авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ...»

-- [ Страница 2 ] --

Модуль создавался как часть автоматизированной информационно-измерительной системы. Также модуль может использоваться для других различных целей, например:

навигация;

обеспечение беспроводного соединения с интернетом через GPRS;

USB разветвитель.

На момент написания статьи полностью готова конструкторская (электрическая прин ципиальная схема, топология платы) и производственная (Gerber файл, файл сверловки) до кументация. После производства, монтажа и отладки тестовой партии плат можно будет оп ределить необходимые доработки для получения исправно работающего комплекса.

Литература 1. KiCad – Википедия, свободная энциклопедия.. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wiki/Kicad. Дата обращения: Online;

accessed 25-ноябрь-2011].

УДК 004.3/. Е.Д. ХМЕЛЕВ ОБЗОР МИКРОСХЕМ ДРАЙВЕРА ДЛЯ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ШАГОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 32 Работы выпускников Научный руководитель – ассистент П.А. Косенков Произведен обзор микросхем драйвера для устройства управления шаговым двигателем.

Ключевые слова: stepper motor, driver, micro stepping, integrated circuit, computer numerical control В настоящее время станки с ЧПУ широко распространены на различных производст вах. Готовые решения стоят довольно дорого, и для небольшого производства проблематично закупить подобное оборудование. В этом случае станок вместе с системой управления можно сделать самостоятельно. Точность станка определяется точностью электродвигателя, приво дящего в движение манипулятор станка. Самыми точными из них являются шаговый двига тель и сервопривод. Сервопривод довольно дорог, поэтому для самодельного станка с ЧПУ лучше выбрать шаговый двигатель.

Устройство управления шаговым двигателем состоит из микроконтроллера или мик ропроцессора и микросхемы драйвера, которая управляет питанием на обмотках двигателя. В самом простом случае микросхема состоит из нескольких ключей, включенных по мостовой или полумостовой схеме. В принципе эти ключи можно расположить дискретно на плате, но использование микросхемы значительно упрощает разработку, а также уменьшает размер платы управления.

К микросхеме, которая будет работать в устройстве управления шаговым двигателем, предъявлялись следующие требования:

выходной ток не меньше 1 А;

возможность микрошагового режима управления;

цена меньше 20 $ за штуку;

поддержка других типов двигателей (универсальность);

возможность работы без дополнительного охлаждения (опционально);

простота покупки в Санкт-Петербурге.

Микрошаговый режим управления – режим, при котором ток на обмотках меняется очень маленькими шагами. Когда одновременно включены две соседние обмотки, но их токи не равны, то положению равновесия ротора соответствует не середина шага, а в другой пози ции, определяемой соотношением токов фаз. Меняя это соотношение, можно обеспечить не которое количество микрошагов внутри одного шага. Микрошаговый режим может поддер живаться аппаратно самой микросхемой, а может реализовываться программно с помощью ШИМ, если микросхема поддерживает ШИМ достаточно высокой частоты.

Были рассмотрены микросхемы четырех производителей: Texas Instruments, Allegro Microsystems, ST Microelectronics и ON Semiconductor. Их сравнение приведено в таблице.

После сравнения характеристик микросхем была выбрана микросхема DRV8432 от Texas Instruments, так как она универсальная, может выдавать большой ток, а отсутствие ап паратной поддержки микрошагового режима компенсируется высокой частотой ШИМ. Вме сте с тем эту микросхему нетрудно достать в Санкт-Петербурге. Фотография DRV8432 пред ставлена на рисунке. Микросхема находится в корпусе PSOP DKD с 36-ю выводами. Помимо описанных выше, особенностями микросхемы являются:

защита от перегрева, короткого замыкания, перегрузки;

наличие теплоотвода, на который можно прикрепить радиатор для дополнительного охлаждения;

КПД до 97%.

Данную микросхему можно также использовать в качестве драйвера светодиодов и систем термоэлектрического охлаждения.

Таблица. Сравнительные характеристики микросехм Texas Instru- Allegro Microsystems ST Microe- ON Semicon Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников ments lectronics ductor Наименова- AMIS30623C DRV8412/8432 SLA7070M A4988 L 9G ние Vsmax (В) 52.5 46 35 45 Iпик (A) 6/12 1 2 7 Аппаратный микрошаго- нет да да да да вый режим два пол Кол-во и два полных два полу- два полных два полу ных мос тип мостов моста моста моста моста та Поддержи шаговые, ваемые ти коллектор- шаговые шаговые шаговые шаговые пы двига ные телей Доп. охлаж нет/да нет нет да нет дение Цена ($) 5 10 13 8 Доступность легко ку в Санкт- доступно трудно найти в продаже легко купить пить Петербурге Частота Узкая специализация мик Примечание ШИМ - росхем драйвера кГц Рис. 1. Микросхема DRV УДК 004. В.А. ИВАНОВА КЛЮЧЕВЫЕ АСПЕКТЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ НА ЭЛЕКТРОСЕТЕВЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ НА ПРИМЕРЕ ПО «БЕЖЕЦКИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СЕТИ».

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 34 Работы выпускников Научный руководитель – к.т.н., доцент Заикин К.Н Федеральный закон РФ «О безопасности объектов топливно-энергетического ком плекса» определил основы обеспечения безопасности объектов топливно-энергетического комплекса, целевую модель и основные принципы функционирования систем безопасности в электроэнергетике [1]. Но положений об обеспечении информационной безопасности объек тов энергетики в законе недостаточно.

В работе на основе анализа информационных потоков в конкретном предприятии от расли, ПО «Бежецкие электрические сети», сформулированы основные требования и принци пы построения информационной безопасности.

Главной задачей обеспечения комплексной безопасности является унифицированный подход к понятию информационной безопасности объекта. Следует отметить основные принципы построения системы безопасности предприятия:

принцип законности, где вся охранная деятельность предприятия организована в соответ ствии с действующим законом и внутренними нормативными документами;

принцип совмещения комплексности, эффективности и экономической целесообразности.

Реализуется за счет построения системы безопасности, обеспечивающей надежную защиту комплекса имеющихся на предприятии ресурсов от комплекса вероятных угроз с мини мально возможными, но не превышающими 20% стоимости защищаемых ресурсов затра тами;

принцип совместимости технологических, программных, информационных, конструктив ных, энергетических и эксплуатационных элементов в применяемых технических средст вах.

В состав системы безопасности в целом на предприятии входят следующие техниче ские средства и системы:

сбора, обработки и отображения информации;

охранной и тревожной сигнализации;

управления и контроля доступом;

телевизионного наблюдения и видеорегистрации;

охранно-пожарной сигнализации;

оповещения о пожаре и дымоудаления;

пожаротушения;

защиты от несанкционированного съема информации;

бесперебойного электропитания;

оперативной связи, оповещения и радиотрансляции;

средств технической укрепленности;

Перспективой повышения надежности информационных систем на предприятии явля ется участие работе в рамках Единой национальной электрической сети и в распределитель ном сетевом комплексе по созданию и модернизации систем сбора и передачи информации.

Целью этих программ является повышение надежности функционирования и уровня наблю даемости электрических сетей за счет обеспечения более высокой достоверности и полноты оперативной телеинформации по сравнению с существующими системами телемеханики В работе указывается, что разработчикам оборудования и программного обеспечения, а также системным интеграторам целесообразно ориентироваться на требования новых стан дартов, уточняющих общие принципы информационной безопасности применительно к спе цифике электроэнергетических объектов. К таким документам могут быть отнесена серия стандартов, содержащих требования по информационной безопасности: МЭК 62351, стандарт IEEE 1686-2007 [2].

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Литература 1. Федеральный закон Российской Федерации от 21 июля 2011 г. № 256-ФЗ «О безопасности объектов топливно-энергетического комплекса».

2. Небера А. Управление информационной безопасностью объектов электроэнергетики // Rational Enterprise Management. – 2011. – №1. – С. 54–55.

УДК 004.3/. П. А. КАМАЕВ ARDUINO-ПОДОБНЫЙ ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС «NIXDUINO»

С ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМОЙ НА БАЗЕ ЯДРА LINUX Научный руководитель – ассистент П.А. Косенков Рассмотрен Arduino-подобный расширяемый программно-аппаратный «Nixduino», производственная докумен тация которого является открытой. Описаны его основные аппаратные и программные возможности.

Ключевые слова: OSHW, i.mx233, Arduino, Linux, u-boot, stmp378x, mxs, freescale, ARM, ARM9, KiCad, Open Hardware.

В настоящее время получили широкое распространения встраиваемые системы на базе микропроцессоров архитектуры ARM. В качестве программного обеспечения часто исполь зуются операционные системы на базе ядра Linux. Такие приборы могут использоваться при создании, в первую очередь, мелкосерийных устройств – торговых автоматах, устройств до машней автоматизации и т. п., для прототипирования и в образовательном процессе.

Одной из популярных среди энтузиастов платформ для создания встраиваемых систем является Arduino, одной из ключевых особенностей которой является возможность расшире ния – основной модуль имеет разнообразные вводы/выводы (как цифровые, так и анало говые) и позволяет подключать другие модули, увеличивающие спектр применения плат формы.

Arduino использует достаточно слабый микроконтроллер, что, с одной стороны, сни жает затраты, а с другой – ограничивает области применения и не позволяет использовать многие программные инструменты, в частности операционные системы на базе Linux.

