты в изготовлении. Откуда берется энергия для совершения работы?



В гребенчатых приводах используют большое количество тонких штыревых пальцев, которые приходят в движение при прикладывании к ним напряжения (70-100В), т.к. емкость зависит от площади, то, чем больше пальцев, тем больше сила.

1. Ротор
   
2. Статер
   
3. Электроды
   

Еще одним успешным применением МЭМС-технологии являются электростатические поворотные моторы, изготовленные по методу поверхностной микрообработки с использованием защитного слоя из SiO_2.

2. ^ Пьезоэлектрические приводы
   

Используется пьезоэлектрический эффект. Можно создавать достаточно большие давления - десятки МПа. Причем, напряжения требуются более низкие, чем при использовании емкостных приводов.

Недостатком является сложность изготовления и небольшие расстояния перемещения. Для увеличения перемещений наносят несколько пьезоэлектрических слоев, такой метод называют биморфным.

Вопрос 2

Полупроводники в технологии МСТ

В МСТ применяются различные полупроводники – кремний (например, подложки), германий, арсенит галлия (например, сверхскоростные схемы), углерод и т.д.

Кремний – главный среди этих материалов, т.к. он, при определенных условиях, может менять свои электромеханические оптические свойства, а так же является распространенным материалов и достаточно недорогим. Для электрических приложений кремний легируют элементами 3ей и 5ой группы. Для создания полупроводника p-типа (дырочная проводимость) используют бор (3 группа), n-типа (электронная проводимость) – фосфор (5 группа).

Билет 13

1. Преобразователи (датчики) излучений (от фотодиодов до пирометров)
   
2. Методы осаждения тонких пленок из SiO₂ (нужно показать, что существует два метода: термоокисления и хим. осаждения. Изложить преимущества и недостатки каждого, возможности комбинирования)
   

Вопрос 1

^ Преобразователи (датчики) излучений

Датчики излучений обычно предназначены для детектирования ионизирующих излучений, а также видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучений, рентгеновских излучений и высокоэнергетических частиц. Датчики подразделяются на датчики прямого (детектируют фотоны) и косвенного (преобразуют энергию излучения) действия.

1. Фотодиоды – датчики прямого действия, они детектируют фотоны и выдают электрический сигнал. Это полупроводниковые устройства для измерения интенсивности света, основанные на внутреннем фотоэффекте. Представляют собой фотоэлектроды с p-n переходом, в которых под действием света возникают дополнительные заряды и усиливается ток.

2. ПЗС (приборы зарядовой связи) – обычно изготавливаются в виде линейки/матрицы фотодиодов. Они состоят из металлического электрода (клапана), размещенного над диэлектриком и полупроводниковой подложкой. По сути это – конденсатор, заряд в котором создается в результате фотогенерации носителей заряда. Заряд может накапливаться и передаваться из ячейки в ячейку благодаря управляющим схемам и токопроводящим дорожкам.

3. Пироэлектрические оптические датчики косвенного действия. Их сущность – конденсаторы с изменяющимся зарядом под воздействием света или температуры.
Датчики излучений широко используются во многих областях: в металлургии, в системах наблюдения, в военно-промышленном комплексе и тд.

Вопрос 2

Методы осаждения тонких пленок из SiO₂

Для образования тонких пленок используют два метода:

1. Термоокисление
   
2. Химическое осаждение
   

1. Камера реактора
   
2. Держатель подложек
   
3. Подложки
   
4. Устройство нагрева
   
5. Устройство контроля расхода газа
   

Т ермоокисление проводится в камере реактора в атмосфере кислорода при температуре 900-1100 °С или чистых паров воды. В процессе термоокисления оксидная пленка растет медленно из-за того, что затрудняется диффузия атомов кислорода, необходимых для окисления. Полученные пленки из SiO₂ имеют очень высокую механическую и электрическую прочность, т.к. они очень плотные и беспористые.




Метод химического осаждения из газовой фазы при низком или атмосферном давлении имеет высокую производительность, но пленки получаются хуже. Поэтому при высоких требованиях применяют комбинированный метод: сначала термоокисление, потом осаждение.

Наиболее распространен метод, основанный на реакции между силаном (SiН₄) и кислородом

1. Камера реактора
   
2. Держатель подложек
   
3. Трехзонная печь
   
4. Подложки
   

Билет 12

1. Технология защитного слоя (поверхностная микрообработка)
   
2. Метод трафаретной печати