Микроэлектроника - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Интеграмльная (микро)схемма (ИС, ИМС, м/сх, англ. integrated circuit, IC, microcircuit), чип, микрочимп (англ. microchip, silicon chip, chip -- тонкая пластинка -- первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) -- микроэлектронное устройство -- электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или пленке) и помещенная в неразборный корпус, или без такового, в случае вхождения в состав микросборки.
Краткая историческая справка. Первые опыты по созданию полупроводниковых интегральных схем были осуществлены в 1953 г., а промышленное производство интегральных схем началось в 1959 г. В 1966 г. был начат выпуск интегральных схем средней степени интеграции (число элементов в одном кристалле до 1000). В 1969 г. были созданы интегральные схемы большой степени интеграции (большие интегральные схемы, БИС), содержащие до 10 000 элементов в одном кристалле.
В 1971 г. были разработаны микропроцессоры, а в 1975 г. -- интегральные схемы сверхбольшой степени интеграции (сверхбольшие интегральные схемы, СБИС), содержащие более 10 000 элементов в одном кристалле. Полезно отметить, что предельная частота биполярных транзисторов в полупроводниковых интегральных схемах достигает 15 ГГц и более (1 ГГц = 109 Гц).
Интегральные микросхемы представляют собой конструктивно законченные миниатюрные электронные устройства, предназначенные для усиления, генерирования или преобразования электрических сигналов. Они состоят из кристалла полупроводника (германия или кремния), в котором отдельные участки эквивалентны активным (диод, транзистор) или пассивным (резистор, конденсатор, катушка индуктивности) элементам.
Микросхемы помещают в металлические или металлостеклянные корпуса прямоугольной формы размером 22X22X4 мм или цилиндрической диаметром 9,4 мм. Корпуса могут быть также изготовлены из полимерных материалов, а выводы -- из латуни. Бескорпусные микросхемы защищают, выполняя заливку полимерными материалами -- термореактивными компаундами.
Микросхемы классифицируются по технологическим принципам их изготовления, интеграции элементов и функциональному назначению.
По технологии изготовления микросхемы делятся на полупроводниковые и гибридные. В полупроводниковых интегральных микросхемах все элементы и соединения их выполняются в объеме или на поверхности полупроводникового материала. Гибридные микросхемы отличаются тем, что в них только часть элементов выполняется методом интегральной технологии, а остальные (обычно активные) элементы имеют самостоятельное конструктивное оформление.
Гибридные микросхемы в зависимости от толщины пленок и методов нанесения их на поверхности подложки делятся на тонкопленочные (толщина пленки менее 1 мкм) й толстопленочные (толщина пленки более 1 мкм). При изготовлении микросхем для бытовой радиоаппаратуры применяют в основном гибридную толстопленочную технологию, которая сравнительно проста и не требует сложного оборудования и дорогостоящей измерительной техники. Основным недостатком толстопленочных микросхем является малая степень интеграции, однако ее можно повысить, выполнив пассивные элементы на обеих сторонах подложки.
По интеграции элементов (количеству входящих в микросхему транзисторов, диодов, резисторов и других элементов) микросхемы подразделяются на схемы малой (первой), средней (второй) и большой (третьей) степени интеграции. Микросхемы, содержащие до 10 элементов, называют малыми, от 10 до 100 элементов -- средними, свыше 100 -- большими, сверхбольшая интегральная схема (СБИС) -- до 1 миллиона элементов в кристалле, ультрабольшая интегральная схема (УБИС) -- до 1 миллиарда элементов в кристалле, гигабольшая интегральная схема (ГБИС) -- более 1 миллиарда элементов в кристалле.
По функциональному назначению интегральные микросхемы делятся на цифровые (логические) и линейно-импульсные. Цифровые микросхемы предназначены, для обработки электрических сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Такие микросхемы используются в системах автоматики и электронно-вычислительных машинах. Линейно-импульсные (аналоговые) микросхемы применяют для усиления, генерирования и преобразования сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции. Они используются в качестве усилителей низкой и высокой частоты, смесителей, детекторов, генераторов и т. д.
Микросхемы широкого применения разрабатываются, как правило, в виде серий. Серия -- это совокупность микросхем, имеющих единую конструктивно-технологическую основу, но выполняющих различные функции. В сериях микросхемы согласованы по напряжениям источников питания, входным и выходным сопротивлениям, по уровням сигналов, а также удовлетворяют единым климатическим и механическим требованиям. Например, серия К224 выполняется по толстопленочной гибридной технологии с использованием бескорпусных дискретных транзисторов и конденсаторов, включает 19 микросхем, которые оформлены в прямоугольные металлополимерные корпуса. Каждая микросхема имеет 9 выводов и рассчитана на вертикальное расположение.
