看一下普通收音机的内部,你就可以发现许多不同的元件:电子管、电阻、电容、线圈。它们虽然不是那么多,总共只有五六十个左右,但是它们个儿挺大,占了不少的地方。因此,收音机的体积比较大。如果收音机做得精致美观,放在家里桌子上,个儿大点还是可以的。然而,要是想在旅行时随身携带着收音机,恐怕它的大小和重量对你说来就不再是无所谓了吧。怎样才能把按照旧的、所谓立体线路装配起来的普通收音机变得更为轻便小巧呢?
近代, 科学家和工程师们已经着手解决这个问题了,想出了很多办法研制小型和超小型元件。最初出现了小尺寸的所谓《姆指》管,随后又出现了微型电子管。各种元件,例如电阻、电容和线圈的尺寸都缩小了好几倍。应用半导体三极管后,无线电设备小型化又前进了一大步。半导体三极管甚至比最小、最轻的微型电子管还要小几倍、轻几倍。目前,已经制成和火柴盒差不多大小的半导体袖珍收音机,用半导体作的助听器,能放在眼镜框子里。但是缩小电子仪器的单个元件毕竟有一个限度。元件愈小,生产过程愈复杂,可靠性也大大地降低了,而可靠性在无线电设备的工作中比尺寸小更为重要。
为了给小型化寻找新的出路,人们学会了象印书那样地印刷电子线路,这就是在一块不大的陶片上,用薄膜的形式不但印上了连接导线,而且印上了各种元件: 电阻、电容、感应线圈。
大家会说:“这种方法在想像中并不困难。但是实际上怎样做呢?”
让我们回忆一下普通的碳阻。原来在它全部体积内只有千分之二的部分是有效的。而所有其它部分:引出线支架、外壳等等——并不直接参加电阻的工作。在电容器内也是如此。这就是说,应该从电阻和电容中区分出直接参加工作的那一部分结构,然后只把这一部分印在陶片上。在印刷线路中正是这样做的。用电解和光化学方法在陶片上印出线路的各种元件。和普通的立体线路比较起来,这种印刷线路制造更为方便。

但是,无论是半导体或者印刷装置,都还没有解决充分地利用仪器体积的问题。因此科学家们研究出另一种装配无线电设备的新方法——所谓微型模件法。“微型模件”(或简称“微模”)是什么呢?“微型”意味着“超小型的”,而“模件”是一种度量单元,一种在线路中有其完全确定作用的结构单元。在一般工程中,模件就是一种具有标准尺寸的最小元件。整个建筑物就是由这些元件,例如砖块砌成的。同样,电子仪器也能用具有标准尺寸的模件构成。
组成整个装置的模件,其功用可以是不用同的:譬如,用来放大、振荡等等。
微模由一些9×9×0.3毫米的微小标准陶片组成。在每一陶片上敷上金属层作为电阻、电容、感应线圈、连接导线。从27欧姆到1兆欧的电阻是由用淀积法得到的金属或金属氧化物做成。在标准陶片上可以印出容量为100微微法的高稳定电容器。把电容器做成多层就能得到大的容量(0.1微法)。从0.1到10微法的电容器,是利用铝、钽、钛、锆、铌的电解薄膜以及固态电介质做成。
感应线圈和变压器做成带有铁心的环形。这种环形保证了最小的杂散磁场,这就消除了微模各片间的电磁耦合。
半导体三极管和二极管,可以做到和别针头差不多大小。因此,这样的半导体器件可以压在陶片上,而引出导线则焊在陶片边上的槽内。用于微模装置中的半导体管和用于立体线路中的电子管比较起来小了几百倍,而且比一般的半导体管小五到十倍。
在每一个陶片上印出一个电阻、一个电容等等。甚至可以各印两个和三个线路元件,这样更能缩小微模结构的总体积。把陶片一个个平行地上下排列起来,每两片间相隔很近的距离,约为0.3毫米。这个距离是从线路能可靠工作着眼来选择的,最小距离要使得各元件之间不产生干扰。按照一定的次序用导线棒把微模陶片彼此连接起来,就得到某一种线路,譬如放大器、振荡器、多谐振荡器等等。
