Временная зависимость прочности. 15 страница

Потребность в М. с.-х. культур определяется их биологич. особенностями и содержанием микроэлементов в доступной для растений форме. Осн. способ применения - внесение до посева вместе с макроудобрениями в рядки с семенами, а также некорневая подкормка (опрыскивание 0, 01-0, 05%-ным раствором микроэлемента) и предпосевная обработка семян (намачивание в 0, 02-0, 05% -ном растворе). Доза М.- 0, 5-5 кг/га микроэлемента.

Лит.: Школьник М. Я., М а к а-роваН. А., Микроэлементы в сельском хозяйстве, М.- Л., 1957; Пейве Я. В., Руководство по применению микроудобрений, М., 1963; К аталымов М. В., Микроэлементы и микроудобрения, М.-Л., 1965.

Я. В. Пейве.

МИКРОФАГИ (от микро... и греч. phagos - пожиратель), одна из форм белых кровяных клеток - лейкоцитов у позвоночных животных и человека. Термины М. и макрофаги предложены И. И. Мечниковым в связи с их способностью к фагоцитозу микробов. Подробнее см. Нейтрофилы.

МИКРОФИЛЛЫ (от микро... и греч. phyllon - лист), листья высших растений, представляющие собой выросты стебля (энации); проводящие пучки в М. идут из стебля, не образуя листовых прорывов (лакун). М. характерны для плауновидных, хвойных и кордаитовых растений. Ср. Макрофиллы.

МИКРОФИЛЬМИРОВАНИЕ, м и к-рофотокопирование, отрасль техники, осуществляющая получение фо-тографич. способом уменьшенных в десятки и сотни раз копий (микрофильмов) с различных оригиналов (рукописей, чертежей, рисунков, печатных текстов ц т. п.); процесс изготовления микрофильмов. М.- одно из средств оргтехники', применяется в информационных центрах, архивах, библиотеках, н.-и., проектно-конструкторских и др. учреждениях -там, где часто приходится иметь дело с большими массивами документальной информации. М. как научная дисциплина входит в репрографию. Применение М. приводит к сокращению размеров хранилищ в среднем на 90-95%, обеспечивает доступность для широкого круга читателей редких изданий, имеющих большую историч. или художеств, ценность, и способствует сохранению подлинников документов, исключая возможность их повреждения от частого пользования, позволяет оперативно размножать копии микрофильма и печатать с него копии документов, сокращает трансп. расходы (т. к. с применением М. значительно уменьшаются масса и размеры почтовых отправлений).

Первые работы по М. восходят к нач. 19 в. и связаны с именами изготовителя оптич. приборов англичанина Д. Дансе-ра и франц. фотографа Л. Ж. М. Дагера. Большая заслуга в развитии М. документальных материалов в России принадлежит Е. Ф. Буринскому - одному из основоположников научной и судебной фотографии. Научно-технич. прогресс, вызвавший резкое увеличение объёма научно-технич. информации, обусловил использование М. во мн. сферах производств, и науч. деятельности.

Известно неск. осн. видов носителей микроизображений: микрофильм рулонный (МР) - 16-, 35-, 70-лш киноплёнка дл. до 30л; микрофильм в отрезке (МО)-16-, 35-мм киноплёнка дл. до 150 мм', микрофиша (МФ), или диамикрокарта, -фотоплёнка размерами 105 X 148 мм; апертурная перфокарта - микрофильм, вмонтированный в стандартную перфокарту (обычно 80-колонную). Выбор типа носителя микроизображений зависит гл. обр. от принятой системы хранения и поиска документов.