Идея программно-аппаратного комплекса «Nixduino» аналогична идее платформы Arduino (за исключением программной части) – разработка основного модуля и модулей рас ширения (шилдов). Особенностью является возможность использования полноценной опера ционной системы (на базе Linux) и инструментов, доступных при ее использовании.

В ходе проведенной работы был разработан одноплатный компьютер, являющийся ос новным модулем программно-аппаратного комплекса «Nixduino», фотография которого по казана на рисунке.

Возможности модуля:

1. ядро ARM926EJ–S, частота 454 МГц;

2. питание от адаптера (6–20 В), USB-разъема, питание (и зарядка) от литий-ионного аккумулятора (4,2 В);

3. аудио-кодек, АЦП, ЦАП;

4. 64 мегабайта DDR-памяти;

5. 128 мегабайт NAND;

6. SD;

7. возможно подключение LCD;

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 36 Работы выпускников 8. композитный видеовыход;

9. USB2.0, два UART, IC, SSP;

10. датчик угла;

11. ШИМы;

12. часы реального времени;

13. GPIO (41 шт.).

В качестве основного инструмента был выбран KiCad – бесплатный и распро страняемый на условиях лицензии GPLv2 пакет программ для разработки печатных плат.

Производственная документация является открытой (найти ее можно по адресу http://code.google.com/p/nixduino/), что позволило сформироваться сообществу вокруг проек та. Для использованного микроконтроллера предоставляется SDK, включающий в се бя LTIB*, ядро Linux (версия 2.6.31), BusyBox (версия 1.15.0), загрузчик U-Boot (вер сия 2009.08), а также набор различных пользовательских программ. Кроме этого, существует git-репозиторий, содержащий обновляющиеся ядро Linux (на момент написания статьи – 2.6.38) и U-boot (2009.08, с исправленными ошибками и дополнениями, относящимися только к микроконтроллерам Freescale).

Поддержка данного микроконтроллера постепенно переносится и в основную ветку Linux. Также поставляется набор низкоуровневых программ imx-bootlets, куда входят про граммы, необходимые для инициализации встроенного блока управления питанием, в том числе импульсного инвертирующего стабилизатора постоянного напряжения, инициализации оперативной памяти, а также загрузчика ядра Linux.

Поскольку поддержка и распространение этого пакета полностью зависит от фирмы Freescale, а возможности поставляемого загрузчика ядра Linux сильно ограничены, возмож ности этого пакета планируется перенести в свободный и разрабатываемый сообществом, ориентированный на встраиваемые устройства, загрузчик U-Boot.

Разрабатываются следующие модули расширения:

1. с GSM, GPRS и GPS;

2. для управления шаговым двигателем;

3. с USB2.0-концентратором;

4. с USB2.0-концентратором и ethernet-контроллером (от предыдущего отличается микросхемой USB-концентратора).

Комплекс достаточно гибок и может применяться в различных областях, где использо вание специализированных комплексов дорого или нецелесообразно. Также комплекс может применяться для быстрой разработки и демонстрации возможностей встраиваемых систем, например, в следующих сферах:

5. образование;

6. вендинговые системы;

7. домашняя автоматизация (в том числе «умный дом»);

8. встраиваемые системы;

9. ЧПУ-станки;

10. роботы и роботизированные системы.

* LTIB — Linux Target Image Builder — инструмент для создания прошивок для встраиваемых систем.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Рисунок. Фотография основного модуля УДК 004. О.В. ПАРХИМОВИЧ Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 38 Работы выпускников УГРОЗЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ, ВОЗНИКАЮЩИЕ ПРИ ПУБЛИКАЦИИ ОТКРЫТЫХ ГОСУДАРСТВЕННЫХ ДАННЫХ Научный руководитель — ассистент В.В. Власов В последнее время тема открытых государственных данных является актуальной не только для зарубежных стран, но и для Российской Федерации. Например, согласно докладу министра Минэкономразвития Эльвиры Набиуллиной от 2 сентября 2011 г. на заседании пре зидиума Совета при Президенте по развитию информационного общества, «Минэкономраз вития России считает необходимым развивать тематику открытых государственных данных и планирует проводить с 2012 года ряд работ в рамках государственной программы «Информа ционное общество (2011–2020 годы)».

В мировой практике под открытыми государственными данными понимают публич ную государственную информацию, предоставляемую в цифровом виде посредством сети Интернет в форме, допускающей последующий анализ и повторное использование. Таким образом, благодаря наличию открытых государственных данных становится возможным соз дание сервисов и проектов, решающих отдельные проблемы граждан, повышение эффектив ности работы государственных органов и увеличение прозрачности управления государст вом.

На данный момент в России раскрывается достаточно большой объем открытой госу дарственной информации, которая достаточно часто публикуется не в машиночитаемых фор матах. Отсутствие единого механизма, требований и стандартов публикации открытых госу дарственных данных может являться причиной для возникновения угроз информационной безопасности как отдельных личностей, так и государства.

При решении вопросов о необходимости публикации каких-либо открытых государст венных данных в Российской Федерации в основном используются две противоположные точки зрения: «все закрыть» или «все открыть», каждая из которых приводит к ряду проблем.

С одной стороны, решение закрывать все данные какой-либо области приводит к нарушению прав на доступ к информации, которые предусмотрены законодательством Российской Феде рации (например, Конституцией РФ или Федеральным законом от 09.02.2009 г. № 8-ФЗ «Об обеспечении доступа к информации о деятельности государственных органов и органов ме стного самоуправления»), с другой стороны, раскрытие всех данных наносит еще более серь езный ущерб. Например, в РФ сегодня публикуется вся информация о государственных кон трактах – наименование поставщиков, товаров, цены контрактов. Благодаря этим данным иностранные покупатели заранее знают минимальные цены, по которым российские произ водители готовы продавать свою продукцию, и используют эту информацию при переговорах о цене поставок. Это наносит ущерб российской экономике (уменьшается количество нало гов, которые платят юридические лица, и количество организаций, желающих участвовать в государственных тендерах) и конкурентоспособности российских компаний.

В зарубежных странах для предотвращения угроз информационной безопасности при меняется практика раскрытия общедоступной информации, но с предварительной обработ кой. Во-первых, из источников данных удаляется информация, которая противоречит законо дательству о персональных данных и распространение которой может нанести вред опреде ленным физическим лицам. Например, публикуемая согласно законодательству РФ [2] ин формация об итогах судебных дел может нанести вред лицам, участвующим в судебном про цессе. Поэтому к публикуемым массивам данных применяется метод деперсонализации, за ключающийся в сокрытии данных, по которым можно идентифицировать отдельных лиц. Во вторых, среди информации, обязательной для размещения (например, государственные рас ходы), содержатся данные, способные нанести ущерб государству (например, по расходам Министерства обороны можно определить готовящиеся военные операции). В таких случаях Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников применяется метод дедетализации, т.е. сокрытия отдельных полей реестровой записи догово ра. Например, Европейская комиссия при публикации публичной информации о расходах указывает данные о департаменте, производящем оплату, сумме оплаты и бюджетной строке, закрывая при этом (в необходимых случаях) информацию о получателе, его адресе и деталь ных описаниях контракта [3]. Другим способом предотвращения угроз информационной безопасности государства (или его физических и юридических лиц) является задержка пуб ликации определенных массивов данных. Данный способ применяется оборонным ведомст вом США.

Рассмотренные выше примеры наглядно показывают, что, несмотря на ценность от крытых государственных данных как для коммерческих, так и социальных проектов, в госу дарстве должны быть разработаны стандарты и требования по механизму публикации откры тых государственных данных, которые позволят соблюдать тонкую грань между обеспечени ем прав граждан на доступ к общедоступной информации и предотвращением угроз инфор мационной безопасности, которые могут возникнуть в связи с чрезмерным раскрытием госу дарственных данных.

Литература 1. Набиуллина Э. Об обеспечении доступа населения к информации о деятельности государственных органов и органов местного самоуправления. – Доклад от 2 сентября 2011 г. на заседании президиума Совета при Президенте по развитию информационного общества 2. Федеральный закон от 22.12.2008 № 262-ФЗ «Об обеспечении доступа к информации о деятельности судов в Российской Федерации».

3. Бегтин И. По поводу закупок госкорпораций [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://ivan.begtin.name/2011/06/27/goscorp/ УДК 62- Т.В. ПАВЛОВА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПУЛЬТ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ КОМПЛЕКСА БОРТОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Научный руководитель – к.т.н., доцент И. Б. Бондаренко В настоящее время в связи с ростом уровня автоматизации промышленных объектов в общем, а также в связи с широким внедрением систем телеметрического контроля удаленных объектов все чаще возникает проблема предоставления данных измерений с удаленных объ ектов одновременно в несколько мест, в том числе при обеспечении функций одновременно го управления объектами. Проектируемый пульт предназначен для формирования кодов сиг налов управления системами комплекса бортового оборудования. Структурная схема пульта представлена на рис. 1. Пульт содержит следующие конструктивные единицы:

предэкранную прозрачную псевдосенсорную панель (панель управления);

индикаторную панель;

плату контроллера пульта;

панель управления;

узел питания;

корпус.

Пульт выполняет следующие функции:

принимает коды сигналов управления от системы;

формирует на экране дисплея пульта изображение панели управления;

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 40 Работы выпускников реконфигурирует (изменяет, выбирает) изображения панели управления в зависимости от выбранного режима работы, определяемого принимаемыми кодами сигналов управления;

формирует коды сигналов управления, возникающие при воздействии оператора на предэ кранную кнопочную панель дисплея, постоянную клавиатуру;

передает сформированные управляющие коды в систему.

