Оснач О.Ф. Товарознавство. Промислове обладнання, прилади, інструменти
Подождите немного. Документ загружается.
41
Розділ 1. Едектронні комплексні вироби
1.7.2. Класифікація ІС
Залежно від технології виготовлення інтегральні схеми
діляться на напівпровідникові, плівкові та гібридні.
Напівпровідниковою інтегральною схемою називається ІС, всі
елементи і міжелементні з’єднання якої виконані в середині та
на поверхні напівпровідника.
Плівковою інтегральною схемою називається ІС, всі елемен
ти і міжелементні з’єднання якої виконані тільки у вигляді
плівок. Варіантами технічного виконання плівкових інтеграль
них схем є тонко і товстоплінкові ІС. До тонкоплінкових умов
но відносять ІС із товщиною плівок до 1 мкм, а до товстоплін
кових – ІС із товщиною плівок понад 1 мкм.
Гібридною інтегральною схемою називається ІС, що містить
крім елементів, нерозривно зв’язаних із поверхнею підложки,
прості та складні компоненти.
Таблиця 1.18.
Функціональна класифікація ІС
$ >
.-
&
-
;&
.&
-
;&
-
;&
-
F F
F. $
& $
+$, J .
KK&
+$
#
j
"
+
F
D
F+
FF
FD
F
F
F
O
:
"
O
L
+
O
L
+
«Товарознавство»
42
Продовження таблиці 1.18
$ >
.-
&
-
;&
.&
-
;&
-
;&
-
-
K;
+
$
"
%
%
=$#-
X
O$
k#
!
"
O
D
@O
@D
@
@
&-
O
:
"
O
+
L
O
+
L
!
%
!
"
%
%
-
K;
:
%
$
'
& ($';)
– $
O$ –
–
"
+
C
O
>
+
C
O
>
+ -
'
'&
>&&;
K;
+! $
+!
"
>
%
>
%
43
Розділ 1. Едектронні комплексні вироби
Продовження таблиці 1.18
$ >
.-
&
-
;&
.&
-
;&
-
;&
-
+ -
=
O
"
=
=
=
+ -
&&
O (& $-
)
%;
:
"
O
>
+
+O
+>
++
+
+
K-
;
C
> ;
' ;
;
+$
K;
/;& &
.$
A. #-
"
>
L
D
%
C>
C
C
CL
C
CD
C
C%
C
C
> ;
' ;
+$
'
"
>
>
Гібридні ІС виготовляються за тонко або товстоплівковою
технологією з використанням безкорпусних напівпровіднико
вих приладів і керамічних конденсаторів. Для гібридних інтег
ральних мікросхем виготовляються спеціальні безкорпусні ком
плектні елементи: діоди, діодні збірки, біполярні та польові
транзистори, керамічні конденсатори. Захист безкорпусних
елементів від короткочасного впливу зовнішнього середовища
«Товарознавство»
44
до установки їх у ІС здійснюється за допомогою спеціального
вологостійкого покриття або вологонепроникненого упакування.
Залежно від функціонального призначення інтегральні схе
ми діляться на дві основні групи – аналогові та цифрові.
До аналогових відносять ІС, призначені для перетворення й
обробки сигналів, що змінюються за законом безупинної функції,
цифрових – ІС, за допомогою яких перетворюються й оброблю
ються сигнали, виражені в двоїчному або іншому цифровому коді.
Аналогові та цифрові ІС випускаються у вигляді серій, які
містять сукупність ІС, що виконують різні функції, але мають
єдине конструктивнотехнологічне виконання і призначені для
спільного застосування. Інтегральні схеми однієї серії, як пра
вило, мають єдині напруги джерел живлення, які погоджені за
вхідними і вихідними опорами, рівнями сигналів.
Таблиця 1.19.
Класифікація аналогових мікросхем
за функціональним призначенням
F + $ + ;& +
A. K; C 140C1,
584C1,
544C1,
533C1
O$
+
#. K-
;
C>, C% 175C>2,
198C%1
K; ,
' ;-
C, @O,C,
C+, <O
118C1,
157@O1,
174C3,
2<O371
+! $ 1421,
1422
+O 554+O3
k#-$ -
K;
O 594O1,
572O1
O$-# -
K;
> 572>1
O$-
#
+
O$ K; 5908O
45
Розділ 1. Едектронні комплексні вироби
За конструктивнотехнологічною ознакою всі цифрові ІС
діляться на групи. За характером виконуваних функцій в апа
ратурі ІС підрозділяються на підгрупи і види всередині підгруп
(табл. 1.20.).
Таблиця 1.20.
