Радио и телевидение?.. Это очень просто! - Айсберг Евгений Давыдович - Страница 50

Н. — А антенна должна соединяться с каждой из этих катушек?

Л. — Да, но в большинстве современных приемников традиционная антенна служит лишь для приема КВ. Средние и длинные волны принимают с помощью миниатюрных ферритовых антенн, состоящих из катушек, надетых на электромагнитные сердечники.

Я позволю себе напомнить, что сердечники представляют собой прекрасные проводники магнитных силовых линий и поэтому концентрируют в себе поля электромагнитных волн. Благодаря этому эти маленькие собиратели волн эквивалентны рамочным антеннам без сердечника значительно больших размеров.

Карманный приемник

Н. — Теперь-то я понимаю, как принимают передачи далеких радиостанций крохотным карманным радиоприемником. Однако какой должна быть схема, умещаемая в такой маленький объем?

Л. — Это вполне может быть супергетеродин, состоящий из преобразователя частоты, двух каскадов УПЧ, детектирующего диода и двух каскадов УНЧ, причем выходной каскад может быть собран по двухтактной схеме.

Н. — Ты просто смеешься надо мною, Любознайкин! Как можно в таком крохотном корпусе уместить полдюжины транзисторов, один или два диода, два конденсатора переменной емкости, множество катушек, конденсаторов и резисторов, не говоря уже о соединительных проводах и батареях питания…

Л. — Ну хорошо, я попрошу моего дядюшку объяснить тебе различные методы миниатюризации и микроминиатюризации. Они применяются повсеместно, за одним только исключением.

Н. — Каким?

Л. — Не удалось микроминиатюризовать человеческое существо. Вот почему конструкторы вынуждены не слишком уменьшать размеры органов управления, таких как вращающиеся ручки, кнопки и т. п.

Н. — На мой взгляд, это очень счастливое исключение.

Комментарий профессора Радиоля

ПЕЧАТНЫЕ И ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

В наши дни во всей выпускаемой серийно электронной аппаратуре используют печатные платы, что сокращает затраты труда и стоимость монтажа. Кроме того, все шире используются методы микроэлектроники, основанные на применении интегральных схем. Какую роль играют печатные и интегральные схемы, как они устроены и как их производят — все это объясняет здесь профессор Радиоль.

Мои дорогие друзья! Знаете ли вы, что производство радиоприемников требует много монтажных работ? Еще недавно все соединения между различными компонентами выполнялись медным проводом, который для создания прочного контакта припаивали к нужным точкам схемы.

В настоящее время все соединения выполняют печатным способом. Серийное производство печатных схем обходится значительно дешевле. Кроме того, они обеспечивают более надежные контакты.

Способ изготовления печатных плат

Как изготовляют печатные платы в наши дни? Ты поймешь, Незнайкин, это совсем не сложно.

Печатные платы делают из пластинок из изоляционного материала, покрытых с одной стороны тонким слоем меди. Части поверхности этого проводящего слоя, которые будут служить соединительными проводниками, надлежит покрыть защитным лаком. Затем пластинку опускают в раствор кислоты, который стравливает незащищенные участки меди. Во всех точках, где должны быть соединения, сверлят отверстия. С другой стороны пластинки устанавливают компоненты, контактные выводы которых вставляют в соответствующие отверстия. Теперь остается лишь соединить пайкой эти выводы и находящиеся вокруг них участки меди. Все пайки выполняют одновременно — для этого покрытую медью сторону пластинки окунают в расплавленное олово.

Фото на службе электроники

Видишь, насколько это проще и дешевле, чем прокладка множества соединений монтажным проводом. Но ты, несомненно, спрашиваешь себя, каким образом покрывают защитным лаком те участки слоя меди, которые должны остаться, когда все остальное исчезнет под воздействием кислоты.

Ну так вот, здесь тоже прибегают к фотографическому методу. Сначала рисуют общую картину расположения соединительных проводников, которые должны быть на печатной схеме. Затем этот рисунок фотографируют и получают негатив на прозрачной пленке. Эту пленку накладывают на медную пластинку, предварительно покрытую светочувствительным слоем. Последний под воздействием света становится нерастворимым в кислоте, которая в обычных условиях легко его растворяет.

Проецируя сильный свет через негатив, делают нерастворимыми все участки светочувствительного слоя, которые соответствуют черным местам оригинального рисунка и которые на пленочном негативе вышли прозрачными.

Теперь, как ты догадываешься, остается опустить нашу пластинку в раствор, который растворит все участки слоя, не подвергшиеся воздействию света. После этой операции получим пластинку, все сохранившиеся участки медного слоя которой защищены противокислотным слоем. Другой растворитель позволяет легко удалить этот лак.

Вот, мой дорогой Незнайкин, как изготовляют печатные платы, которые освобождают нас от наибольшей части монтажных работ.

Устройство интегральных схем

После появления полупроводниковых приборов методы, разработанные для производства печатных плат, облегчили конструирование и изготовление интегральных схем. Но еще раньше, я надеюсь, что ты не забыл моих объяснений по этому вопросу, эти методы позволили наладить производство транзисторов по планарной технологии.

Что называют интегральной схемой? Это кусочек полупроводника, в котором создаются схемы, содержащие несколько активных и пассивных компонентов. То, что в полупроводнике создают такие компоненты, как транзисторы и диоды, тебя, конечно, не удивляет. Но то, что интегральная схема содержит также сопротивления, емкости, небольшие индуктивности и различные соединяющие их проводники, наверняка покажется тебе маловероятным. И тем не менее это так.

Но самое поразительное во всем этом — так называемая плотность компонентов, которая характеризует количество компонентов, содержащихся в интегральной схеме. Именно благодаря ей микроминиатюризация достигла поразительного прогресса. Знай, что в наши дни удалось получить интегральную схему величиной с булавочную головку и содержащую сотню транзисторов!!! Такие интегральные схемы используют в электронных вычислительных машинах.

Создание пассивных компонентов

Посмотрим, как изготовляют эти крохотные схемы. Как полупроводник превращают в транзисторы и диоды, ты уже знаешь. Но как создаются пассивные компоненты?

Для создания резисторов в массу полупроводника методом сплавления или диффузии вводят соответствующим образом дозированное количество примесей, благодаря чему участки определенной длины и сечения приобретают необходимое удельное электрическое сопротивление. Резисторы можно также сформировать, покрывая полупроводник тонким изолирующим слоем кварца и нанося поверх него резистивное вещество; для получения необходимой длины линии этого вещества ему часто придают самую причудливую форму.