Материал: Электроника

1) Классификация и УГО интегральных микросхем.

ИМС – микроэлектронное устройство, выполняющее функции целой электрической схемы и выполненное как единое целое.

Классифицируют ИМС по следующим признакам:

1.По технологии изготовления:

Плёночные – это ИМС, у которых все элементы выполнены в виде тонких плёнок, нанесённых на диэлектрическое основание, т. е. подложку.

Гибридные (ГИС) – это ИМС, у которых пассивные элементы выполнены по тонкоплёночной технологии, а активные элементы выполнены как отдельные, навесные, бескорпусные.

Полупроводниковые ИМС – это микросхемы, у которых все элементы «выращены» в кристалле полупроводника.

2.По способу преобразования и обработки информации имеется два вида ИМС:

Аналоговые ИМС – с непрерывной обработкой информации (смотрите процесс, запечатлённый, на рисунке 145);

Цифровые ИМС – с дискретной обработкой информации (смотрите рисунок 146).

3.По степени интеграции:

К= lg N

N – количество элементов в одном корпусе микросхемы.

Система обозначений ИМС.

1 – серия ИМС. В одну серию объединяются ИМС, разработанные на основе единых схемо-

технических решений и выполненные по одной технологии. Первая цифра серии - технологический признак ИМС:

1, 5, 7, 8 – полупроводниковые ИМС; 2, 4, 6, 8 – гибридные ИМС; 3 – все прочие.

2 – группа ИМС по функциональному назначению: У – усилители Г – генераторы

А – формирователи сигналов Е – вторичные источники питания (ВИП)

Х – многофункциональные схемы Л – логические схемы Т – триггеры

И – схемы цифровых устройств В – схемы вычислительных устройств и микро ЭВМ Р – элементы памяти

Е. А. Москатов. Стр. 67

3 – подгруппа, уточняющая функциональный признак. В ней обозначения могут записываться так: УН, УВ, УН, УТ, УД. УН, например, обозначает «усилитель низкочастотный».

4 – вид ИМС по своим электрическим параметрам (для аналоговых ИМС) или же дальнейшее уточнение функций (для цифровых ИМС).

К155ЛА3 – 4 элемента 2И-НЕ. КР, КМ – разновидность корпуса, из чего сделан.

2) Элементы и компоненты ГИС. Одним из основных элементов ГИС является подложка из стеклокерамического материала. Форма всегда прямоугольная. К подложке предъявляются высокие требования по чистоте обработки поверхности, по химической стойкости и электрической прочности.

Контактные площадки и соединительные проводники.

Контактные площадки предназначены для обеспечения электрического контакта между плёночными элементами и соединительными проводниками, а также между плёночными и навесными элементами.

Контактная площадка Проводник

R

Металл

Рис. 147

Контактные площадки чаще всего изготавливаются из алюминия, потом медь, реже серебро, золото. Для улучшения адгезии (прилипания) между проводником (контактной площадкой) и подложкой их напыляют на подслой из никеля.

Плёночные резисторы имеют прямоугольную форму (смотрите рисунки 148, 149).

При необходимости получить большую величину сопротивления допускается их изготовлять в виде меандра. Материалами для изготовления резисторов служит никель, нихром, металлокерамика.

Плёночные конденсаторы представляют собой плёночную трёхслойную структуру, между которыми наносится диэлектрическая плёнка. Для обкладок применяют алюминий, медь, реже серебро, золото. В виде диэлектрика наносится окись кремния (SiO2; SiO), моноокись германия (GeO), окись тантала (Ta2O5). Не рекомендуется, но допускается для получения больших ёмкостей напылять многослойные конденсаторы.

Очень редко применяются плёночные катушки индуктивности (смотрите рисунок 150).

Р ис. 150

Е. А. Москатов. Стр. 68

Навесные элементы – диоды и транзисторы могут быть с гибкими или жёсткими выводами. Применение навесных элементов с жёсткими выводами затрудняет процесс проектирования интегральных микросхем. Но жёсткие выводы позволяют автоматизировать процесс сборки.

3) Элементы и компоненты полупроводниковых ИМС. Основой полупроводниковой ИМС является подложка из кремния обычно p-типа проводимости. В основе изготовления полупроводниковых ИМС лежит диффузионно-планарная или эпитаксильно-планарная технология. Оба эти метода предусматривают создание внутри полупроводника (т. е. в подложке) островков с чередующимися слоями p- и n-типа проводимости (смотрите рис. 151, 152).

R

Булева алгебра Простейшие логические функции

илогические элементы

1)Логические функции и их реализация.

2)Схемотехника простейших логических элементов.

3)Характеристики и параметры цифровых ИМС.

1) Логические функции и их реализация.

1. Логическое отрицание (или инверсия). Записывается эта функция так: y x . Данная функ-

ция реализуется логическим элементом, который называется инвертором или же элементом НЕ (смотрите рис. 153).

Каждый логический элемент характеризуется таблицей состояний на входе и выходе, которую называют таблицей истинности. Таблица истинности для элемента НЕ изображена на рисунке 154.

2. Вторая наша логическая функция называется дизъюнкцией, или логическим сложением.

y x1 x2 ... xn . Элемент, реализующий функцию дизъюнкции, называется ИЛИ (смотрите рис. 155, 156).

Е. А. Москатов. Стр. 69

3.Конъюнкция, или логическое умножение. Элемент, реализующий функцию конъюнкции, называется И (смотрите рис. 157, 158). y x1 x2 ... xn

Элементы НЕ, ИЛИ, И представляют собой функционально полный набор логических элементов. Только при помощи этих элементов можно выполнить любую сколь угодно сложную функцию.

4.Элемент Пирса. Этот элемент, реализующий функцию отрицания дизъюнкции, называется ИЛИ-НЕ (смотрите рис. 159, 160). y x1 x2 .

5.Элемент Шеффера. Этот элемент, реализующий функцию отрицания конъюнкции, называется И-НЕ (смотрите рис. 161, 162). y x1 x2 .

6.Исключающее ИЛИ - это элемент ИЛИ, который исключает два одинаковых состояния на входе (смотрите рисунки 163, 164).

Маркировка логических элементов. Вторая и третья группы в обозначении цифровых ИМС показывают какой логический элемент перед нами. Например:

Следует заметить, что отдельные логические элементы в микросхемном исполнении в настоящее время не выпускаются.

Е. А. Москатов. Стр. 70