Рис.1. Структурная схема многофункционального пульта управления Технические характеристики пульта управления представлены ниже.

1. Пульт обеспечивает отображение клавиш панели управления в виде символьной информации на индикаторной панели с параметрами:

- число символьных строк – 30;

- число символов в строке – 80.

2. Пульт обеспечивает хранение в кодированном виде вариантов изображения панели управления.

3. Время смены изображения на индикаторной панели – не более 1 с.

4. Время готовности пульта к работе – не более 3 мин.

5. Пульт регистрирует нажатие на прозрачную предэкранную кнопочную панель управления, имеющую 42 зоны касания (76=42 клавиши, под которыми форми руются переменные изображения клавиш на экране индикаторной панели) 6. Пульт имеет 32 кнопки постоянной панели управления.

7. Электропитание пульта осуществляется от бортовой сети 27 В.

Пульт выполнен в виде моноблока, устанавливаемого в раму. Верхняя лицевая панель пульта управления расположена под углом 15 к горизонтальной плоскости. На лицевой па нели закреплены основные устройства пульта управления.

На лицевой панели пульта управления расположены реконфигурируемая панель управления РПУ, выполненная на основе электролюминесцентного экрана и предэкранной кнопочной панели (панель управления), постоянная панель управления ППУ, выполненная на основе пленочной панели управления.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Рис. 2. Образец графического решения ППУ пульта управления. Клавиатура.

Плата контроллера контролирует работу всех устройств пульта. На лицевую панель пульта выведены все органы управления и индикации с надписями (знаками), поясняющими их назначение.

На лицевой панели расположена кнопка включения пульта управления «POWER», кнопка начальной установки «RESET». Также на лицевой панели располагаются светодиоды индикации нажатия управляющих клавиш «CTRL I» и «CTRL I».

На задней панели пульта управления расположены соединительные разъемы и клемма заземления:

разъем подключения пульта управления к системе;

разъем подключения питающего напряжения +27 В;

контрольный разъем;

Питание пульта управления осуществляется от бортовой сети напряжением +27 В.

Вторичные напряжения +5 В и +12 В вырабатываются узлом питания.

Для отображения информации в пульте использован многоцветный электролюминес центный дисплей. Технические характеристики дисплея обеспечивают высокое качество изо бражения при широком угле обзора. Параметры дисплея (640480 пиксел при размере дис плея 10,4" по диагонали) позволяют формировать любые изображения панели управления.

Управляет работой дисплея контроллер, формирующий знако-символьные изображения кла виш репрограммируемой панели управления.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 42 Работы выпускников На плоской индикаторной панели дисплея установлена прозрачная предэкранная кно почная панель управления, имеющая 42 зоны касания. Прикосновение к наружной поверхно сти в зоне клавиши приводит к возникновению контакта между верхним слоем и подложкой, который вызывает замыкание цепи в точке касания. Контроллер определяет нажатую клави шу, ставит в соответствие с изображением панели управления и формирует соответствующий нажатой клавише код управления, который передается на принимающее устройство. Если нажатие производится в зоне клавиши, которая в данном изображении панели управления отсутствует, то код управления в систему не передается.

На лицевой панели пульта расположены 32 кнопки постоянной панели управления ППУ (кнопочная клавиатура). Образец графического решения ППУ пульта управления при веден на рис. 2. Функционально клавиши ППУ предназначены для ввода данных. Контроллер определяет нажатую кнопку и формирует соответствующий нажатой кнопке код управления, который передает на принимающее устройство. Коды кнопок передаются однократно в мо мент нажатия.

УДК 51- В.В СИПОВИЧ ОЦЕНИВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПРИ ПОМОЩИ МЕТОДА МОМЕНТОВ Научный руковоитель – к.т.н., доцент Бондаренко И.Б.

Дано описание метода моментов, с помощью которого оцениваются параметры элементов электронно вычислительной аппаратуры (ЭВА). Раскрыта методика исследования полученных результатов применительно к элементам ЭВА, дано их физическое обоснование.

В статистике используются разнообразные параметрические модели. Термин «пара метрический» означает, что вероятностно-статистическая модель полностью описывается ко нечномерным вектором фиксированной размерности, причем эта размерность не зависит от объема выборки.

Задача оценивания состоит в том, чтобы оценить неизвестное статистику значение па раметра элементов ЭВА a0 наилучшим образом. Необходимо решить, с какой оценки работо способности ЭВА начинать. Одним из наиболее известных и простых в использовании мето дов является метод моментов.

Предположим, что функция f (x, a, b,…) обладает основными свойствами плотности распределения:

f ( x, a, b,...) 0, f ( x, a, b,...) dx 1.

Параметры a, b,… выбирают с таким расчетом, чтобы несколько важнейших числовых характеристик (моментов) теоретического распределения были равны соответствующим ста тистическим характеристикам. Например, если теоретическая кривая f (x, a, b,…) зависит только от двух параметров a и b, то эти параметры выбирают так, чтобы математическое ожидание а и дисперсия mx теоретического распределения совпали с соответствующими ве личинами статистического распределения mx* и Dx*.

Ввиду того, что с увеличением порядка моментов сильно уменьшается точность вы числений, следует пользоваться моментами не выше четвертого порядка. Для выравнивания статистических рядов данных используют бета-распределение, которое определяется двухпа раметрической плотностью вероятностей:

Г ( a b) y a 1 (1 y )b 1, f ( y, a, b) Г(a ) Г(b) Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников при 0y1, a0, b0. В остальных случаях: f (y, a, b)=0.

Бета-распределение ограничено: в пределах 0y1 форма кривой плотности распреде ления полностью определяется параметрами а и b. Чтобы оценить их, следует принять мате матическое ожидание my равным статистическому математическому ожиданию my*, а диспер сию Dy равной статистической дисперсии Dy*.

Для упрощения вычислений принято считать значение случайной величины в каждом ~ интервале постоянным и равным среднему значению X i :

k ~ m * X i Pi *.

x i Статическая дисперсия вычисляется по формуле n (x m* ) i x Dx i *, n или, используя статистический ряд, по приближенной формуле ~ ~ k k ~ D (X i m ) P X Px* (m* ) 2.

* *2 * i x x x x i 1 i Для наглядности эмпирическое распределение изображают графически в виде полиго на или гистограммы.

Метод моментов является универсальным. Поэтому в прикладной статистике применяют и другие виды оценок, из которых затем выбирается наиболее приемлемая.

Оценки, полученные методом моментов, могут быть использованы как первое приближение для метода максимума правдоподобия.

УДК 621.315.592;

621.315.51.6;

621.3.049.77. М.С. ТОКАРЕВА МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ НАНОКОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ SI/SIO Научный руководитель – д.т.н., профессор А.М. Скворцов Представлен краткий обзор методов получения нанокомпозитов на основе Si/SiO2. Показано, что в пленках SiO формируются нанокластеры, которые представляют регулярную структуру. В результате существенно меняются свойства диэлектрика: изменяется коэффициент пропускания материала и наблюдается изменение спектра из лучения в видимом диапазоне.

В настоящее время в связи с развитием нанотехнологий и электроники, получение по лупроводниковых материалов с улучшенными свойствами вызывает повышенный научный интерес. Такие материалы весьма перспективны для использования в флеш-памяти, сенсор ных устройствах, a также возможно их применение в косметологии и медицине.

Как указывалось выше, при определенных условиях нанокластеры в диэлектриках, и в частности нанокластеры кремния в SiO2, существенно меняют свойства диэлектрика. Важ ным требованием к нанокомпозитам на основе Si/SiO2 является упорядоченная регулярная структура нанокластеров. Только в этом случае такие материалы находят широкое примене ние в электронике. В работах, направленных на исследование свойств нанокластеров в плен ках SiO2, уделяется большое внимание методам, в результате которых нанокластеры само формируются.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 44 Работы выпускников В работе [1] исследуется возможность формирования нанокластеров кремния в плен ках SiO2 при термическом окислении. На зарождение и рост нанокластеров существенно влияют режим окисления и структура поверхности монокристалла. Нанокластеры имеют аморфную структуру и при дальнейшем отжиге самоформируются в нанокристаллы кремния.

Термическое окисление кремния протекает на границе раздела SiO2. Соответственно, необходимо иметь в зоне реакции свободный объем, равный сумме объемов двух атомов ки слорода. Реакция может протекать по нескольким схемам, и конкретная схема в большей сте пени определяется условиями окисления – скоростью и температурой. В результате часть атомов кислорода проникает в окисел, формируя при определенных условиях кремниевые нанокластеры вблизи границы раздела Si/SiO2. Число атомов Si на границе раздела зависит от ориентации поверхности кремниевой пластины, степени легирования, дефектности монокри сталла, скорости нагрева и охлаждения кремниевых пластин при термическом окислении, из менения скорости окисления.

Центрами зарождения нанокластеров могут являться такие точечные дефекты, как ди вакансии и вакансии. Структура и форма нанокластеров Si, формируемых в пленке SiO2, за висят также от числа атомов в нанокластере, а от формы нанокластера зависит его стабиль ность. Так, сферическая форма нанокластеров является равновесной.

В работе ученых [2] показана возможность получения нанокластеров при облучении пленки SiO2 электронным пучком.

На начальном этапе образования нанокластеров электронный микроскоп не фиксирует появления кристаллической структуры. С повышением дозы электронов в два раза количест во атомов кремния в кластере увеличивается, и образуется кристаллическая фаза кремния.