На вновь разрабатываемые и модернизируемые микросхемы установлена следующая классификация и система обозначения. По конструктивно-технологическому исполнению их подразделяют на три группы, которым присвоены цифровые обозначения: 1, 5, 7 -- полупроводниковые; 2, 4, 6, 8 -- гибридные; 3 -- прочие (пленочные, вакуумные, керамические, и т. д.).
Обозначение интегральных микросхем состоит из следующих элементов: первый элемент -- цифра, указывающая группу микросхемы; второй элемент - две цифры -- порядковый номер разработки серии (0 до 99); третий элемент--две буквы -- подгруппа и вид микросхемы; четвертый элемент -- порядковый номер разработки микросхемы в данной серии. Для микросхем широкого применения в начале обозначения ставится буква К.
После обозначения порядкового номера разработки серии микросхемы может стоять буква русского алфавита или цветная точка, указывающая на различие электрических параметров. Конкретные значения электрических параметров и цвет маркировочной точки даются в технической документации на микросхемы. Например, К2УН242 означает: К--микросхема, используемая в устройствах широкого применения; 2 -- группа конструктивно-технологического исполнения; УН -- усилитель низкой частоты; 242 -- порядковый номер разработки серии.
Похожие статьи
-
Полупроводниковые твердые схемы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Твердые схемы представляют собой устройства, состоящие из кристаллов полупроводника, выполняющих функции активных и пассивных элементов схемы без внешних...
-
Основные параметры логических интегральных микросхем Входное U1вх и выходное U1вых напряжения логической единицы - значение высокого уровня напряжения на...
-
"Физические явления при контакте твердых тел" - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
При образовании кристаллической решетки металла внешние валентные электроны оказываются настолько слабо связанными со своими ядрами, что под воздействием...
-
Оптоэлектронные полупроводниковые приборы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Оптоэлектроника - область электроники, занимающаяся вопросами преобразования оптических сигналов в электрические и наоборот. Новое направление в...
-
Схемы ЭСЛ _ эмиттерно-связанной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Цифровые микросхемы эмиттерно-связанной логики имеют более высокое быстродействие, чем схемы ТТЛ (даже ценой большей рассеиваемой мощности), достигшее в...
-
Схемы ТТЛ _ транзисторно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Разновидности схем ТТЛ Также широко используются на практике разновидности схем ТТЛ: А) схема ТТЛ с тремя состояниями выхода Схемы базовых ТТЛ нельзя...
-
Схема ДТЛ - диодно-транзисторной логики - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Основная схема ДТЛ приведена на рисунке 2.16,а. Здесь диоды VD1, VD2, VD3 и резистор R1 представляют собой конъюнктор (И), элементы VT, R2, R3 _ инвертор...
-
Полупроводниковый резистор - это полупроводниковый прибор с двумя выводами, построенный на полупроводнике, равномерно легированном примесями. В...
-
Для целенаправленного изменения свойств полупроводники легируют, т. е. вводят в небольшом количестве атомы примесей, позволяющие управлять типом...
-
Перспективы развития электроники - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Современные состояние развития электроники заключается в переход от микротехнологии к нанотехнологии. Прогресс в развитии науки и технологии,...
-
"Введение, этапы развития электроники" - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Электроника-область науки, техники и производства, охватывающая изучение физических основ, исследование, разработку и принципы использования приборов,...
-
Микроэлектроника. Основные понятия. Микроэлектроника - это раздел электроники, охватывающий исследования и разработку качественно нового типа электронных...
-
Нанесение защитной пленки диэлектрика (Si02) - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
После формирования кремниевой подложки наступает этап создания сложнейшей полупроводниковой структуры. Для этого в кремний нужно внедрить так называемые...
-
1. Физическая Т-образная эквивалентная схема На рисунке 5.12 приведена физическая Т-образная эквивалентная схема транзистора с общей базой, где:?...
-
Входная и выходная характеристики транзистора с ОЭ несколько отличаются от характеристик транзистора с ОБ. Входной характеристикой транзистора,...
-
Полевые транзисторы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Полевой транзистор - это полупроводниковый прибор, работа которого основана на модуляции сопротивления полупроводника поперечным электрическим полем...