Класифікація цифрових ІС за функціональною ознакою
$ + ;&
; OF, O, O
+ !;K ! (;& $-
K, , & -
, & ;, & -
&, & '&K, $,
, , # -
"K;, , #
K;, &)
>O, >=, >>, >L,
>, C%, >C, >F,
>, >, >, >,
>@
F FD, F, F, F+
O, L, , +,
+ ' '& +, %, C, >,
, , ,
+ #; i
(OD, "#, "#, ;, -
, $ )
LO, L>, L, L,
L, LD, L, L,
L
D$; DO, D=, D, D,
DL,D,DD,D,D
,D,D+,D
+ ’&K; ( /, A/, /) O, >, , ,
, , %, C,
,k
+ && +O, +>, +,
++,+
%$ %>, %, %, %D,
%, %, %, %%
«Товарознавство»
46
Ступінь інтеграції логічних цифрових інтегральних мікрос
хем визначається числом найпростіших логічних елементів
(табл. 1.21.). Функціональну складність ІС пристроїв, що запа
м’ятовують, можна оцінювати числом бітів пам’яті на кристалі.
Таблиця 1.21.
Характеристика ІС різного ступеня інтеграції
C ;&
: ."
$;
: ! ’&
+ 10 100
++ 100 1000
>+ 1000 10000
>+ 10000 100000
>+ !" $
& $
>1 000000 >1 0000000
СІС – інтегральна схема середнього ступеня інтеграції
ВІС –інтегральна схема більшого ступеня інтеграції
НВІС – інтегральна схема найбільшого ступеня інтеграції
За схемої технологічної реалізації розрізняють такі види
МС: транзисторні схеми (логіка) із резисторними (РТЛ) і ре
зисторноконденсаторними (РКТЛ) зв’язками, діоднотранзи
сторні схеми (ДТЛ), емітернозв’язані транзисторні схеми
(ЕЗЛ), транзисторнотранзисторні схеми (ТТЛ), інтегральні
інжекційні схеми (ІІЛ або І
2
Л), ТТЛ і ІІЛ схеми з діодами
Шотки (відповідно до ТТЛШ і ІІЛШ), схеми на p і nканаль
них транзисторах із структурою металокиселнапівпровідник,
схеми на основі транзисторів із структурою металнітридоки
селнапівпровідник (МОН), схеми на приладах із зарядовим
зв’язком (табл. 1.22.).
47
Розділ 1. Едектронні комплексні вироби
Таблиця 1.22.
Характеристики для ІС,
що виготовляються за різними технологіями
%
$
+&
',
>
+
$
%%D 155, 155 10 +, ++
%%Dj 531, 555, 1531, 1533,
589, 1802, 1804
2–20
4–8
+, ++
, =+
A 561 0,001 +, ++
2
D 583 0,2 , =+
1.7.3. Основні параметри
та позначення інтегральних мікросхем
максимальна вхідна напруга – найбільша вхідна напруга
інтегральної мікросхеми, при який вихідна напруга відпо
відає заданій;
номінальна вхідна напруга – найменша вхідна напруга
інтегральної мікросхеми, при якій вихідна напруга відпо
відає заданій;
чутливість – найменша вхідна напруга, при якій елект
ричні параметри інтегральної мікросхеми відповідають за
даним;
діапазон вхідних напруг – інтервал напруг від мінімальної
вхідної напруги до максимальної;
вхідна напруга – напруга на вході інтегральної мікросхе
ми у заданому режимі;
максимальна вихідна напруга – найбільша вихідна напру
га, при якій зміни параметрів інтегральної мікросхеми
відповідають заданим.
струм споживання – струм, який споживається інтеграль
ною мікросхемою від джерел живлення в заданому ре
жимі;
струм холостого ходу – струм, який споживається інтег
ральною мікросхемою при відключеному навантаженні;
«Товарознавство»
48
споживана потужність Р – потужність, яка споживаєть
ся інтегральною мікросхемою, що працює в заданому ре
жимі, від джерел живлення.
вхідний опір – відношення збільшення вхідної напруги
інтегральної мікросхеми до збільшення активної складо
вої вхідного струму при заданій частоті сигналу.
вихідний опір – відношення збільшення вихідної напру
ги інтегральної мікросхеми до активної складової вих
ідного постійного або синусоїдального струму, що його
викликала, при заданій частоті сигналу. Кількість дже
рел живлення і їхньої напруги істотно впливають на га
баритні розміри, масу, вартість і безпеку застосування
цифрових пристроїв. Напруги, що відповідають логіч
ним константам, багато в чому визначають сумісність
різних серій ІМС. Споживана потужність і швидкодія
ІМС залежать від режиму роботи (статичний 0 або 1 на
виході, переключення з 1 на 0 або з 0 на 1), входу, на
який діє переключаючий сигнал параметрів наванта
ження й інших чинників.
Позначення типу інтегральних схем складається з декількох
елементів.