При дальнейшем облучении пленки размеры нанокластеров увеличиваются. Можно сделать вывод, что существует такой критический момент, после которого начинается процесс заро дышеобразования и роста нанокластеров Si.

При высокой плотности электронного пучка не только активизируются процессы де фектообразования, но и происходит сильный разогрев образца. Это может сопровождаться его испарением и декомпозицией материала. В процессе декомпозиции в объеме силикатной матрицы появляются свободные атомы кремния, которые могут образовывать нанокластеры, оседая в возникающих или уже имеющихся в структуре матрицы порах.

Процесс формирования нанокристаллов кремния в результате импульсно-лазерной аб ляции – Pulsed Laser Deposition (далее – PDL) – описан в ряде работ, например в [3].

PLD является одним из самых гибких и перспективных методов из-за его способности кон тролировать размер и распределение нанокластеров.

На рисунке схематически показана PLD-система. Лазерный луч направляется на зер кало, затем фокусируется кварцевой линзой на мишень под углом 45°. После лазерной абля ции формируется облако люминесцентной Si-плазмы, которое растет и расширяется в сторо ну подложки, идентичной мишени. Горячие частицы (атомы, ионы, кластеры из нескольких атомов) охлаждаются под воздействием окружающего газа и осаждаются на подложке. В то же время мишень постоянно вращается для того, чтобы каждый импульс попадал на еще не подвергнутую воздействию лазерного излучения поверхность. В облаке люминесцентной плазмы большие кластеры движутся к подложке под меньшим углом, нежели небольшие кла стеры за счет рассеяния на окружающем газе. Крупные кластеры образуются в центре облака, в то время как более мелкие формируются вблизи края облака. Таким образом, большие кла стеры оседают на подложке вблизи центра облака.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Рисунок. PLD-система Размеры нанокластеров зависят от давления газа, подаваемого в систему. Эта зависи мость может быть объяснена столкновениями между частицами. Увеличение давления при водит к увеличению столкновений между частицами мишени и окружающего газа. При уве личении давления газа количество столкновений возрастает, и в газовой фазе может произой ти достаточно большое количество столкновений для формирования небольших нанокласте ров. Таким образом, зарождение и рост нанокластеров происходит в то время, когда частицы движутся в плазме к подложке.

Метод получения нанокластеров кремния с использованием импульсного эксимерного KrF лазера описывается в работе [4]. В данной работе аморфный нанокремний наносится на стеклянную подложку методом плазмохимического осаждения. После осаждения образцы отжигаются для того, чтобы удалить атомы водорода с поверхности. Далее при комнатной температуре образцы облучаются импульсным KrF лазером. После облучения формируются нанокластеры кремния на подложке. Предполагается, что когда толщина слоя Si достигает 10–30 нм, он расплавляется под действием облучения лазера, и образуется кластер круглой формы. При увеличении толщины пленки до 50 нм тепла, созданного лазером, не хватает для того, чтобы расплавить пленку. Это приводит к случайным зарождениям поликремния на по верхности пленки, что ограничивает размер кластеров.

Процесс формирования нанокристаллов кремния методом лазерного микроструктури рования описан в работе [5]. Кремний практически не поглощает излучение CO2-лазера, так как 46 % излучения отражает, a оставшиеся 54 % пропускает. Поэтому помещают стеклянные пластины под пластины кремния для того, чтобы активировать поглощение и взаимодействие кремния с лазерным излучением. Стекло под кремниевой пластиной поглощает излучение, нагревается и частично испаряется. За счет теплообмена кремниевая пластина тоже нагрева ется и ее температура повышается. Вследствие этого процесса коэффициент поглощения кремния увеличивается. Монокристалл кремния поглощает лазерное излучение и нагревает ся, что приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны.

Таким образом, энергия излучения поглощается кремнием за счет повышения коэф фициента поглощения кремниевой пластины и преобразуется в тепловую. При повышении температуры (порядка 800С) начинается пластическая деформация кремния. При повыше нии температуры до 1423С происходит плавление материала. При дальнейшем охлаждении пластин происходит кристаллизация кремния. После облучения лазером окисленного образца Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 46 Работы выпускников его коэффициент пропускания T значительно изменяется. Наблюдается уменьшение зависи мости Т от длины волны.

В работе [6] для получения нанокластеров кремния используется дифракционно проекционный метод. Этот метод основан на локальном лазерном испарении вещества. Ла зерный пучок разделяется металлической микросеткой, и от шага ячеек зависит плотность сформированных нанокластеров. При облучении образца лазером через микросетку образу ются нанокластеры с требуемой периодичностью.

Для реализации этого метода могут быть использованы лазеры, создающие при фоку сировке излучения плотность мощности, достаточную для испарения материала. Процесс микроструктурирования подложки сопровождается испарением атомов кремния и образова нием твердых конических структур. В процессе термического окисления кремния на границе раздела Si/SiO2 образуются «лишние» атомы кремния, которые также участвуют в формиро вании нанокластеров в окисле. В результате трансформация решетки кремния в решетку ди оксида кремния вызывает появление «лишних» атомов кремния, которые перераспределяют ся между кремнием и диоксидом, образуя в них соответствующие дефекты.

Итак, при разработке нанокомпозитного материала на основе тонких слоев диоксида кремния с включениями нанокластеров кремния необходимо использовать такие методы формирования нанокластеров и такие режимы последующих термообработок, которые по зволят обеспечить кристаллическую структуру нанокластеров при высокой плотности нанок ристаллов кремния. Кроме того, для создания миниатюрных цифровых наноэлектронных устройств, наряду с высокой плотностью нанокристаллов, требуется, чтобы нанокристаллы кремния составляли регулярную матрицу в слое нанокомпозита на подложке. Из перечислен ных методов метод лазерного микроструктурирования и дифракционно-проекционный метод являются наиболее перспективными ввиду их универсальности, управляемости, производи тельности, простоты обработки и низкой стоимости.

Литература 1. Скворцов А.М., Плотников В.В., Соколов В.И. Формирование нанокластеров кремния в структуре кремний/диоксид кремния // Известия вузов. Приборостроение. – 2005. – Т. 48.

– № 3. – С. 62–67.

2. Богомолов В.Н., Гуревич С.А., Заморянская М.В. и др. Образование нанокластеров крем ния при модификации силикатной матрицы электронным пучком // Физика твердого те ла. – 2001. – Т. 43. – Вып. 2. – С. 357–359.

3. Chen X.Y., Yongfeng Lu, Wu Y.H. Mechanisms of photoluminescence from silicon nanocrystals formed by pulsed-laser deposition in argon and oxygen ambient // Journal Of Applied Physics.

– Vol. 93. – № 10. – P. 6311–6319.

4. Jiun-Lin Yeh, Hsuen-Li Chen, An Shih and Si-chen Lee. Formation of Si nanoclusters in amor phous silicon thin films by excimer laser annealing // Electronics Lett. – 1999. – Vol.35. – № 23. – 2508–2509.

5. Скворцов А.М., Соколов В.И., Погумирский М.В. и др. Свойства кремниевых структур, полученных лазерным микроструктурированием // Известия вузов. Приборостроение. – 2008. – Т.51. – № 10. – С.79–84.

6. Скворцов А.М., Чуйко В.А., Туан Л.З. и др. Формирование регулярного массива нанокла стеров кремния методом проекционного лазерного облучения // Известия вузов. Прибо ростроение. – 2009. – Т. 52. – № 5. – С.69–74.

УДК 004.5;

62- Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников К.И. ВОРОБЬЕВ СОЦИАЛЬНЫЕ СЕТИ В СОВРЕМЕННЫХ ПРОЦЕССАХ ФОРМИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ПОЛЯ Научный руководитель – к.т.н., доцент А.Ю. Гришенцев Влияние Интернета как средства массовой информации в современном мире на широ кие массы людей огромно. Существуют всевозможные сервисы и ресурсы для предоставле ния информации о той или иной сфере жизни. Интернет стал проводником в жизнь для об ширного слоя населения нашей планеты. Разумеется, этим не могут не пользоваться отдель ные лица для решения определенного рода задач. Поисковые системы, видеохостинги, ново стные ресурсы, блоги оказывают существенное влияние на информационную среду совре менного мира.

В этой статье мы будем рассматривать социальные сети как влиятельные фигуры в со временных процессах формирования информационного поля.

Согласно исследованиям, проведенным компанией InSites Consulting, количество пользователей социальных сетей различного рода превышает 1 миллиард человек. Это при близительно 70% от всех пользователей Интернета [1]. При этом столь грандиозное число с каждым годом стабильно увеличивается. Социальные глобальные сети (СГС) давно прочно интегрированы в повседневную жизнь современного человека. В среднем до 25% свободного времени среднестатистический пользователь проводит в социальных сетях [2]. Во многих случаях люди входят во всемирную паутину через СГС, а не через поисковые сайты. Ввиду повсеместной распространенности СГС они используются различными организациями и ча стными лицами для решения множества социальных, экономических, а в общем политиче ских† задач различного уровня.