При М. используют следующее оборудование: аппараты для покадровой съёмки на неподвижный носитель (рольную микроплёнку или микрофишу) и установки для динамич. или щелевой съёмки микрофильмов (носитель и оригинал непрерывно движутся), аппараты для контактной печати микрофотокопий, устройства для химич. обработки, сушки и монтажа микрофильмов, читальные аппараты для контроля и чтения микрофильмов, читально-копировальные аппараты для получения увелич. копий документов, напр, электрографич. методом, оборудование для хранения микрофильмов (боксы, шкафы, картотеки). Технология М. принципиально не отличается от обычного фотографирования; разница состоит лишь в том, что для М. применяют спец. оптику, фото- и киноплёнки с более высокой, чем в фотографии, разрешающей способностью (от 200 до 500 линий и более на 1 мм). Дубликаты микрофильмов изготовляются на диазоплёнке, визи-кулярной плёнке, на к-рой изображение создаётся мельчайшими светорассеиваю-щими пузырьками в светочувствит. слое, и на др. фотоматериалах. При хранении больших объёмов информации на микрофильмах для оперативного поиска нужных документов (т. е. кадров с микроизображением документов) применяют информационно-поисковые системы (такие, напр., как " Иверия" - для микрофильмов в отрезках, или " Поиск" - для рольных микрофильмов). При этом поисковый образ документа наносится одновременно со съёмкой оригинала; в апер-турных перфокартах поисковый образ наносят на кодовое поле карты.

В 1960-70-х гг. достигнуты значит, успехи в произ-ве более совершенных фотоматериалов и оборудования для М. Получены новые материалы для т. н. моментальной " сухой" обработки, разработаны способы М. цветных оригиналов на цветную плёнку, что значительно расширяет информационные возможности микрофильма и лучше передаёт художеств, ценность оригинала. Техника М. позволяет получать микрофильмы с уменьшением более чем в 200 раз; в этом случае, напр., на одну микрофишу можно снять до 8 тыс. книжных страниц (т. е. более 10 томов БСЭ). Перспективно применение М. в вычислительной технике, в частности для ввода информации с микрофильма в ЦВМ и вывода на микрофильм. Ведутся исследования по использованию в М. лазерных устройств.

Лит.: Лукин В. В., Микрофильмирование, его настоящее и будущее, " США. Экономика, политика, идеология", 1973, № 4; Механизация инженерно-технического и управленческого труда. Справочная книга, под ред. И. И. Кандаурова, Л., 1973.

И. М. Гофбауэр.

МИКРОФЛОРА (от микро... и флора), совокупность микроорганизмов, находящихся в той или иной среде: почве, воде, воздухе, пищевых продуктах, в организмах человека, животных и растений и т. п. Обычно в естественных субстратах обитают разнообразные микроорганизмы: бактерии, актиномицеты, дрожжи, микроскопические грибы и водоросли. Кол-во микроорганизмов в среде определяют путём посева определённой навески (или объёма) исследуемого вещества на плотные, а с применением капиллярной техники - и жидкие питат. среды. Число колоний, вырастающих на плотной среде, даёт представление о кол-ве микроорганизмов, содержащихся в 1 г или в 1 мл исследуемого образца почвы, воды и др. Широко применяют также метод прямого счёта микроорганизмов: препарат исследуемого вещества окрашивают и подсчитывают под микроскопом число клеток. Для определения кол-ва клеток в жидкостях их фильтруют через мембранные фильтры (см. Бактериальные фильтры). Этим методом установлено, что в воде и почве обитает гораздо больше микроорганизмов, чем полагали прежде, основываясь на результатах посевов. В зависимости от степени загрязнённости вода содержит от 5 до 100 тыс. клеток в 1 мл, в почве число микроорганизмов обычно достигает 2-3 млрд в 1 г. Кожа, слизистые оболочки, желудок, кишечник (см. Кишечная флора) и др. органы животных и человека постоянно служат местообитанием т. н. нормальной М., не оказывающей заметного вредного действия на организм.

В.М.Жданов.

МИКРОФОН (от микро... и греч. phone - звук), электроакустический прибор для преобразования звуковых колебаний в электрические. Применяется в телефонии, радиовещании, телевидении, системах звукоусиления и звукозаписи. По принципу действия М. подразделяются на угольные, электродинамические, конденсаторные, электретные, пьезоэлектрические и электромагнитные, по направленности действия - на ненаправленные, односторонне направленные (кардиоид-ные) и двусторонне направленные.

В порошковом угольном М., впервые сконструированном рус. изобретателями М. Махальским в 1878 и независимо от него П. М. Голубицким в 1883, угольная или металлич. мембрана под действием звуковых волн колеблется, изменяя плотность и, следовательно, электрич. сопротивление находящегося в капсюле и прилегающего к мембране угольного порошка. Вследствие этого сила тока, протекающего через М., также изменяется. Образуется пульсирующий ток, к-рый в простейшем случае, протекая по проводной линии к телефону, вызывает колебания мембраны последнего, соответствующие колебаниям мембраны М. В результате многолетнего улучшения конструкции и электрических параметров М. с угольным порошком был создан М. капсюльного типа (рис. 1), широко применяемый в телефонии.