Перший елемент позначає конструктивнотехнологічну гру
пу ІС: напівпровідникові ІС – 1,5,7 (цифра 7 відноситься до
безкорпусних інтегральних схем); гібридні ІС – 2, 4, 6, 8, інші
ІС – 3.
Другий елемент – порядковий номер розробки (містить дві
три цифри).
Третій елемент – функціональне призначення інтегральної
схеми (підгрупа і вид).
Четвертий елемент – порядковий номер розробки ІС у даній
серії, у якій може бути декілька однакових за функціональною
ознакою ІС. Він складається з однієї або декількох цифр.
Іноді наприкінці умовного позначення добавляється літера,
що визначає технологічне відхилення електричних параметрів
типономіналу. У деяких серіях вона визначає тип корпусу, в
якому випускається даний типономінал, що оговорюється в
49
Розділ 1. Едектронні комплексні вироби
технічній документації, наприклад, П – пластмасовий корпус,
М – керамічний, металокерамічний і склокерамічний, Е – ме
талополімерний, І – склокерамічний планарний, А – пластма
совий і планарний.
Для інтегральних схем, які використовуються у пристроях
широкого застосування, на початку умовного позначення ста
виться літера К, наприклад, інтегральний напівпровідниковий
операційний підсилювач із порядковим номером розробки серії
40, порядковим номером розробки даної схеми в серії за функ
ціональною ознакою, призначений для пристроїв широкого
застосування, – К140УД5.
Типи корпусів інтегральних мікросхем, їх габаритні розмі
ри, а також умовні позначення стандартизовані. За формою
проекцій тіла корпусу на площину підстави і розташування
виводів корпуси поділяють на п’ять основних типів. Корпуси
типів 1,2,4 i 5 у проекції на площину підстави мають прямокут
ну форму, а корпус типу 3 аналогічний за формою корпусу
малопотужних транзисторів, відрізняючись від останніх вели
ким числом виводів (8 або 12). Розташування виводів щодо
площини основи в корпусах типів 13 перпендикулярне, а в
корпусі типу 4 – паралельне. Корпус типу 5 – прямокутний,
плоский, безвиводний. Електричне з’єднання ІС, розміщеної в
такому корпусі, здійснюється за допомогою металізованих кон
тактних площадок за периметром корпусу. Корпуси мікросхем
одного типу можуть розрізнятися за розмірами, кількістю ви
водів та їх розташуванням. За габаритними розмірами подібні
за конструкцією корпуси підрозділяють на типорозміри, кож
ному з яких привласнюють шифр, що складається з позначки
підтипу корпусу (12, 21, 31, 41) і двозначного числа, що позна
чає порядковий номер типорозміру. Інтегральні мікросхеми
характеризуються сукупністю параметрів, що відповідають їх
функціональному призначенню. Значення цих параметрів вка
зуються в технічній документації та довідкових даних. Парамет
ри окремих елементів ІС не наводяться. У довіднику серії
мікросхем розташовуються в порядку зростання їх номера.
«Товарознавство»
50
1.8. Мікропроцесори
1.8.1 Загальна характеристика пристроїв
З розвитком технології і схемотехніки цифрових інтег
ральних схем з’явилася можливість створювати складні при
строї обробки цифрової інформації у вигляді компактних
мікросхем. Однак збільшення складності реалізованого алго
ритму обробки, як правило, звужує область його застосуван
ня. Усунути протиріччя між складністю ВІС і її універсальн
істю вдалося за рахунок програмування виконуваних
мікросхемою функцій. У програмованих ВІС споживач може
шляхом подачі визначених командних сигналів задати один
із можливих режимів роботи. Яскравим представником про
грамованих ВІС є мікропроцесор.
Мікропроцесор – це пристрій, виконаний у виді однієї або
декількох великих інтегральних схем ВІС. Таким чином, мікроп
роцесор представляє собою напівпровідниковий прилад, що
складається з однієї або декількох програмнокерованих ВІС і
виконує функції автоматичної обробки цифрової інформації.
Його мініатюрні габаритні розміри і незначна маса, мале спо
живання енергії відкрили можливість для введення мікропро
цесора безпосередньо в електронну схему вимірювального при
ладу, засобів управління й інших пристроїв. Мікропроцесор
набагато дешевший, більш економічний і надійний у роботі, чим
звичайний процесор, побудований із набору інтегральних схем
малого і середнього рівнів інтеграції.
Так як мікропроцесор представляє собою універсальну ВІС
із програмованою логікою роботи, то він замінив багато типів
інтегральних схем із жорсткою, фіксованою логікою. Зміна про
грами надає можливість вирішити за допомогою мікропроцесо
ра безліч різноманітних завдань.
Необхідно підкреслити, що мікропроцесор розрахований на
спільну роботу із запам’ятовуючими пристроями і пристроями
введеннявиводу інформації.