Наноэлектронная элементная база информатики на основе полупроводников и ферромагнетиков

Упражнение 1:

Номер 1

Какая скорость преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды с использованием АЦП конвейерного типа нужна: при считывании видеосигналов с 15-мегапиксельной фоточувствительной матрицы с частотой 36 кадров/с? (ответ укажите в миллионах)

Ответ:

540

Номер 2

Какая скорость преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды с использованием АЦП конвейерного типа нужна: при считывании видеосигналов с 18-мегапиксельной фоточувствительной матрицы с частотой 60 кадров/с? (ответ укажите в миллиардах c точностью до 2-х знаков после запятой)

Ответ:

1,08

Номер 3

Какая скорость преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды с использованием АЦП конвейерного типа нужна: для "оцифровки" в реальном времени радиосигналов с несущей частотой 46 МГц? (ответ укажите в миллионах)

Ответ:

92

Номер 4

Какая скорость преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды с использованием АЦП конвейерного типа нужна: для "оцифровки" в реальном времени радиосигналов с несущей частотой 400 МГц? (ответ укажите в миллионах)

Ответ:

800

Номер 5

Какая скорость преобразования аналоговых сигналов в цифровые коды с использованием АЦП конвейерного типа нужна: при считывании сигналов в спектроанализаторе с верхней предельной частотой 160 МГц? (ответ укажите в миллионах)

Ответ:

800

Упражнение 2:

Номер 1

Во сколько раз возрастет частота собственных колебаний упругой микроэлектромеханической перекладины, если: ее толщину и длину уменьшить в 1,5 раза? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

1,5

Номер 2

Во сколько раз уменьшится частота собственных колебаний упругой микроэлектромеханической перекладины, если: ее толщину уменьшить в 1,5 раза, а длину увеличить в 1,2 раза? Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

Ответ:

2,16

Номер 3

Во сколько раз уменьшится частота собственных колебаний упругой микроэлектромеханической перекладины, если: ее толщину уменьшить в 2,2 раза, а длину в 1,2 раза? Ответ введите с точностью до второго знака после запятой.

Ответ:

1,53

Номер 4

Во сколько раз возрастет частота собственных колебаний упругой микроэлектромеханической перекладины, если: ее толщину уменьшить в 2,5 раза, а длину в 2 раза? Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

1,6

Упражнение 3:

Номер 1

Рассчитайте частоту собственных колебаний кантилевера из кремния и массу его чувствительной зоны, считая, что она составляет 25% длины. Размеры кантилевера заданы: длина 80 мкм; ширина 10 мкм; толщина 1 мкм

Ответ:

(1) 21 кГц и 466 пг

(2) 22 кГц и 466 пг

(3) 21 кГц и 469 пг

(4) 22 кГц и 468 пг

(5) 21 кГц и 468 пг

Номер 2

Рассчитайте частоту собственных колебаний кантилевера из кремния и массу его чувствительной зоны, считая, что она составляет 25% длины. Размеры кантилевера заданы: длина 25 мкм; ширина 3 мкм; толщина 600 нм

Ответ:

(1) 129 кГц и 26,2 пг

(2) 127 кГц и 26,2 пг

(3) 129 кГц и 26,5 пг

(4) 128 кГц и 26,2 пг

(5) 128 кГц и 26,5 пг

Номер 3

Рассчитайте частоту собственных колебаний кантилевера из кремния и массу его чувствительной зоны, считая, что она составляет 25% длины. Размеры кантилевера заданы: длина 10 мкм; ширина 1 мкм; толщина 300 нм

Ответ:

(1) 402 кГц и 1,75 пг

(2) 404 кГц и 1,75 пг

(3) 403 кГц и 5,75 пг

(4) 402 кГц и 5,75 пг

(5) 404 кГц и 5,75 пг

Номер 4

Рассчитайте частоту собственных колебаний кантилевера из кремния и массу его чувствительной зоны, считая, что она составляет 25% длины. Размеры кантилевера заданы: длина 5 мкм; ширина 650 нм; толщина 200 нм

Ответ:

(1) 1,07 МГц и 378 фг

(2) 1,07 МГц и 376 фг

(3) 1,08 МГц и 378 фг

(4) 1,08 МГц и 376 фг

(5) 1,06 МГц и 378 фг

Номер 5

Рассчитайте частоту собственных колебаний кантилевера из кремния и массу его чувствительной зоны, считая, что она составляет 25% длины. Размеры кантилевера заданы: длина 3 мкм; ширина 400 нм; толщина 100 нм

Ответ:

(1) 1,49 МГц и 70 фг

(2) 1,48 МГц и 70 фг

(3) 1,46 МГц и 72 фг

(4) 1,49 МГц и 72 фг

(5) 1,48 МГц и 72 фг

Упражнение 4:

Номер 1

Используя результаты предыдущего упражнения, оцените порог чувствительности сенсора на кантилевере, считая, что можно надежно фиксировать изменение частоты на 10 Гц, а частота изменяется по закону , где  – масса чувствительной зоны кантилевера,  – масса частицы, которая к ней присоединилась. Размеры кантилевера заданы: длина 80 мкм; ширина 10 мкм; толщина 1 мкм

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 2

Используя результаты предыдущего упражнения, оцените порог чувствительности сенсора на кантилевере, считая, что можно надежно фиксировать изменение частоты на 10 Гц, а частота изменяется по закону , где  – масса чувствительной зоны кантилевера,  – масса частицы, которая к ней присоединилась. Размеры кантилевера заданы: длина 25 мкм; ширина 3 мкм; толщина 600 нм

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 3

Используя результаты предыдущего упражнения, оцените порог чувствительности сенсора на кантилевере, считая, что можно надежно фиксировать изменение частоты на 10 Гц, а частота изменяется по закону , где  – масса чувствительной зоны кантилевера,  – масса частицы, которая к ней присоединилась. Размеры кантилевера заданы: длина 10 мкм; ширина 1 мкм; толщина 300 нм

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 4

Используя результаты предыдущего упражнения, оцените порог чувствительности сенсора на кантилевере, считая, что можно надежно фиксировать изменение частоты на 10 Гц, а частота изменяется по закону , где  – масса чувствительной зоны кантилевера,  – масса частицы, которая к ней присоединилась. Размеры кантилевера заданы: длина 5 мкм; ширина 650 нм; толщина 200 нм

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 5

Используя результаты предыдущего упражнения, оцените порог чувствительности сенсора на кантилевере, считая, что можно надежно фиксировать изменение частоты на 10 Гц, а частота изменяется по закону , где  – масса чувствительной зоны кантилевера,  – масса частицы, которая к ней присоединилась. Размеры кантилевера заданы: длина 3 мкм; ширина 400 нм; толщина 100 нм

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Упражнение 5:

Номер 1

Интеллектуальный наноэлектромеханический гироскоп-акселерометр обеспечивает временную стабильность положения оси ориентации  от начального направления. Рассчитайте предельное отклонение его оси от начального направления при условиях: гироскоп находится на борту межпланетного космического корабля, приближающегося к Марсу спустя 9 месяцев после старта

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 2

Интеллектуальный наноэлектромеханический гироскоп-акселерометр обеспечивает временную стабильность положения оси ориентации  от начального направления. Рассчитайте предельное отклонение его оси от начального направления при условиях: гироскоп находится на борту атомной подводной лодки после 15 месяцев автономного плавания

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 3

Интеллектуальный наноэлектромеханический гироскоп-акселерометр обеспечивает временную стабильность положения оси ориентации  от начального направления. Рассчитайте предельное отклонение его оси от начального направления при условиях: гироскоп находится на борту межпланетного космического корабля, приближающегося к Венере спустя 7,5 месяцев после старта

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 4

Интеллектуальный наноэлектромеханический гироскоп-акселерометр обеспечивает временную стабильность положения оси ориентации  от начального направления. Рассчитайте предельное отклонение его оси от начального направления при условиях: гироскоп находится на борту межпланетного космического корабля, приближающегося к Юпитеру спустя 3,5 года после старта

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Номер 5

Интеллектуальный наноэлектромеханический гироскоп-акселерометр обеспечивает временную стабильность положения оси ориентации  от начального направления. Рассчитайте предельное отклонение его оси от начального направления при условиях: гироскоп находится на борту межконтинентальной баллистической ракеты, которая летит со скоростью 6 км/с и преодолевает расстояние 6600 км. Рассчитайте также предельное отклонение ракеты от цели, связанное с возможным отклонением оси ориентации

Ответ:

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

Упражнение 6:

Номер 1

Рассчитайте величину электрического тока (пА), который протекает сквозь наноэлектромеханический транзистор, изображенный на рисунке, если известна частота его колебаний :  = 85 МГц
		 Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

13,6

Номер 2

Рассчитайте величину электрического тока (пА), который протекает сквозь наноэлектромеханический транзистор, изображенный на рисунке, если известна частота его колебаний :  = 230 МГц
		 Ответ введите с точностью до первого знака после запятой.

Ответ:

36,8

Номер 3

Рассчитайте величину электрического тока (пА), который протекает сквозь наноэлектромеханический транзистор, изображенный на рисунке, если известна частота его колебаний :  = 650 МГц

Ответ:

104

Номер 4

Рассчитайте величину электрического тока (пА), который протекает сквозь наноэлектромеханический транзистор, изображенный на рисунке, если известна частота его колебаний :  = 1,8 ГГц

Ответ:

288

Номер 5

Рассчитайте величину электрического тока (пА), который протекает сквозь наноэлектромеханический транзистор, изображенный на рисунке, если известна частота его колебаний :  = 5 ГГц

Ответ:

800

Наноэлектронная элементная база информатики на основе полупроводников и ферромагнетиков - тест 7