Госсекретарь США Хилари Клинтон в выступлении, посвященном вопросу свободы Интернета, говорит: «…Блоги, электронная почта, социальные сети и текстовые сообщения открыли новые форумы для обмена идеями – и создали новые мишени для цензуры. И сей час, во время моего выступления сегодня, в каком-то государстве цензоры яростно работают над тем, чтобы стереть мои слова из архивов истории…» [3]. Огромные финансовые средства выделяются для развития этой области. Более 45 миллионов долларов американское прави тельство выделило для «поддержки растущей группы специалистов в области технологий и активистов, работающих на переднем крае борьбы с Интернет-репрессиями» [4]. Американ ские военные разрабатывает программные средства для манипуляции социальными группами с помощью информации, циркулирующей в крупнейших СГС, таких как Facebook и Twitter.

Базирующаяся в Калифорнии компания получила от американского Генштаба – в компетен цию которого входит, среди прочего, координация военных операций на Ближнем Востоке и в Центральной Азии – контракт на разработку «службы сетевого управления персонами».

Она позволяет любому американскому военному специалисту контролировать по десятку фальшивых «личностей» по всему миру. В условиях контракта Генштаба говорится, что все фальшивые личности должны иметь убедительную «биографию» и детали. На английском языке работа вестись не будет, поскольку «обрабатывать» американскую аудиторию таким образом незаконно, а деятельность Генштаба на английском языке всегда является открытой.

Новая служба ориентирована на следующие языки: арабский, фарси, урду и пуштунский [5].

Волну политических переворотов и революционных демонстраций в арабском мире уже окрестили так называемой facebook-революцией. Через такие социальные сети, как Face † ПОЛИТИКА (от греч. «полис» — множество, куча, гора, город-государство) — искусство (наука и практика) борьбы за власть, управления государством, в т. ч. в отношении других государств [Большая актуальная поли тическая энциклопедия]. Одна из трактовок означает множество интересов, проявление и пересечение.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 48 Работы выпускников book и Twitter, велась обильная оппозиционная пропаганда, направленная против легитимных государственных строев арабских стран. Влияние США на кризисы арабской весны видно невооруженным глазом. К примеру, именно менеджер по маркетингу фирмы Google Вайль Гоним был выбран официальным представителем революционной молодежи Египта для пе реговоров с властью. Он был одним из организаторов «Дня гнева» и активистов, через Face book призывающих молодежь выйти на улицу, чтобы изменить ситуацию в стране [6]. В пе риод революционного апогея корпорация Google помогала египтянам отправлять сообщения в Twitter при отключении правительством Интернета. Были введены в действие три телефон ных номера, позвонив по которым, египтяне могли оставить сообщение на автоответчике.

Голосовое сообщение в автоматическом режиме переводится в печатный текст, который по мещается в блоге Twitter[7].

Любопытным фактом является то, что количество пользователей, занятых оппозици онной деятельностью и находившихся непосредственно в революционных странах, несрав нимо меньше пользователей, которые принимали информационное участие в действиях за рубежом. Во время «зеленой революции» в Тегеране в Twitter писали лишь 60 человек, а большая часть активистов работала за пределами исламской республики. И переписывались они в основном не с иранцами, а друг с другом [8]. Революцию в Тунисе освещал блогер Бе шир Благуй, который находился в Калифорнии. Вот что он говорит газете «Коммерсант»: «В ноябре 2010 года я создал оппозиционный сайт Freetunisia.org. Тунисские власти запретили доступ к нему уже спустя 12 часов после создания. Тогда я зарегистрировал одноименное со общество в социальной сети Facebook. Хотя она тоже блокировалась цензорами, но люди давно уже научились обходить запреты с помощью специальных программ, и сообщество стало быстро набирать популярность»;

«в этой группе состояло более 400 тыс. человек, большинство из них граждане Туниса или тунисцы, живущие за рубежом». Когда тунисские власти отключили в стране Интернет, то наблюдение и освещение ситуацией взяли в свои руки блогеры, находившиеся за пределами Туниса [9]».

Конечно, правительства стран, в которых происходят революции в ответ мятежникам, применяет контрмеры. В начале января тунисские спецслужбы с помощью местного провай дера-монополиста осуществили массовый взлом аккаунтов на Facebook, пытаясь остановить организацию митингов на улицах и распространение видеороликов. Технически это было сделано с помощью внедрения вредоносного скрипта в страницу авторизации сайта для поль зователей Facebook в Тунисе с последующим перехватом зашифрованного логина и пароля из фальшивого URL. Facebook воспринял это как техническую, а не политическую проблему, и начал ее решать. Команда Салливана быстро выкатила двухуровневую систему. Во-первых, все запросы из Туниса автоматически перенаправлялись на https-сервер (хотя они понимали, что ISP может принудительно переводить сессию в http, но этого не произошло). Во-вторых, был запущена дополнительная процедура аутентификации для всех тунисских пользователей, которые за последнее время осуществляли авторизацию (т.е. чьи пароли могли быть перехва чены). Чтобы зайти на сайт, им нужно было распознать нескольких своих «френдов» по фо тографиям. Для 100% тунисских пользователей новая система была активирована к утру января [10].

Правительство Белоруссии во время серии акций «Революция через социальные сети»

блокирует доступ к социальным сетям [11]. Во время так называемых стихийных погромов в Лондоне местные власти также блокируют социальные сети [12].

Ситуация с социальными сетями в России обстоит следующим образом: главная по численности пользователей социальная сеть – vkontakte.ru, а не Facebook. Этот факт благо приятен для правительства тем, что повлиять в случаи оппозиционных настроений на компа нию, находящуюся в пределах России, гораздо легче, чем на иностранные социальные сети.

Именно после событий, прогремевших во многих странах арабского мира, руководства сайта vkontakte.ru принимает решение ввести регистрацию новых пользователей с привязкой к мо Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников бильному телефону. Заметим, что при привязке аккаунта к мобильному телефону пользова телю открываются различные новые функции этого ресурса.

Как говорилось в начале статьи, Интернет в современном мире стал источником ново го информационного поля. Если не главное, то, по крайней мере, большое влияние Интернета на информационное поле заключается в доступности и быстроте информации практически для всех слоев населения. Само собой разумеется, что этот факт значительным образом по влиял на многие сферы жизни человечества. Такое положение Интернета в общем информа ционном поле имеет как положительное, так и отрицательное значение. Некоторые ярко от рицательные черт Интернета были рассмотрены в статье. Результатом влияния негативной информации, распространенной средствами Интернета среди населения ряда стран мира, ста ли вполне невиртуальные революции, которые, в свою очередь, привели к кровопролитным гражданским войнам во многих арабских странах.

Для достижения максимальной пользы от Интернета с точки зрения политических ин тересов различных стран нужно проводить ряд процедур для пропаганды морально нравственных, просветительских и образовательных действий. Необходимо формировать здоровую информационную среду, адекватную современным реалиям жизни, без ограниче ния информационных свобод граждан.

Литература 1. InSitesConsulting: количество пользователей социальных сетей превышает 1 млрд. [Элек тронный ресурс] / ITC.ua, ITCPublishing, 2011 — Режим доступа:

http://itc.ua/news/insites_consulting_kolichestvo_polzovatelej_socialnyh_setej_prevyshaet_1_ mlrd_55538, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус., укр.

2. Сколько времени мы проводим в социальных сетях?. [Электронный ресурс] / soft.mail.ru, Mail.Ru, Softline, 2011 – Режим доступа: http://soft.mail.ru/pressrl_page.php?id=43732, сво бодный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

3. Выступление госсекретаря Клинтон по вопросу свободы интернета [Электронный ре сурс] / america.gov, Archive, 2010 – Режим доступа: http://www.america.gov/st/global russian/2010/January/20100121172024eaifas0.1592785.html, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

4. Выступление государственного секретаря Клинтон о свободе интернета [Электронный ресурс] / america.gov, Archive, 2011 – Режим доступа:

http://www.america.gov/st/democracy russian/2011/February/20110215180526x0.3079449.html, свободный. – Загл. с экрана. – Яз.

рус.

5. «Марионетки» Пентагона в социальных сетях [Электронный ресурс] / baltinfo.ru, «Бал тийская Медиа Группа», 2011 – Режим доступа:

http://www.baltinfo.ru/2011/03/21/Marionetki-Pentagona-v-sotcialnykh-setyakh-194415, сво бодный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.


6. Официальным представителем революционной молодежи Египта стал менеджер Google [Электронный ресурс] / baltinfo.ru, «Балтийская Медиа Группа», 2011 – Режим доступа:

http://www.baltinfo.ru/2011/02/09/Ofitcialnym-predstavitelem-revolyutcionnoi-molodezhi Egipta-stal-menedzher-Google-187205, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

7. Google помогает египтянам отправлять сообщения в Twitter без Интернета [Электронный ресурс] / baltinfo.ru, «Балтийская Медиа Группа», 2011 – Режим доступа:

http://www.baltinfo.ru/2011/02/01/Google-pomogaet-egiptyanam-otpravlyat-soobscheniya-v Twitter-bez-interneta-185713, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

8. Революции при помощи Twitter и Facebook [Электронный ресурс] / n-europe.eu, Новая Эўропа, 2011 – Режим доступа: http://www.baltinfo.ru/2011/02/01/Google-pomogaet Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 50 Работы выпускников egiptyanam-otpravlyat-soobscheniya-v-Twitter-bez-interneta-185713, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус., ук.

9. Это была настоящая информационная война, и мы ее выиграли [Электронный ресурс] / kommersant.ru, ЗАО «Коммерсантъ. Издательский дом», 2011 – Режим доступа:

http://www.kommersant.ru/Doc/1597402, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

10. Facebook-революция [Электронный ресурс] / interface.ru, interface.ru. Internet and software company, 2011 – Режим доступа: http://www.interface.ru/home.asp?artId=25155, свободный.