Рис. 1. Капсюль типа МК-10 угольного микрофона: а -внешний вид; б -схема устройства; / -мембрана; 2 -подвижный электрод; 3 - слюдяная шайба; 4 - перфориронанная металлическая крышка; 5 ~ корпус; 6 - пластмассовое кольцо; 7 - шайба; 8 - угольный порошок; 9 - неподвижный электрод.

Рис. 2. Электродинамический микрофон катушечного типа МД-56: а - внешний вид;; б - схема устройства; 1 -диафрагма; 2 - звуковая катушка; 3 - гсфрн-рованный воротник; 4 - магнитопровод; 5 - полюсный наконечник; 6 - магнит.

В электродина ми ч. М. катушечного типа, к-рый изобрели амер. учёные Э. Венте и А. Терас в 1931, применена диафрагма из тонкой поли-стирольной плёнки или алюминиевой фольги, жёстко связанная с катушкой из тонкой проволоки, находящейся в кольцевом зазоре магнитной системы (рис. 2). При колебаниях диафрагмы под действием звуковой волны витки катушки пересекают магнитные силовые линии и в катушке наводится эдс, создающая переменное напряжение на её зажимах. Такой М. прост по конструкции, имеет небольшие габариты, надёжен в эксплуатации. В э лектродинамич. М. ленточного типа, изобретённом нем. учёными Э. Гер-лахом и В. Шотки в 1924, вместо катушки в магнитном поле располагается гофрированная ленточка из очень тонкой (порядка 2 мкм) алюминиевой фольги. Такой М. применяется гл. обр. для муз. передач из студий.

В конденсаторном М. (рис. 3), изобретённом амер. учёным Э. Венте в 1917, звуковые волны действуют на тонкую металлическую мембрану, изменяя расстояние и, следовательно, электрич. ёмкость между мембраной и
металлич. неподвижным корпусом, представляющими собой пластины конденсатора электрического. При подведении к пластинам постоянного напряжения изменение ёмкости вызывает появление тока через конденсатор, сила к-рого изменяется в такт с колебаниями звуковых частот. Такие М. распространены в высококачеств. системах звукозаписи и звукопередачи.

Рис. 3. Конденсаторный микрофон типа 19А-4: а - внешний вид; б - схема устройства; 1 - неподвижный электрод; 2 - мембрана.

В электретном М., изобретённым япон. учёным Ёгути в нач. 20-х гг. 20 в. и по принципу действия и конструкции схожем с конденсаторным, роль неподвижной обкладки конденсатора VI источника постоянного напряжения играет пластина из электрета.

В пьезоэлектрическом М., впервые сконструированном сов. учёными С. Н. Ржевкиным и А. И. Яковлевым в 1925, звуковые волны воздействуют на пластинку из вещества, обладающего пьезоэлектрич. свойствами, напр, из сегнетовой соли, вызывая на её поверхности появление электрич. зарядов (см. Пьезоэлектричество). В электромагнитном М. звуковые волны воздействуют на мембрану, жёстко связанную со стальным якорем, при колебаниях к-рого в зазоре постоянного магнита на выводах неподвижной катушки из провода, намотанного поверх якоря, появляется эдс. Пьезоэлектрич. и электромагнитные М. применяются гл. обр. в радиолюбит. устройствах и слуховых аппаратах.

В стереофонич. радиовещании и звукозаписи применяют систему из двух одинаковых однонаправленных М. (чаще конденсаторных или электродинамич. М.), помещённых в общем корпусе вплотную один под другим так, что направления их макс, чувствительности расположены под углом 90° одно к другому (стереофонический М.).

В таблице приведены усреднённые значения осн. параметров М. (в скобках указаны классы качества: Вк - высший, 1к - первый, 2к - второй, Зк - третий).

Лит.: Фурдуев В. В., Акустические основы вешания, М., 1960; Д о л ь н и к А. Г., Эф Рус си М. М., Микрофоны, 2 изд., М., 1967. А.В.Никонов.

