Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Из чего состоит микросхема. Принципы построения больших интегральных схем

Всего лет двадцать пять назад радиолюбителям и специалистам старшего поколения пришлось заниматься изучением новых по тому времени приборов — транзисторов. Нелегко было отказываться от электронных ламп, к которым так привыкли, и переключаться на теснящее и все разрастающееся «семейство» полупроводниковых приборов.

А сейчас это «семейство» все больше и больше стало уступать свое место в радиотехнике и электронике полупроводниковым приборам новейшею поколения — интегральным микросхемам, часто называемым сокращенно ИМС.

Что такое интегральная микросхема

Интегральная микросхема - это миниатюрный электронный блок, содержащий в общем корпусе транзисторы, диоды, резисторы и другие активные и пассивные-элементы, число которых может достигать нескольких десятков тысяч.

Одна микросхема Может заменить целый блок радиоприемника, электронной вычислительной машины (ЭВМ) и электронного автомата. «Механизм» наручных электронных часов, например, — это всего лишь одна большей микросхема.

По своему функциональному назначению интегральные микросхемы делятся на две основные группы: аналоговые, или линейно-импульсные, и логические, или цифровые, микросхемы.

Аналоговые микросхемы предназначаются для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний разных частот, например, для приемников, усилителей, а логические — для использования в устройствах автоматики, в приборах с цифровым отсчетом времени, в ЭВМ.

Этот практикум посвящается знакомству с устройством, принципом работы и возможным применением самых простых аналоговых и логических интегральных микросхем.

На аналоговой микросхеме

Из огромного «семейства» аналоговых самыми простыми являются микросхемы-близнецы» К118УН1А (К1УС181А) и К118УН1Б (К1УС181Б), входящие в серию К118.

Каждая из них представляет собой усилитель, содержащий... Впрочем, об электронной «начинке» лучше поговорить лозже. А пока будем считать их «черными ящичками» с выводами для подключения к ним источников питания, дополнительных деталей, входных и выходных цепей.

Разница же между ними заключается только в их коэффициентах усиления колебаний низких частот: коэффициент усиления микросхемы К118УН1А на частоте 12 кГц составляет 250, а микросхемы К118УН1Б — 400.

На высоких частотах коэффициент усиления этих микросхем одинаков — примерно 50. Так что любая из них может быть использована для усиления колебаний как низких, так и высоких частот, а значит, и для наших опытов. Внешний вид и условное обозначение этих микросхем-усилителей на принципиальных схемах устройств показаны на рис. 88.

Корпус у них пластмассовый прямоугольной формы. Сверху на корпусе — метка, служащая точкой отсчета номеров выводов. Микросхемы рассчитаны на питание от источника постоянного тока напряжением 6,3 В, которое подают через выводы 7 (+Uпит) и 14 (— U пит).

Источником питания может быть сетевой блок питания с регулируемым выходным напряжением или батарея, составленная из четырех элементов 334 и 343.

Первый опыт с микросхемой К118УН1А (или К118УН1Б) проводи по схеме, приведенной на рис. 89. В качестве монтажной платы используй картонную пластинку размерами примерно 50X40 мм.

Микросхему выводами 1, 7, 8 и 14 припаяй к проволочным скобкам, пропущенным через проколы в картоне. Все они будут выполнять роль стоек, удерживающих микросхему на плате, а скобки выводов 7. и 14, кроме того, соединительными контактами с батареей

GB 1 (или сетевым блоком питания).

Между ними с обеих сторон от микросхемы укрепи еще по два-три контакта, которые будут промежуточными для дополнительных деталей. Смонтируй на плате конденсаторы С1 (типа К50-6 или К50-3) и С2 (КЯС, БМ, МБМ), подключи к выходу микросхемы головные телефоны В2.

Ко входу микросхемы подключи (через конденсатор С1) электродинамический микрофон В1 любого типа или телефонный капсюль ДЭМ-4м, включи питание и, прижав поплотнее телефоны к ушам, постучи легонько карандашом по микрофону. Если ошибок в монтаже нет, в телефонах должны быть слышны звуки, напоминающие щелчки по барабану.

Попроси товарища сказать что-то перед микрофоном — в телефонах услышишь его голос. Вместо микрофона ко входу микросхемы можешь подключить радиотрансляционный (абонентский) громкоговоритель с его согласующим трансформатором. Эффект будет примерно таким же.

Продолжая опыт с телефонным устройством одностороннего действия, включи между общим (минусовым) проводником цепи питания и выводом 12 микросхемы электролитический конденсатор СЗ, обозначенный на схеме штриховыми линиями. При этом громкость звука в телефонах должна возрасти.

Телефоны станут звучать еще громче, если такой же конденсатор включить в цепь вывода 5 (на рис, 89 — конденсатор С4). Но если при этом усилитель возбудится, то между общим проводом и выводом 11 придется включить электролитический конденсатор емкостью 5 — 10 мкФ на. номинальное напряжение 10 В.

Еще один опыт: включи между выводами 10 и 3 микросхемы керамический или бумажный конденсатор емкостью 5 — 10 тыс. пикофарад. Что получилось? В телефонах появился непрекращающийся -звук средней тональности. С увеличением емкости этого конденсатора тон звука в телефонах должен понижаться, а с уменьшением повышаться. Проверь это.