– Загл. с экрана. – Яз. рус.

11. Белтелеком на время «революции из социальной сети» блокирует Вконтакте [Электрон ный ресурс] / habrahabr.ru, «Тематические Медиа», 2011 – Режим доступа:

http://habrahabr.ru/blogs/infosecurity/122460/, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

12. Действительно ли социальные сети виноваты в погромах в Лондоне [Электронный ре сурс] / timeapple.ru, TimeApple, 2011 – Режим доступа: http://timeapple.ru/dejstvitelno-li socialnye-seti-vinovaty-v-pogromax-v-londone/, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус.

УДК 004.032. Р.Н. ЗАХАРОВ СОБЫТИЙНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ФРЕЙМВОРК NODE.JS Научный руководитель – к.т.н., доцент И.Б. Бондаренко Постановка задачи Развитие сети Интернет и информационных технологий идет быстро, появляется но вые требования и задачи, диктуемые конечными пользователями. Как следствие, сущест вующие технологии, некогда актуальные, более не могут удовлетворять новым постоянно растущим требованиям.

Новые прикладные задачи инициируют разработку новых платформ и языков разра ботки программного обеспечения. Все больше внимания уделяется не только вопросам, ка сающимся стабильности работы, но и долгосрочной поддержке, масштабируемости и откры тости технологий.

Рост количества пользователей, связанный с переходом сети Интернет к Web 2.0, предъявляет новые требования к обслуживанию пользовательских запросов: оперативность доставки информации, быстрое масштабирование, обработка большого количества одновре менных запросов.

Решение Удачной попыткой решить поставленные задачи стало создание одного из новых тех нологических решений – событийно-ориентированного фреймворка node.js, который включа ет в себя наиболее оптимальные решения из существующих библиотек и языков.

В основу платформы был положен асинхронный режим работы всех вызовов, зани мающихся операциями ввода-вывода, обычно требующих значительного времени на обра ботку. Это позволяет разрабатывать приложения, работающие в неблокирующем режиме. В качестве языка реализации был выбран популярный JavaScript, который обычно исполняется на стороне клиента, в веб-обозревателе. Этот язык изначально проектировался для событий но-ориентированной работы в браузере.

Используется реализация JavaScript под названием V8 – открытый движок (исходный код которого публикуется под лицензией BSD License), поддерживающийся Google Inc и большим сообществом разработчиков СПО. V8 нашел применение в браузерах на основе Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Chromium (например, Google Chrome). Используемый движок на сегодняшний день является самым быстрым интерпретатором языка JavaScript, во многом из-за наличия компилятора, который позволяет компилировать исходный код в машинный во время исполнения (runtime).

Важно отметить, что node.js использует модель «один процесс – один поток», что по зволяет избавить программиста от усложнения кода. В частности, не возникает ситуации, из вестной как deadlock (взаимная блокировка потоков), не требуется синхронизированный дос туп к общим объектам, который усложняет программный код [1].

Приложения на node.js обычно имеют множество функций обратного вызова (callback), которые являются обработчиками событий. Благодаря замыканиям контекст вы полнения в момент вызова функции обратного вызова будет всегда восстановлен.

Средствами операционной системы через epoll, kqueue, /dev/poll или select фреймворк ожидает сетевые подключения, появления новых порций данных из сети, вызывая заданные про граммистом функции обратного вызова, при этом не создавая новый поток, не выделяя дополни тельно память из кучи с помощью менеджера памяти системы. Это резко отличается от класси ческого подхода, в котором на каждое новое соединение создается поток, как следствие, менед жером памяти выделяется дополнительная куча, а также увеличивается количество контекстных переключений в диспетчере задач операционной системы или виртуальной машины [2]. Рабочие операции, например, с базой данных, также являются не блокирующими благодаря выполнению запросов параллельно с основной логикой приложения.

Node.js - очень молодой проект, основанный в 2009 году. Несмотря на это, он привлек внимание многих компаний и разработчиков, которые активно разрабатывают библиотеки и прослойки (middleware) для фреймворка. Открытость платформы децентрализует единое ме сто хранения всех доступных расширений, поэтому невозможно сказать точно, сколько их существует. Однако можно взять примерные данные из крупных репозиториев пакетов. Так, в системе GitHub [3] зарегистрировано более 1000, а в пакетном менеджере npm [4] – более 5400 пакетов.

Сторонние библиотеки ускоряют время разработки, добавляют новые возможности к веб-серверу, дают возможность создавать потоковое вещание данных, создают интерфейсы для доступа к разным типам баз данных, позволяют использовать API сторонних ресурсов, занимаются реализаций других протоколов, отличных от http, и позволяют решать многие другие задачи.

Наличие большого количества библиотек дает возможность программисту сосредото читься на логике приложения вместо написания вспомогательных функций. Это позволяет уменьшить время разработки и количество ошибок.

Выводы Серверный фреймворк node.js имеет большие перспективы развития и уже сейчас слу жит основой для создания новых программных продуктов.

Фреймворк подходит для приложений, активно ведущих обмен данными по сети, ра ботающих с большим количеством одновременных соединений (более 10000), имеющих большое количество операций ввода-вывода, но не для ресурсоемких вычислений в логиче ской части.

Литература 1. Jacek Becela - Introduction to node.js [Электронный ресурс] – Режим доступа:

http://j.mp/vSwa5K 2. Node.js project [Электронный ресурс] - Режим доступа http://nodejs.org Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 52 Работы выпускников 3. GitHub social coding [Электронный ресурс] – Режим доступа:

https://github.com/joyent/node/wiki/modules 4. npm registry [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://search.npmjs.com/ УДК 616-073. О.Н. ВОЛОТОВСКАЯ ПРИНЦИП РАБОТЫ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАФОВ Научный руководитель: – к.т.н., доцент И.Б. Бондаренко В статье рассматриваются принципы получения и обработки кардиосигналов, полученных при помощи электрокардиографа – прибора, основным инструментом исследования которого являются динамики развития сердечно-сосудистых заболеваний. Описывается его техническое устройство. Представлена структурная схема кардиомониторов, предназначенных для преобразования, обработки и отображения электрокардиосигналов (ЭКС), а также состав данных, необходимых для обработки в кардиомониторах на всех этапах и принципы управления и тестирования таких устройств.

Электрокардиографы позволяют изучать сердечную деятельность пациента в любых условиях без проникновения непосредственно в область сердца. При помощи электрокардио графов можно: определить частоту сердечных сокращений и своевременно выявлять любые нарушения ритма сердца;

обнаруживать нарушения электрической проводимости сердца (ти пичная диагностика), которые могут приводить к снижению его функций и даже к ее полно му прекращению;

выявлять дефекты в сердечной мышце. Для измерения сигналов использу ют, как минимум, два электрода, которые располагают на поверхности тела пациента.

По количеству одновременно регистрируемых каналов электрокардиографы делятся на одноканальные и многоканальные;

по условиям эксплуатации и возможностям переноски – на стационарные и переносные;

в зависимости от возможности от автоматической обработ ки сигнала – на аппараты, позволяющие автоматически анализировать ЭКГ и не позволяю щие: по типу регистратораразличают электрокардиографы с механическим регистратором с чернильным писцом, с регистратором с тепловым писчиком (термопринтер), с регистратором капиллярного типа (минографы), с механическим регистратором с копировальной бумагой, с регистраторами на основе ПК.

В основе работы электрокардиографа лежит регистрация электрических импульсов, которые вызывают сокращение мышц сердца и кровеносной системы. Другими словами, электрические импульсы приводят сердце в рабочее состояние, а электрокардиограф – это устройство, которое их регистрирует и отображает величину и форму импульсов, поступаю щих в различные мышцы сердца. Современные электрокардиографы созданы по типу изме рителей напряжения. Устройство электрокардиографа включает в себя следующие части.


входное устройство – система электродов, через которую снимают электрический сигнал (напряжение электрического поля), кабель отведений, коммутатор с переключателем от ведений;

усилитель биопотенциалов;

регистрирующее устройство;

устройства для регулировки и контроля усиления и регулировки скорости бумаги.

блок питания –от сети переменного тока напряжением 127 и 220 В, а иногда от аккумуля торов [1].

Современные кардиоприборы сочетают в себе целый комплекс оборудования – ком плекс приборов, аппаратов и инструментов, обеспечивающих контроль динамики изменений состояния пациента, автоматическую обработку и мгновенное получение заключений, диаг ностику и лечение, длительный и краткосрочный мониторинг.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы выпускников Изменение разности потенциалов на поверхности тела, возникающие во время работы сердца, записываются с помощью различных систем отведений ЭКГ. Каждая из измеряемых разниц потенциалов называется отведением. Отведения I, II и III накладываются на конечно сти: I – правая рука – левая рука, II – правая рука – левая нога, III – левая рука – левая нога.

Электрод на правой ноге используется только для заземления пациента. Регистрируют также усиленные отведения от конечностей: aVR, aVL, aVF – однополюсные отведения, они изме ряются относительно усредненного потенциала всех трех электродов. Из шести сигналов только два являются линейно независимыми (сигнал в каждом из этих отведений можно най ти, зная сигналы только в каких-либо двух отведениях). Грудные отведения обозначаются буквой V, их всего 6: с V1 по V [2]. Существует классификация кардиоотведений от треуголь ника Эйнтховена. В этом методе используется три стандартных отведения: от левой руки к правой, от правой руки к ноге и от ноги к левой руке с разностями потенциалов V1, V2 и V соответственно. Такая комбинация отведений составляет электродинамически равносторон ний треугольник с центром в источнике тока в сердце [3].