МИКРОФОННЫЙ ЭФФЕКТ, явление нежелательного изменения параметров электрич., магнитной цепи или электронного прибора, вызванное механич. вибрациями, сотрясениями и, в частности, звуковыми колебаниями. М. э. приводит к возникновению помех в работе радиоэлектронной аппаратуры (усилителей электрич. колебаний звуковых частот, супергетеродинных радиоприёмников и др.), прослушивается как характерный звон в громкоговорителе. В усилителе М. э. возникает в основном вследствие смещения электродов входной электронной лампы, в радиовещат. приёмнике -пластин конденсатора переменной ёмкости в цепи гетеродина. Возбудителем М. э. может быть звуковая волна громкоговорителя. Предотвращение М. э. достигается: амортизацией ламповых панелей, креплений конденсаторов; увеличением жёсткости конструкций ламп (см. Стержневая лампа, Нувистор)', исключением непосредств. влияния звуковых волн от громкоговорителя на радиодетали и т. д. В полупроводниковых приборах М. э. отсутствует. Своё название М. э. получил вследствие аналогии между фи-зич. процессами, происходящими при М. э. и в микрофоне.

МИКРОФОТОМЕТР, микроденситометр, прибор для измерения оптических плотностей на малых участках фотографич. изображений - спектрограмм, рентгенограмм, астрономич. фотографий, аэрофотоснимков и т. п. М. является видоизменением другого оптич. измерит, прибора - денситометра, отличаясь от него наличием микроскопич. оптики, обычно 25-40-кратного увеличения. Различают однолучевые М., работающие по методу прямого отсчёта, и значительно более распространённые двухлучевые, в к-рых интенсивности двух световых пучков уравниваются аналогично тому, как это происходит в двух-лучевых денситометрах. М. разделяются также на нерегистрирующие (с индивидуальным измерением каждого отд. участка изображения) и регистрирующие. В последних непрерывным образом фиксируются результаты измерений вдоль заданной линии (прямой, окружности и т. п.).

Макс, оптич. плотность D_max, к-рую можно измерить данным М., связана с площадью измеряемого участка изображения а соотношением 10^Dmax/a = const. Постоянная здесь характеризует чувствительность М.; для разных типов М. она может составлять от неск. сотых долей до неск. десятков мкм~². Это означает, что, напр., наиболее чувствительными М. можно измерять оптич. плотности, близкие к 3, 0, на площадках ок. 100 мкм². Такая чувствительность в десятки и сотни тыс. раз больше, чем у обычных денситометров.

Приёмниками света в совр. М. чаще всего служат многокаскадные фотоэлектронные умножители (в старых моделях - селеновые фотоэлементы). Точность измерений М. обычно 0, 01-0, 03 единиц оптич. плотности.

Особыми типами М. являются и з о-фото метры (эквиденситометры), с

помощью к-рых определяют на измеряемом фотографии, изображении геометрии, места точек равных оптич. плотностей и записывают их в виде т. н. и з о ф о т, или эквиденсит, а также микроспектрофотометры, служащие для измерения в монохроматическом свете спектральных кривых поглощения тонкослойных объектов, окраска к-рых резко меняется по их поверхности (напр., хромато-грамм).

Лит.: Гороховский Ю. Н., Л е-венберг Т. М., Общая сенситометрия. Теория и практика, М., 1963.

Ю. Н. Гороховский.

МИКРОХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ, метод аналитической химии для исследования малых образцов (от 10~² до К)-³ г) различных веществ (образцы меньшей массы - до 10~⁶ г исследуются методом ультрамикрохимического анализа). Методы М. а. применяются в полупроводниковой пром-сти, металлургии, минералогии, в судебно-химнч., биохимич., кли-нич. исследованиях, в органич. химии для анализа синтезированных и природных соединений, в радиохимии и т. д.

Решающее значение в М. а. имеют техника ц методика эксперимента, а также опыт исследователя. В М. а. оперируют с малым объёмом раствора обычной концентрации и поэтому используют общепринятые реакции обнаружения и методы химич. определения компонентов. Предпочтение, однако, отдаётся методам, в основу к-рых положены наиболее чувствительные и специфичные химич. реакции. Это позволяет определять в малом образце не только основные компоненты, но и элементы-примеси. При сравнительно простой аппаратуре в М. а. получают достаточно точные результаты.