-
Ключевой режим работы транзистора - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
1. Транзисторный ключ с общим эмиттером Наибольшее распространение в цифровой и импульсной технике имеет ключ с общим эмиттером. В схеме - коллекторная...
-
Для реальных структур Сопротивление эмиттерного перехода мало (сотни омов), а сопротивление коллекторного перехода составляет сотни килоом. Допустим, в...
-
Биполярные транзисторы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
Транзисторами называются полупроводниковые приборы, способные усиливать электрическую мощность, имеющие три или более выводов, один или более p-n...
-
В таблице приведены усредненные типовые значениянекоторых параметров микросхем, выполненных по различным технологиям. В различных справочникахприведенные...
-
Переключательные полупроводниковые приборы - Электроника и схемотехника аналоговых устройств
К переключательным полупроводниковым приборам относятся тиристоры, однопереходные и лавинные транзисторы. Тиристоры - это многослойные переключающие...
-
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА (ПАМЯТЬ) - Цифровые устройства и микропроцессоры
Для хранения информации в микропроцессорных системах используются запоминающие устройства на основе полупроводниковых материалов, а также магнитные и...
-
Генератор тактовых импульсов должен вырабатывать прямоугольные импульсы частотой 190 Гц. В качестве токового возьмем мультивибратор на логических...
-
Расчет схемы электрической принципиальной цифрового матрицирующего устройства. Рассмотрим систему обозначений сигналов, принятую в цифровом телевидении...
-
Кроме вышеперечисленных искажений в аналоговой ВОСПИ возможно возникновение искажений сигнала в ФПУ при использовании в качестве фотодиодов лавинных...
-
Заключение - Разработка радиопередающего устройства
Главной задачей данного курсового проекта было спроектировать РПУ, которое позволяет передавать цифровую информацию (код) с помощью частотной...
-
Этап логического проектирования - Разработка цифрового комбинационного устройства демультиплексора
Исходная логическая схема устройства Исходная логическая схема устройства для данной логической функции показана на рисунке 3.1. Для разработки и...
-
Экспериментальные исследования искажений сигнала производились двухмодовым и одномодовым методами. В качестве регистрирующей аппаратуры использовался...
-
Методы и виды ТО и ремонта устройств и систем СЦБ доля устройств и участков дистанции определяются "Проектом организации обслуживания и ремонта...
-
Элементы промышленной электроники - Общая электротехника и электроника
Выпрямители . Выпрямитель - это устройство, предназначенное для преобразования переменною напряжения в постоянное. В зависимости oт числа фаз питающего...
-
Основы электроники - Общая электротехника и электроника
Электронные приборы . Электроника и ее роль в современном, производстве. Принцип действия полупроводникового диода, его характеристики. Понятие о...
-
Гибридные интегральные микросхемы - Интегральные микросхемы
Широкое распространение получили гибридные ИС - интегральные схемы, в которых пассивные элементы - пленочные, а активные элементы (резисторы,...
-
Процессорное устройство централизации IPU950 - Микропроцессорная централизация Ebilock-950
Аппаратные средства системы IPU950 являются отдельным продуктом под названием ILC951. На рисунке 3 приведена компоновка системы ILC951 с максимальным...
-
Вариант № 6 Необходимо разработать цифровое комбинационное устройство демультиплексор из 1 в 4 в базисе ИЛИ-НЕ, НЕ, логическая функция которого указана...
-
Виды модуляции оптических колебаний Для передачи информации по оптическому волокну необходимо изменение параметров оптической несущей в зависимости от...
-
Исполнительные устройства систем управления
1. Опишите конструкцию, принцип действия и свойства электромагнитных поляризованных исполнительных устройств. 2. Магнитные опоры: определение,...
-
Разработка конструкции ФПУ проводится с целью получения требуемых технических характеристик устройства самым целесообразным способом с точки зрения...
-
Помимо аналого-цифровых преобразователей (АЦП), работой цифровой логики могут управлять операционные усилители (ОУ) и компараторы, преобразующие...
-
Устройство коробки передач Т-40 Механическая коробка передач трактора состоит из ходоуменьшителя, валов и шестерен, конической передачи с механизмом...
-
ОЗУ ДИНАМИЧЕСКОГО ТИПА - Цифровые устройства и микропроцессоры
В отличие от статических ЗУ, которые хранят информацию пока включено питание, в динамических ЗУ необходима постоянная регенерация информации, однако при...
Микроэлектроника - Электроника и схемотехника аналоговых устройств