Одна из методик регистрации и исследования электрических полей, образующихся при работе сердца, выполненных при помощи устройства электрокардиографа – электрокар диография. Представляет собой относительно недорогой, но ценный метод электрофизиоло гической инструментальной диагностики в кардиологии. Результатом электрокардиографии является получение электрокардиограммы (ЭКГ) – графического представления разности по тенциалов возникающих в результате работы сердца. Существуют смежные методы электро кардиографии:

электромиография (ЭМГ) – метод исследования, позволяющий регистрировать электри ческую активность групп скелетных мышц в состоянии покоя и при произвольном их со кращении (в мышцу через кожу вводят игольчатый электрод и регистрируют с помощью осциллоскопа электрический разряд в мышце);

электроэнцефалография (ЭЭГ) – метод графической регистрации электрической активно сти головного мозга с помощью электроэнцефалографа. ЭЭГ можно записывать как в специальном кабинете с помощью стационарного электроэнцефалографа, так и у постели больного с помощью портативного прибора.

Несмотря на большое разнообразие кардиомониторов, все они могут быть представле ны обобщенной структурной схемой, изображенной на рисунке [4]. ЭКС с электродов посту пает в блок усиления и преобразования, который усиливает его до необходимого уровня.

Блок ограничивает спектр частот входного сигнала с целью повышения помехоустойчиво сти и надежного выделения информативных признаков ЭКС и производит его дискретиза цию, если в дальнейшем предполагается цифровая обработка сигнала. Усиленный и преобра зованный в цифровую форму ЭКС (если предусматривается цифровая обработка сигнала) по ступает в блок обработки. Идентифицированные комплексы и значения поступают в блок формирования диагностических заключений. На основании полученных данных по алгорит мам выделения аритмий формируются соответствующие диагнозы. Диагностические заклю чения сравниваются в блоке формирования сигналов тревоги с порогами, установленными для сигнализации. ЭКС и диагностические заключения о характере аритмий индицируются в блоке отображения информации.

Рассмотренные принципы работы электрокардиографов были использованы при раз работке конструкции прибора. Выполненные инженерные расчеты показали выполнение тре бований технического задания.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 54 Работы выпускников Рисунок. Обобщенная структурная схема кардиомониторов Литература 1. http://www.slav-med.ru/catalog/func_diag/electrokard/electrocard_EK-12T-01.php.

2. http://acudao.ru/vnutrennie-bolezni/princip-raboty-elektrokardiografa/.

3. http://www.medkurs.ru/kardiolog/karddiag/diagnostisszab/23103.html.

4. http://www.blekrostov.ru/kar.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 55 Работы студентов РАБОТЫ СТУДЕНТОВ УДК 681. Р.А. ДУСЯВИЧУС НЕКОТОРЫЕ ДАТЧИКИ ДВИЖЕНИЯ, СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ИХ ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ Научный руководитель – к.т.н., доцент И.Б. Бондаренко Цель статьи – обьяснить читателю, какими охранными средствами защиты чаще всего пользуются в современном мире, указав на их слабые и сильные стороны.

Охранные системы и их установка – едва ли не основная задача, стоящая перед руко водством любого серьезного предприятия. Классическая охранная система состоит из сле дующих элементов:

контрольной панели;

устройств управления (клавиатур и т.п.);

сигнальных устройств (сирен и т.д.);

датчиков.

Центром системы является контрольная панель, которая производит обработку данных с датчиков, клавиатур и активирует сигнальные устройства в случае тревоги.

Датчики являются своеобразными сенсорами системы. В настоящее время на рынке представлено большое разнообразие различных типов датчиков, некоторые из них являются узкоспециализированными.

Датчик движения – датчик, обнаруживающий перемещение каких-либо объектов. В быту чаще всего под этим термином подразумевается электронный инфракрасный датчик, обнаруживающий присутствие и перемещение человека и коммутирующий питание электро приборов (чаще всего освещения). Датчики движения находят следующее применение:

автоматическое управление освещением;

охранная сигнализация.

Принцип работы датчика основан на отслеживании уровня ИК-излучения в поле зре ния датчика (как правило, пироэлектрического). Сигнал на выходе датчика монотонно зави сит от уровня ИК излучения, усредненного по полю зрения датчика. При появлении человека (или другого массивного объекта с температурой большей, чем температура фона) на выхо де пироэлектрического датчика повышается напряжение. Чтобы определить, движется ли объект, в датчике используется оптическая линза Френеля. Иногда вместо линзы Френеля ис пользуется система вогнутых сегментных зеркал. Сегменты оптической системы (линзы или зеркала) фокусируют ИК-излучение на пироэлементе, выдающем при этом электроимпульс.

По мере перемещения источника ИК-излучения оно улавливается и фокусируется разными сегментами оптической системы, что формирует несколько последовательных импульсов. В зависимости от установки чувствительности датчика для выдачи итогового сигнала на пиро элемент датчика должно поступить 2 или 3 импульса.

Датчики, использующиеся в системах охранной сигнализации, имеют выход ное реле типа «сухой контакт» (нормально замкнутый). В датчиках, используемых для управ ления освещением, для коммутации нагрузки обычно применяются твердотельные выключа тели на основе тиристоров или симисторов.

Для обеспечения охраны большинства объектов обычно обходятся следующими типа ми охранных датчиков: магнитоконтактные, пассивные инфракрасные, комбинированные.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 56 Работы студентов Магнитоконтактные датчики применяются для защиты дверей и окон от несанкциони рованного открытия. Состоят из двух элементов: один устанавливается на подвижную часть окна или двери, второй – на неподвижную дверную коробку или раму. Существуют исполне ния для поверхностного и скрытого монтажа.

Преимущества:

низкая стоимость;

возможность скрытой установки;

высокая защита от ложных тревог;

Недостатки:

сложность скрытого монтажа, особенно на оконные рамы;

защита только от несанкционированного открытия двери или окна;

не помогают при проломе или разбитии стекла.

Таблица 1. Технические характеристики ИО409-8 Фотон-9. ИО409-48 Фотон-9М Дальность действия 10 м Напряжение питания постоянного тока 12 В Потребляемый ток 15 мА Степень защиты оболочки IP Фотон-9 0... +50° С Фотон-9М 30... +50° С Габаритные размеры 87х61х40,5 мм Масса 0,09 кг Принцип действия пассивных ИК датчиков основан на контроле за инфракрасным (теп ловым) излучением в защищаемом помещении. При изменении инфракрасного фона в поме щении, что происходит в момент перемещения человека, датчик формирует сигнал тревоги.

Такие датчики также называют датчиками движения.

Таблица 2. Основные характеристики ИК-датчиков фирмы CROW GENIUS, D&D, LYNX SRP-200/300 SRP-600 SRP- Характеристика Пироприемник DUAL DUAL DUAL QUAD Регистрируемая скорость 0,15...1,8 0,3...1,5 0,3...1,5 0,5...1, движения, м/с Чувствительность,град. 1,1 1,6 1,6 2, при скорости движения, м/с 0,9 0,6 0,6 0, Время прогрева, с 3 30 20 Рабочая температура, град. -20...+70 -20...+60 -20...+60 -20...+ Существуют пассивные ИК датчики с различными диаграммами обнаружения: объ емной, круговой, типа «штора» или «коридор». Наибольшее распространение получили объ емные датчики, которые, как правило, устанавливаются в углу защищаемого помещения под потолком. Дальность обнаружения составляет в среднем 10–15 м.

Преимущества:

низкая стоимость;

простота монтажа;

высокая степень защиты от ложных срабатываний в нормальных условиях.

Недостатки:

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы студентов крупные животные могут быть причиной ложных тревог даже в случае применения спе циальных линз.

Комбинированные датчики ИК+СВЧ контролируют охраняемую зону одновременно по двум параметрам – ИК и микроволновому излучению. ИК составляющая датчика следит за изменением теплового фона, а микроволновая излучает короткие волны и анализирует изме нение их отражения. Тревожный сигнал формируется только при одновременном обнаруже нии движения по обоим каналам.

Таблица 3. Технические характеристики Paradox 525D, 525D Vision Название параметра Значение Антимаскирование 0,5 мм Угол обнаружения 90° 14м 14м Диаграмма направленности Ток потребления 18 мА, в режиме тревоги 30 мА Диапазон рабочих температур от -10°С до +50°С от –20 до + 50°С Преимущества:

простота установки;

высокая защита от ложных тревог.

Недостаток – относительно высокая стоимость.

С помощью этих средств охрана или владелец имущества получают оперативную ин формацию о происходящих противоправных действиях. Задача системы охраны заключается в обнаружении на охраняемой территории злоумышленника и подаче сигнала тревоги.

Заключение Основная проблема всех сигнализаций – это «ложные срабатывания». Полностью из бавиться от них нельзя, но сократить количество «ложных срабатываний» можно. При мон таже охранного комплекса важно «не переборщить» с количеством датчиков. Добросовест ные и профессиональные монтажные организации никогда не будут настаивать на большом количестве датчиков, если на то нет дополнительных причин. Просто зачастую минимальным количеством датчиков можно достаточно хорошо защитить свое жилье, а вот стать причиной «ложных срабатываний» могут именно лишние датчики.