В качественном (см. также Качественный анализ) М. а. наиболее универсальным приёмом является выполнение реакций на фильтровальной бумаге - капельный анализ, к-рый используется при исследовании как неорганич., так и органич. веществ. Дополнительные возможности предоставляет т, н. метод кольцевой печи, позволяющий идентифицировать отдельные компоненты в узкой чёткой зоне на бумаге, разделять и идентифицировать их в смеси. В М. а. используются также методы распределительной и тонкослойной хроматографии. Другое направление качественного М. а.- микрокристаллоскопия. Помимо специальных методов анализа, применяют и несложные приёмы, такие, как получение в капле раствора на фарфоровой пластинке окрашенных продуктов реакций и получение в капиллярных пробирках осадков, характерных для того или иного элемента.

Количественный (см. также Количественный анализ) М. а. органич. и неорганич. веществ может быть (аналогично макрохимич. анализу) гравиметрическим, титриметрическим, фотометрическим. В органич. веществах методами количественного М. а. определяют содержание отдельных элементов (элементный анализ), содержание функциональных групп (функциональный анализ), а также молекулярную массу. Гравиметрические определения выполняют в основном при М. а. органич. веществ, используя микровесы с чувствительностью 10~^б г. В органич. М.а. наряду с гравиметрическим широко применяется метод газовой хромато-графии. Титриметрич. методы в М. а. занимают ведущее положение как наиболее простые и высокоточные; здесь используют микробюретки с отмериваемым объёмом до 10~³лл и малой ёмкости сосуды для титрования; предпочтение отдаётся электрохимич. методам титрования, прежде всего кулонометрическому. Существенное практич. значение приобрели фотометрич. микроопределения, вт. ч. для регистрации точки эквивалентности при титровании с окрашенным индикатором.

Главным направлением совр. развития М. а. является преимущественное использование физико-химич. методов. При исследовании сложных по составу малых объектов прибегают и к комбинации приёмов М. а. со специальными фи-зич. методами микроанализа.

Лит.: Маляров К. Л., Качественный микрохимический анализ, М., 1951; Столяров К. П., Методы микрохимического анализа, Л., 1960; Фаигль Ф., Капельный анализ органических веществ, пер. с англ., М., 1962; Климова В. А., Основные микрометоды анализа органических соединений, М., 1967; Коренман И. М., Количественный микрохимический анализ, М.- Л., 1949; Алимарин И. П., Фрид Б. И., Количественный микрохимический анализ минералов и руд, М., 1961; Коренман И. М., Микрокристаллоскопия, М., 1955; Руководство по газовой хро-матографии, пер. с нем., под ред. А. А. Жу-ховицкого, М., 1969; Weisz Н., Mic-roanalysis by the ring-oven technique, 2 ed., Oxf., 1970.

M. H. Петрикова.

МИКРОЦЕФАЛИЯ (от микро... и греч. kephale - голова), значительное уменьшение размеров черепа и соответственно головного мозга при нормальных размерах др. частей тела. М. сопровождается умственной недостаточностью-от нерезко выраженной имбецилыюсти до идиотии (см. Олтофрения). Причины М.: вирусные заболевания, перенесённые матерью в первые 3 мес беременности, токсоплазмоз; иногда причина М.-внутриутробный менингоэнцефалит плода. Прогноз при М. неблагоприятный.

