Micro Systèmes n°28 février 1983
Micro Systèmes n°28 février 1983
  • Prix facial : 18 €

  • Parution : n°28 de février 1983

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 190

  • Taille du fichier PDF : 146 Mo

  • Dans ce numéro : dossier... bases de données et gestionnaires de fichiers.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Si l'on abaisse suffisamment la température d'un métal, celui-ci conduit l'électricité sans aucune résistance. Dossier Caractéristiques d'une cryoélectronique supraconductrice Ses avantages  : — Elle possède des propriétés physiques particulières à basse température liées à l'effet Josephson et aux effets d'interférences quantiques ; sa vitesse de commutation est très élevée ; son niveau de dissipation est très faible ; ses lignes de transmission supraconductrices ont un très bas niveau de distorsion, elles sont fermées sur leur impédance caractéristique (les réflexions sont éliminées) ; — Elle comprend des lignes de distributions équipotentielles (bus) ; la diaphonie peut être très réduite entre voisins par l'emploi d'un plan de masse supraconducteur ; le niveau de bruit thermique est très faible à 4 °K, assurant un meilleur rapport signal sur bruit et une bande passante plus large ; les courants électriques de fuites entre composants sont réduits ; une enveloppe supraconductrice fournit un blindage magnétique idéal. — Elle a des mémoires permanentes, du fait de la résistance électrique nulle en courant continu ; les processus d'évolution physicochimiques (électromigration, diffusion, corrosion), des dispositifs sont éliminés ; l'accord est excellent entre les circuits réalisés et leurs modèles, ce qui facilite la conception de nouveaux circuits par simulation. Ses inconvénients  : — Elle fonctionne à environ 4 °K, ce qui impose un refroidissement à l'hélium liquide ou avec un réfrigérateur. — La différence de température est de 300 °K entre le système et l'ambiance, ce qui peut créer d'importantes forces électromotrices thermiques. — Des effets de dilatation différentielle des divers matériaux sont susceptibles de créer des tensions mécaniques dans les jonctions au cours des cyclages thermiques. cuits électroniques rapides dans le domaine de la picoseconde. L'instrumentation rapide (échantillonnage, conversion analogique-numérique) est un aspect de tels développements. L'état supraconducteur Lorsque l'on abaisse suffisamment la température d'un métal, celui-ci conduit l'électricité sans aucune résistance. Ceci est vrai pour un très grand nombre de métaux, mais pas pour tous, et la température à laquelle le métal devient supraconducteur varie d'un métal à l'autre. Dans un conducteur normal, le courant de porteurs est constitué par des électrons individuels (charge e). Si ceux-ci sont en mouvement, ils sont diffusés par les atomes du réseau cristallin et ses vibrations. La résistance électrique du conducteur caractérise le freinage des électrons par suite de ces « chocs ». Dans l'état supraconducteur, 86 — MICRO-SYSTEMES les électrons se groupent par paires (charge électrique 2 e) qui ont un mouvement collectif cohérent décrit dans le cadre de la mécanique quantique. La présence d'un électron modifie la position des atomes environnants du réseau. Cette modification est ressentie par un autre électron, et le résultat global est un léger effet attractif. En-dessous d'une certaine température (température critique Tc caractéristique de chaque supraconducteur), l'énergie d'agitation thermique devient suffisamment faible pour que cet effet attractif entre électrons, par l'intermédiaire du réseau, domine la répulsion coulombienne. Les électrons qui participent à la conduction se « condensent » par paires formant un ensemble cohérent ; le matériau passe de l'état normal à l'état supraconducteur. L'énergie des électrons groupés en paires est alors inférieure à celle des électrons individuels, ce qui explique que le matériau subisse une transition vers cet état énergétiquement plus favorable. A la température du zéro absolu, (0 °K = — 273,15 °C), tous les électrons individuels disponibles pour la conduction électrique sont condensés en paires. Les paires ne peuvent absorber de quantité d'énergie inférieure à 2 A(0), appelée énergie de bande interdite du supraconducteur à 0 °K. C'est l'énergie minimale à fournir pour briser une paire. Si le courant traversant un supraconducteur n'est pas trop intense, les paires reçoivent une énergie inférieure à 2 A(0) au cours de leurs « chocs » quand elles se déplacent ; elles ne peuvent l'absorber et se déplacent sans dissipation d'énergie. C'est pourquoi la résistance électrique d'un supraconducteur parcouru par un courant continu est strictement nulle. L'absence de résis- Les jonctions tunnel Josephson (surfacesu trapézoïdales) sont à la base des circuits'logiques et des mémoires destinés à l'ordinateur supraconducteu - Février 1983



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