Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Классификация Интегральные микросхемы

Интегральная микросхема – это конструктивно законченное микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования информации, содержащее некоторое количество электрически связанных между собой электрорадиоэлементов (транзисторов, диодов, конденсаторов, резисторов и т.д.), изготовленных в едином технологическом цикле.

1. Микросхемы, элементы, компоненты.

Интегральная схема – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования, обработки сигнала и/или накапливания информации и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов и кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.

Элемент интегральной микросхемы – часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента (транзистора, диода, резистора, конденсатора), которая выполнена нераздельно от кристалла или подложки и не может быть выделена как самостоятельное изделие.

Компонент интегральной микросхемы - часть интегральной схемы, реализующая функцию какого-либо электрорадиоэлемента, которая может быть выделена как самостоятельное изделие. Компонент является частью гибридной микросхемы.

Цифровая интегральная микросхема – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции.

Аналоговая микросхема – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции.

 

2. Элементы конструкции микросхем.

Корпус – часть конструкции интегральной микросхемы, предназначенная для защиты микросхем от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Типы и размеры корпусов, расположение и количество выводов стандартизированы.

Подложка – заготовка из диэлектрического материала, предназначенная для нанесения на нее элементов гибридных и пленочных интегральных микросхем межэлементных и/или межкомпонентных соединений, а также контактных площадок.

Плата – часть подложки на поверхности которой нанесены пленочные элементы микросхемы, межэлементные и/или межкомпонентные соединения, а также контактные площадки.

Полупроводниковая пластина – заготовка из полупроводникового материала, предназначенная для изготовления полупроводниковых интегральных микросхем.

Кристалл – часть пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы полупроводниковой микросхемы, межэлементные и/или межкомпонентные соединения, а также контактные площадки.

Базовый матричный кристалл – кристалл интегральной микросхемы с регулярным, в виде матрицы, расположением не соединенных и/или соединенных между собой элементов, без межэлементных соединений.

Контактная площадка – металлизированный участок на плате или кристалле или корпусе интегральной микросхемы, служащий для присоединения выводов компонентов и кристаллов, перемычек, а также контроля ее электрических параметров и режимов.

Бескорпусная интегральная микросхема – кристалл микросхемы, предназначенный для монтажа в гибридную интегральную микросхему или микросборку. Для соединения с внешними электрическими цепями бескорпусная микросхема имеет собственные выводы, а ее полная защита обеспечивается корпусом устройства, в которое эта микросхема установлена.

Вывод – проводник, соединенный электрически с контактной площадкой кристалла и механически с его поверхностью. Могут быть жесткими (шариковые, столбиковые, балочные) или гибкими (лепестковые, проволочные).

 

Микросхемы изготавливают групповым методом по материалосберигающей технологии, тиражирую одновременно в одной партии от нескольких десятков до нескольких десятков тысяч микросхем. По конструктивно–технологическому принципу микросхемы делятся на три группы: полупроводниковые, пленочные и гибридные.

В полупроводниковой интегральной микросхеме все элементы и межэлементные соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводниковой подложки.

В пленочной интегральной микросхеме все элементы и соединения между ними выполняются в виде пленок. В настоящее время методом пленочной технологии изготавливают только пассивные элементы – резисторы, конденсаторы и индуктивности. В зависимости от толщины пленки и способа создания элементов пленочные микросхемы делят на тонко– и толстопленочные. К первому типу относятся микросхемы толщина пленки в которых не превышает 1 мкм, а толщина пленки в толстопленочной микросхеме составляет 10…70 мкм.

В гибридных интегральных схемах в качестве активных элементов используются навесные дискретные полупроводниковые приборы или полупроводниковые интегральные микросхемы, а в качестве пассивных элементов используют пленочные резисторы, конденсаторы, индуктивности и соединяющие их пленочные проводники.

3. Простые и сложные микросхемы

 

- Степень интеграции микросхемы определен как показатель степени сложности, характеризуемы числом содержащихся в ней элементов и компонентов

К = lg N

Где К – коэффициент, показывающий степень интеграции

N – число элементов, входящих в состав интегральной микросхемы.

Степень интеграции (К) Количество элементов (N)
До 10
11-100
101 – 1000
1001 – 10 000
10 001 – 100 000
И т.д. 100 001 – 1 000 000

 

- количественную меру сложности цифровых микросхем определяют числом логических элементов, из которых состоит интегральная микросхема. Под логическим элементом в этом случае поднимают устройства, выполняющие операции булевой алгебры в двоичной системе счисления.

 

Табл. 1.

Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции

 

Уровень число элементов и компонентов в одной микросхеме
интеграции Цифровые микросхемы Аналоговые
  на МДП транзисторах на биполярных транзисторах микросхемы
МИС £ 100 £ 100 £ 30
СИС 100…1000 100…500 30…100
БИС 1000…10 000 500…2000 100…300
СБИС ³ 10 000 ³ 2000 ³ 300

 

По степени интеграции микросхемы делятся на:

малые интегральные схемы (МИС) – это схемы 1…2 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько видов функциональных аналоговых или логических элементов (логические элементы И, ИЛИ, НЕ, триггеры, усилители, фильтры и т.д.);

средние интегральные схемы (СИС) – схемы 2…3 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько одинаковых функциональных узлов электронных устройств (регистр, дешифратор, счетчик, постоянно запоминающие устройство);

большие интегральные схемы (БИС) схемы 3…4 степени интеграции, в состав которых входят один или несколько функциональных устройств (арифметико–логическое устройство, оперативное запоминающие устройство и т.д.)

сверхбольшие интегральные схемы (СБИС) – это интегральные схемы 5…7 степени интеграции, представляющие собой законченные микроэлектронные изделия, способные выполнять функции аппаратуры (однокристальные ЭВМ, микропроцессоры).

 

Наибольшей степенью интеграции обладают полупроводниковые микросхемы, затем тонкопленочные и, наконец толстопленочные и гибридными. Классификация полупроводниковых микросхем по уровню интеграции представлена в табл. 1.

Логические микросхемы на основе биполярных транзисторов по схемотехническому и конструктивно–технологическому исполнению разделяют на типы:

– резистороно–транзисторная логика (РТЛ) и ее модификация (с непосредственной связью, с емкостной связью и т.д.);

– транзисторно–транзисторная логика (ТТЛ) и ее модификация ( ТТЛ с диодами Шотки (ТТЛШ));

– эмиттерно–связанная логика (ЭСЛ);

– интегральная инжекционная логика (И2Л);

– инжекционно–полевая логика (ИПЛ).

Логические микросхемы на МДП транзисторах подразделяются на:

p–канальные (p–МДП);

n–канальные (n–МДП);

– комплементарные на взаимодополняющих p– и n–канальных транзисторах (КМДП).

В настоящее время промышленность выпускает множество серий интегральных микросхем. Каждая из этих серий характеризуется следующими параметрами: быстродействие (задержка переключения); потребляемая мощность, произведение мощности на время задержки, запас помехоустойчивости, коэффициент разветвления по выходу, требования к напряжению питания, диапазон рабочих температур, плотность размещения элементов на кристалле, степень интеграции, стоимость и др. Сведения об этих характеристиках приведены в табл. 2.

Табл. 2. Значение рабочих параметров элементов цифровых микросхем
Параметр Биполярные МДП
  ТТЛ ТТЛШ ЭСЛ И2Л p-МДП n-МДП КМДП
Диапазон рабочих температур для общепромышленных серий, °С 0…70 0…70 0…75 0…70 0…70 0…70 –40…+85
Напряжение питания для общепромышленных серий, В –5,2 1,5 –10 3…15
Запас помехоустойчивости (наихудший), В 0,5 0,3 0,17 0,1 Зависит от процесса производства 0,3U
Коэффициент разветвления по выходу
Потребляемая мощность на логический элемент, мВт 25…50 50 мкВт 0,5 0,1… 1,0 50 нВт, статическая, зависит от частоты
Задержка переключения на логический элемент, нс 0,5… 2,0 1…10 10…50
Произведение мощность–задержка, пДж 0,5 0,7… Зависит от частоты
Интегральная плотность логических элементов, мм2
Число ЭРЭ в логическом элементе на два выхода 9…12 10…12 3…4
                 

 

4. Система условных обозначений микросхем

Аналоговые и цифровые микросхемы разрабатываются и выпускаются предприятиями изготовителями в виде серий. Каждая серия отличается степенью комплектности и содержит несколько микросхем, которые в свою очередь, подразделяются на типономиналы.

К серии микросхем относят совокупность типов микросхем, которые могут выполнять различные функции, но имеют единое конструктивно – технологическое исполнение и предназначены для совместного применения. С течением времени состав серий расширяется.

Тип микросхемы – микросхема конкретного функционального назначения и определенного конструктивного и схемотехнического решения, имеющая свое условное обозначение.

Типономинал – микросхема конкретного типа, отличающая от других микросхем однаим или несколькими параметрами.

 

Сканировать таблицу 1.2. стр. 11 Справочник цифровые и аналоговые интегральные микросхемы.

 

Условное обозначение полупроводниковых микросхемы

Группа (по конструктивно-технологическому исполнению) Порядковый номер данной серии подгруппа Вид (по функциональному назначению) Условный номер разработки в данной серии по функциональному признаку

 

1 800 В Б 1

схема синхронизации МПК с порядковым номером серии 800 и номером разработки микросхемы в данной серии по функциональному признаку 1.

 

1 33 Л А 1

полупроводниковая микросхема И-НЕ с порядковым номером серии 33 и номером разработки микросхемы в данной серии по функциональному признаку 1.

 




<== предыдущая | следующая ==>
Пример решения задачи | Знак Хаоса





Date: 2015-09-02; view: 853; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.008 sec.) - Пожаловаться на публикацию