МИКРОЭВОЛИЦИЯ, совокупность пусковых эволюционных процессов, протекающих внутри вида, в пределах отдельных или смежных популяций. При этом популяции рассматриваются как элементарные эволюционные структуры; мутации, лежащие в основе наследственной изменчивости, - как элементарный эволюционный материал, а мутационный процесс, волны жизни, разные формы изоляции и естественный отбор - как элементарные эволюционные факторы. Под давлением этих факторов происходит изменение генотипич. состава популяции - ведущий пусковой механизм эволюционного процесса. Ранее терминам." употреблялся нек-рыми эволюционистами для обозначения изменчивости и формообразования внутри вида и противопоставлялся макроэволюции. Совр. учение о М. развилось после синтеза генетики с классич. дарвинизмом, начало чему было положено работами сов. генетика С. С. Четверикова (1926) и англ, генетика Р. А. Фишера (1930). По совр. воззрениям (иногда наз. " синтетич. теорией эволюции"), все осн. пусковые механизмы эволюции (на всех её уровнях) протекают внутри видов, т. е. на микроэволюционном уровне. М. завершается видообразованием, т. е. возникновением видов, репродуктивно изолированных от исходных и др. близких видов. Поэтому нет принципиальных различий между М. и макроэволюцией, различающихся лишь временными и пространственными масштабами. Для успеха исследований на микроэволюционном уровне необходим синтез популяционно-генетических опытов, количеств, описаний процессов попу-ляционной динамики и экологии, изучения этологических явлений, аналитич. применения теоретич. положений генетики и, наконец, построения математич. моделей внутрипопуляционных и меж-популяционных процессов.

Лит.: Четвериков С. С., О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики, " Журнал экспериментальной биологии", 1926. т. 2, в. 1; Тимофеев-Ресовский Н.В., Микроэволюция, " Ботанический журнал", 1958, т. 43, № 3; Ш м а л ь г а у з е н И. И., Факторы эволюции, 2 изд., М., 1968; М а и р Э., Зоологический вид н эволюция, пер. с англ., М., 1968; его же, Принципы зоологической систематики, пер. с англ., М., 1971; Т и м о ф е е в - Р е с о в с к и и Н. В., Воронцов Н. Н., Яблоков А. В., Краткий очерк теории эволюции, М., 1969; Fisher R. A., The genetical theory of natural selection, Oxf., 1930; Huxley J., Evolution. The modern synthesis, 2 ed., L., 1963. H. В. Тимофеев-Ресовский.

МИКРОЭЛЕКТРОДНАЯ ТЕХНИКА в физиологии, применяется для измерения электрических, концентрационных и окислительных потенциалов различных клеток и их частей, а также для мастного, строго ограниченного воздействия на них током и различными веществами. Микроэлектроды введены в 1946 амер. учёными Р. Джерардом и Дж. Лингом и стали применяться для отведения электрич. потенциалов сначала от одиночного мышечного волокна, а затем и от отдельной клетки. В лабораторных исследованиях используются ме-таллич. микроэлектроды с диаметром кончика порядка 1 мкм, заполненные раствором электролита стеклянные микропипетки с диаметром кончика меньше 1 мкм и нек-рые др. типы микроэлектродов. Для подведения их к объекту применяют микроманипуляторы. Околоклеточное отведение позволяет регистрировать токи действия, внутриклеточное отведение, кроме того - уровень мембранного потенциала и постсинаптические потенциалы (см. Биоэлектрические потенциалы). Регистрация биопотенциалов с помощью микроэлектродов требует спец. усилительной техники. М. т. позволила исследовать электрич. явления в нервных клетках, благодаря чему были сделаны фундаментальные открытия: раскрыты механизмы синаптической передачи и генерации токов действия, а также получены сведения о временном и пространственном распределении нервных импульсов, кодирующем передачу информации в нервной системе.

Лит.: Костюк П. Г., Мнкроэлектрод-ная техника, К., 1960; Glass microelectrodes, N. Y., 1969. О. 3. Бомштейн.

МИКРОЭЛЕКТРОМАШИНА, электрическая машина мощностью от долей вт до неск. сотен вт, с частотой вращения вала (ротора) до 30 000 об/мин. Различают М. постоянного и переменного тока и универсальные. М. могут иметь различное конструктивное исполнение в зависимости от назначения и условий их эксплуатации. В устройствах автоматики, в кино-, фото- и радиоаппаратуре широко применяют микропривод, а в системах с элементами обратной связи - тахогенераторы, к-рые используются также в дифференциаторах интеграторах. В системах синхрониз. применяют реактивные электродетали с сосредоточенной статорной o6работкой и сельсины; в гироскопах и радиолокац. установках, а также в системах следящего электропривода широко распространены индукторные генераторы Шаговые электродвигатели чаще всего применяют для привода механизнов, имеющих стартстопное движение, механизмов с непрерывным движением в к-рых управляющее воздействие задаются последовательностью электрич. импульсов, напр, в приводах станков с программным управлением и т. д. В бвтовых электроприборах используют унтиверсальные коллекторные электродвигатели