Литература 1. Андреев С. Охранная система с радиооповещением // Радио-Конструктор. – 2008. – № 8.

2. Information Security. – 2009. – №1. – Февраль-март.

3. Кадино Э. Электронные системы охраны. – М.: ДМК-Пресс, 2005.

УДК 004.3' О.И. ГРИНЧЕНКО РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАНАРНЫХ ТРАНЗИСТОРОВ Научный руководитель – к.т.н., доцент Р.А. Халецкий Целью статьи является расчет основных параметров технологического процесса изго товления планарных транзисторов, на которых основана полупроводниковая микросхема 113-ой серии К1ИЛ131. Рассчитав данные параметры, мы сможем разработать оптимальный Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 58 Работы студентов набор технологических операций, а реализовав их, получим отвечающие всем стандартам ка чества транзисторы.

Формирование базовой области (легирование подложки бором) проходит в два этапа:

загонка и разгонка примеси.

Исходные данные:

2,5 мкм 2,5 10 4 см – глубина коллекторного р-n перехода;

x j(Б К ) N K 3,3 1016 см 3 – концентрация примеси в коллекторной области.

1-й этап:

N s _ загон 5 1019 см 3 – поверхностная концентрация примеси при загонке;

Т загон 1020С 1293К – температура загонки.

2-й этап:

N s _ разгон 1019 см 3 – поверхностная концентрация примеси при разгонке;

Т разгон 1180С 1453 К – температура разгонки.

На первом этапе диффузия примеси из неограниченного источника описывается дополни тельной функцией ошибок:

x j( Б К ) N ( x, t ) N s _ загон * erfc 2 Dз tз, (1) где Dз – коэффициент диффузии примеси при загонке;

tз – время загонки примеси. На вто ром этапе диффузия примеси из ограниченного источника описывается законом Гаусса:

x j, N ( x, t ) N s _ разгон exp 4D t р р где Dр – коэффициент диффузии примеси при разгонке;

tр – время разгонки примеси.

На глубине, равной глубине коллекторного p-n-перехода, концентрация акцепторной примеси в базе равна концентрации донорной примеси в коллекторе, т.е. N K N Б ( х j ( Б К ) ).

Закон Гаусса принимает вид:

x2 j(Б К ) N К N s _ разгон exp.

4D t рр Коэффициент диффузии является константой, характеризующей скорость диффузии.

С ростом температуры в полупроводниках коэффициент диффузии обычно резко возрастает.

Эта зависимость определяется выражением Аррениуса:

E D D0 exp( a ), (2) k T где D0 – постоянная величина, имеющая размерность коэффициента диффузии и зависящая от рода примеси и материала полупроводниковой пластины, см 2 / с ;

Ea – энергия активации примеси, эВ;

k 8,63 105 – постоянная Больцмана, эВ/К;

Т – абсолютная температура диф Величины D0 и Ea для наиболее распространенных примесей в кремнии пред фузии, К.

ставлены в таблице. Эти данные в дальнейшем могут быть использованы при расчетах.

Таблица. Величины D0 и Eа для примесей в кремнии Тип электропроводности Примесь Ea [эВ] D0 [ см 2 / с ] Дырочный (p-тип) Бор(В) 10,6 3, Электронный (n-тип) Фосфор (Р) 10,5 3, Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы студентов Согласно (2), Ea ) =9,22·10-14 см2/сек;

Dз D 0 exp( kT Ea ) =3,26·10-12 см2/сек.

Dр D 0 exp( kT Выражение для tз получаем из (8):

Q tз, (3) 4 D з Ns з где Q – количество примеси, см-2;

Q Ns р D р t р, (4) tp – время разгонки примеси.

На втором этапе диффузия примеси из ограниченного источника описывается законом Гаусса.

x j(Б-К) N ( x, t ) Ns р * exp. (5) 4D р t р На глубине, равной глубине коллекторного p-n перехода, концентрация акцепторной примеси в базе равна концентрации донорной примеси в коллекторе, т.е. Nк = Nб (Xбк). Закон Гаусса принимает вид:

x j(Б-К) Nк Ns р * exp. (6) 4D р t р Из уравнения (13) x2 j(Б К ) tр (7) Nk 4 D р ln( ) N sр Согласно (7) (2,5 10 4 ) x 2 j ( Б К ) tр 838,4с 13,9 мин.

Nk 3,3 4 D р ln( ) 4 1,6 10 12 ln( ) N sр Согласно (4) Q Ns р D р t р 1019 3,14 1, 6 1012 1700 9, 26 1014 см 2.

Из уравнения (3) Q 2 (2,9 1015 ) 2 3, tз 2924,3с 48,7 мин 4 (1,03 1013 ) (5 1019 ) 4 Dз Ns з Таким образом, зависимость концентрации бора от глубины после загонки:

x NБз( x) 5 1019 erfc( 4 ), (8) Зависимость концентрации бора от глубины после разгонки:

x N Бр ( x) 1019 exp 1,08 * 10 8. (9) Формирование эмиттерной области проходит в два этапа: загонка и разгонка при меси. Исходные данные: хj(Э-Б) = 2 мкм = 2*10-4 см – глубина эмиттерного p-n перехода.

Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС 60 Работы студентов 1-й этап:

Nsз = Nmax = 9,6·1020 см-3 – поверхностная концентрация примеси при загонке.

Тз = 1020С = 1293К – температура загонки.

2-й этап:

Nsр = 1*1020 см-3 – поверхностная концентрация примеси при разгонке.

Тp = 1140С = 1413К – температура разгонки.

На первом этапе диффузия примеси из неограниченного источника описывается до полнительной функцией ошибок, в соотвествии с (2), (3), (7):

Ea ) =3,71·10-14 см2/c Dз D 0 exp( kT Ea ) =6,27·10-13 см2/c Dр D 0 exp( kT Выражение для tз получаем из (8):

Q tз. (10) 4 D з Ns з Согласно графику температурной зависимости растворимости атомов примеси в крем нии при T=1000С, NSз=1*1021см-3. Согласно (11), Q Ns р D р t р (11) На втором этапе диффузия примеси из ограниченного источника описывается законом Гаусса (12). На глубине, равной глубине эмиттерного p-n перехода, концентрация акцептор ной примеси в базе равна концентрации донорной примеси в эмиттере, т.е. NБ(XЭБ)=NЭ(XЭБ).

Закон Гаусса принимает вид:

x j(Э-Б) NБ NsЭ * exp. (12) 4D р t р Из (19) получаем:

x 2 j (ЭБ ) tр. (13) NБ 4 D р ln( ) N sр Концентрацию примеси в базе NБ на глубине эмиттерного p-n перехода находим из уравнения (16):

(2 10 4 ) N Бр 1019 exp 1,03 10 8 3,7*10 см.

19 - Из уравнения (19) (2 10 4 ) x 2 j ( ЭБ ) tр 2673с 44,5 мин.

NБ 3,7 4 D р ln( ) 4 9,44 10 ln( ) N sр 1 10 Согласно (18), Q Ns р D р t р 1 10 20 3,14 9,44 10 11 1070 7,26 1015 см 2.

Согласно (17), Q 2 (5,6 1017 ) 2 3, tз 1207,8c 20,1мин.

4 (1,34 10 11 ) (1 10 21 ) 4 Dз Ns з Таким образом, зависимость концентрации фосфора от глубины после загонки имеет вид Сборник трудов научно-педагогической школы кафедры ПКС Работы студентов x NЭз ( x) 9,6 10 20 erfc( ), (14) 9,8 10 а зависимость концентрации фосфора от глубины после разгонки – x N Эр ( x) 1*10 20 exp 4,04 *10 7. (15) Проведенный расчет позволяет получить цифровое значение времен загонки и разгонки на этапах диффузии бора и фосфора. Знание данных параметров позволяет обеспечить необходимую толщину примесного слоя, что очень важно при формиро вании базовых областей транзистора. Так же пользуясь законами Гаусса, мы рассчиты ваем концентрации примеси в базовой и эмитерной областях транзистора, а также полу чаем выражения, описывающие зависимости концентрации примеси от глубины. На ос нове этих данных строятся графики, необходимые на стадии контроля толщины примес ного слоя.

Литература 1. Готра З. Ю. Тенология микроэлектронных устройств. Справочник. – М.: Радио и связь, 1991.

2. Матсон Э.А., Крыжановский Д.В. Справочное пособие по конструированию микросхем.

– Мн.: Выш. школа, 1982. – 224 с.

3. Методические указания к курсовому проектированию по технологии микросхем и эле ментов ЭВА. – Л.: ЛИТМО, 1979. – 48 с.

4. Методическая разработка к курсовому проектированию по технологии микросхем и эле ментов ЭВМ. – Л., 1979. – 58 с.

5. Скворцов А.М. Технология микросхем и элементов ЭВА. Учебное пособие. – Л.: ЛИТМО, 1978. – 82 с.

6. Скворцов А.М., Халецкий Р.А. Литография в микроэлектронике. Учебное пособие. – СПб:

ИТМО, 2003. – 80 с.

УДК 004.3' А.Р. ХАБИБУЛЛИНА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЛАЖНОСТИ НА ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ Научный руководитель – к. т. н., доцент И.Б.. Бондаренко Влажность – один из самых опасных факторов воздействия на любой вид аппаратуры, так как ведет к очень серьезным последствиям – распространению коррозии, конденсации, разбуханию, деформации и другое, в итоге выход из строя.

Ключевые слова: электронные компоненты, влага, корпус.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.