在调整和调谐以后,用特种化合物把微模小方块封好,使它的机械性能牢固可靠,而且能够防潮。然后把这些小方块安装在带有印刷线路的总的陶片上,并且彼此连接起来,成为一个结构。

微模能承受的电压不大——大约为70~80伏。但是半导体管比普通电子管省电200~300倍左右。因此半导体三极管线路即使工作在不大的电压下,也并不次于工作在高压(屏压200~250伏)下的类似的电子管线路。
用微模装成的仪器的可靠性不次于一般的半导体仪器。用微模装成的用在人造地球卫星上的仪器,可以不停地工作几千小时。为了对比起见,可以指出,用电子管装成的普通仪器,工作期限要短得多。
微模装置在各种不同的气候条件下都能工作。这对制造用于宇宙飞行的电子仪器特别重要。
微模装置的尺寸比一般的立体装置要小几十倍。下面的例子可以说明它们能把无线电设备的尺寸缩小到何种程度。不久以前制成了一种带有电池和天线的收音机。它并不比一支自来水钢笔大。这种收音机由五个微模组成,每个微模的体积为1.64立方厘米。就质量而言,它不次于我们一般的中级收音机,而重量只有62克。
用微模制成的磁性录音机、无线电台和放大器可以装在衣袋里。
微模有很大的前途。它们将非常广泛地应用于计算技术、自动控制、运输和医学中。它们将使无线电器件完全标准化,大大地缩短无线电设备的生产期限,开辟了几乎全部自动化生产微模的可能性。工厂中的同一部设备将可以用来为无线电设备生产各种不同功用的微模。从生产一种微模转为生产另一种微模时,只需要改变一下计算机的程序,它就会开始指挥生产过程。
微模具有很小的尺寸。这是由于元件装接的高度密集性——1立方厘米内可容纳几十个元件。而在普通的装置中1立方厘米中平均只能有一两个元件。
但是对于微模来说,1立方厘米中容纳几十个元件——这是一个极限。为了进一步缩小设备的尺寸,大大地提高元件安装的密集度,还必须寻找制造电子仪器的其他新方法,这些方法应当和直到如今还存在着的方法有本质的不同。
目前在这一方面正在做些什么呢?如果向科学家提出这个问题,他们将这样回答:“我们正在研究微型线路和创立分子电子学。”
微型线路的理论和制作,又叫作微型线路学,它的基础,是应用特种的印刷装配和真空喷涂金属薄膜的工艺,并且同一个元件可以同时起几个作用。譬如,同一片薄膜既用作电阻,又用作电容器的极板。与此相同,一个电容器既用作电容,又用作电阻。显然,这样就大大地减小了元件的总数。用微型线路学方法做出的设备,其安装密集度可达1立方厘米容纳几百个,例如600~900个元件。这是一个巨大的数目!与微模相比,安装密集度增加了30~40倍,而结构本身尺寸的缩小程度大约相同。
但是这还不算。分子电子学还要更进一步。
在这种情况下,硅片或锗片已经不仅是起着单个电阻、电容、电感的作用,而是一下子起着整个放大器线路、振荡器线路和变换器线路的作用。在无线电技术中大家都感兴趣的所有半导体都具有晶体结构。可以人工地制造出这类晶体,使它的结构具有预定的电学性质和介电性质。怎样做呢?譬如,把化学杂质——钛、钽或其它,掺入晶体,结果晶格就可以重新排列,而起到我们所需要的信号变换的作用。正是用这种方法已经制成了尺寸不大于火柴头的多谐振荡器,而普通结构的多谐振荡器则有电话机那么大的体积。
这样,在分子结构中,元件安装的密集度将是1立方厘米容纳几千个元件。这方面的发展,需要利用现代固体物理学。(苏联Л.库普利扬诺维奇)(苏华译自苏联“青年技术”杂志1961年第1期)