Лит.: Армейский Е. В., Фа Г. Б., Электрические микромашины, 1968; Бруски н Д. Э., Зорович А. Е., Хвостов В. С., Электр] скне машины и микромашины, М.,

Ю. М. Иныв

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА, область электроники, занимающаяся созданием электронных функциональных узлов, блоков и устройств в микроминиатном интегральном исполнении. Возникновение М. в нач. 60-х гг. 20 в. быловызвано непрерывным усложнением функций электронной аппаратуры, увеличением габаритов и повышением требований к её надёжности. Применение в отдельных устройствах неск. ты сяч и десятков тысяч самостоятельно изготовленных электронных ламп, транзисторов, конденсаторов, резисторов, трансформаторов и др., сборка их путем соединения выводов пайкой или сваркой, делали аппаратуру громоздкой, трудоемкой в изготовлении, недостаточно надёжной в работе, требующей значит. потребления электроэнергии и т. д. Поиски путей устранения этих недостатков привели к появлению новых конструктивно-технологич. направлений создан. электронной аппаратуры: печатного монтажа, модулей и микромодулей и интегральных схем (на базе групповых методов изготовления).

Используя достижения в области физики твёрдого тела и особенно физ. полупроводников, М. решает указанные проблемы не путём простого уменьшения габаритов электронных элементов, а созданием конструктивно, технологическ. и электрически связанных электронных структур-функциональных блоков и узлов. В них согласно принципиальной схеме конструктивно объединено большое число микроминиатюрных элементов и их электрич. соединений, изготавливаемых в едином технологич. процессе. Такой процесс, ставший возможным благодаря предложенному в 1959 плана, процессу получения полупроводниковых (ПП) приборов, предполагает применение исходной общей заготовки (обычно в виде пластины из ПП материала для большого числа (~100 - 2000) одинаковых электронных функциональных узлов, одновременно проходящих по следоват. ряд технологич. операций" в идентичных условиях (рис. 1). Т. о. каждый такой узел получают не в результате сборки из дискретных элементов, а в итоге поэтапной групповой интегральной обработки многих одинаковых узлов на одной пластине В процессе обработки отд. участка ПП материала придаются свойства различных элементов и их соединений. в целом образующих изготавливаемы узел. Полученный микроминиатюрный узел, отделённый от пластины и помещённый в корпус, наз. интегральной микросхемой, или интегральной схемой (ИС). В связи с этим в М. изменяется само понятие элемента. Практически элементом становится ИС как неделимое изделие, состоящее из 5 элементов и более. ИС характеризуется уровнем интеграции - числом простейших элементов в ней.

Рис. 1. Кремниевая пластина диаметром 60 мм с изготовленными на ней ~2000 одинаковых структур интегральных схем; дефектные структуры на пластине помечены краской (точки и штрихи). Внизу показан в увеличенном виде кристалл с отдельной структурой; его размеры 1, 2X1, 2 мм. 1 - соединительная токоведущая дорожка; 2 - диод; 3 - резистор; 4 - контактная площадка; 5 -транзистор.

В силу специфики - исключительно высокой точности проведения технологич. процессов и большого числа операций -для изготовления микроэлектронных изделий требуются разнообразные высоко-качеств. ПП и др. материалы и прецизионное технологич. оборудование. Базовым ПП материалом служит монокристаллический кремний. Технологическое оборудование должно обеспечить изготовление элементов ИС с точностью их размеров в пределах единиц и долей микрометра.

В соответствии с используемыми кон-структивно-технологич. и физич. принципами в М. может быть выделено неск. взаимно перекрывающихся и дополняющих друг друга направлений: интегральная электроника, вакуумная микроэлектроника, оптоэлектроника и функциональная электроника. Наибольшее развитие получила интегральная электроника. С её появлением открылись широкие возможности микроминиатюризации радиоэлектронной аппаратуры, начался процесс создания аппаратуры третьего поколения - с применением ИС (первое поколение - на электровакуумных приборах, второе - на ПП приборах). Область применения ИС простирается от вычислит, техники и кос-мич. систем до бытовой аппаратуры. Темпы роста произ-ва ИС исключительно высоки. Мировая пром-сть в 1972 выпустила более 1 млрд. ИС.