А теперь раскроем этот «черный ящичек» и рассмотрим его «начинку» (рис. 90). Да, это двухкаскадный усилитель с непосредственной связью между его транзисторами. Транзисторы кремниевые, структуры n-р- n . Низкочастотный сигнал, создаваемый микрофоном, поступает (через

gikk.ru

Микросхема Википедия

Запрос «БИС» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Eeprom picto.jpg

Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, IC (англ.)), микросхе́ма, м/сх, чип (англ. chip «тонкая пластинка»: первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки[1].

Бо́льшая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.

Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).

Содержание

  • 1 История
  • 2 Уровни проектирования
  • 3 Классификация
    • 3.1 Степень интеграции
    • 3.2 Технология изготовления
    • 3.3 Вид обрабатываемого сигнала
  • 4 Технологии изготовления
    • 4.1 Типы логики
    • 4.2 Технологический процесс
    • 4.3 Контроль качества
  • 5 Назначение
    • 5.1 Аналоговые схемы
      • 5.1.1 Производство
    • 5.2 Цифровые схемы
    • 5.3 Аналого-цифровые схемы
  • 6 Серии микросхем
    • 6.1 Корпуса
    • 6.2 Специфические названия
  • 7 Мировой рынок
  • 8 Правовая защита
  • 9 См. также
  • 10 Примечания
  • 11 Литература

История[ | ]

Подробнее по этой теме см. Изобретение интегральной схемы.

7 мая 1952 года британский радиотехник Джеффри Даммер (англ. Geoffrey Dummer) впервые выдвинул идею объединения множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника. Осуществление этих предложений в те годы не могло состояться из-за недостаточного развития технологий.

В конце 1958 года и в первой половине 1959 года в полупроводниковой промышленности состо

ru-wiki.ru

Интегральная микросхема | Наука | Fandom

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%98%D0%BD%D1%82%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D1%85%D0%B5%D0%BC%D0%B0


Современные интегральные микросхемы, предназначенные для поверхностного монтажа.

Интегра́льная( engl. Integrated circuit, IC, microcircuit, microchip, silicon chip, or chip), (микро)схе́ма (ИС, ИМС, м/сх), чип, микрочи́п (англ. chip — щепка, обломок, фишка) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности, изготовленная на полупроводниковом кристалле (или плёнке) и помещённая в неразборный корпус. Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение «чип компоненты» означает «компоненты для поверхностного монтажа» в отличие от компонентов для традиционной пайки в отверстия на плате. Поэтому правильнее говорить «чип микросхема», имея в виду микросхему для поверхностного монтажа. В настоящий момент (2006 год) большая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.

    В 1958 году двое учёных, живущих в совершенно разных местах, изобрели практически идентичную модель интегральной схемы. Один из них, Джек Килби, работал на Texas Instruments, другой, Роберт Нойс, был одним из основателей небольшой компании по производству полупроводников Fairchild Semiconductor. Обоих объединил вопрос: «Как в минимум места вместить максимум компонентов?». Транзисторы, резисторы, конденсаторы и другие детали в то время размещались на платах отдельно, и учёные решили попробовать их объединить в один монолитный кристалл из полупроводникового материала. Только Килби воспользовался германием, а Нойс предпочёл кремний. В 1959 году они отдельно друг от друга получили патенты на свои изобретения — началось противостояние двух компаний, которое закончилось мирным договором и созданием совместной лицензии на производство чипов. После того как в 1961 году Fairchild Semiconductor Corporation пустила интегральные схемы в свободную продажу, их сразу стали использовать в производстве калькуляторов и компьютеров вместо отдельных транзисторов, что позволило значительно уменьшить размер и увеличить производительность.

    Первая советская полупроводниковая микросхема была создана в 1961 г. в Таганрогском радиотехническом институте, в лаборатории Л. Н. Колесова.[источник?]

    Первая в СССР полупроводниковая интегральная микросхема была разработана (создана) на основе планарной технологии, разработанной в начале 1960 года в НИИ-35 (затем переименован в НИИ "Пульсар") коллективом, который в дальнейшем был переведён в НИИМЭ (Микрон). Создание первой отечественной кремниевой интегральной схемы было сконцентрировано на разработке и производстве с военной приёмкой серии интегральных кремниевых схем ТС-100 (37 элементов – эквивалент схемотехнической сложности триггера, аналога американских ИС серии SN-51 фирмы Texas Instruments). Образцы-прототипы и производственные образцы кремниевых интегральных схем для воспроизводства были получены из США. Работы проводились НИИ-35 (директор Трутко) и Фрязинским заводом (директор Колмогоров) по оборонному заказу для использования в автономном высотомере системы наведения баллистической ракеты. Разработка включала шесть типовых интегральных кремниевых планарных схем серии ТС-100 и с организацией опытного производства заняла в НИИ-35 три года (с 1962 по 1965 год). Ещё два года ушло на освоение заводского производства с военной приёмкой во Фрязино (1967 год).[1]

    Уровни проектирования Править

    • Физический — методы реализации одного транзистора (или небольшой группы) в виде легированных зон на кристалле.
    • Электрический — принципиальная электрическая схема (транзисторы, конденсаторы, резисторы и т. п.).
    • Логический — логическая схема (логические

    science.wikia.org

    Интегральная схема Википедия

    Запрос «БИС» перенаправляется сюда; см. также другие значения. Eeprom picto.jpg

    Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, IC (англ.)),

    микросхе́ма, м/сх, чип (англ. chip «тонкая пластинка»: первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового, в случае вхождения в состав микросборки[1].

    Бо́льшая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.

    Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).

    Содержание

    • 1 История
    • 2 Уровни проектирования
    • 3 Классификация
      • 3.1 Степень интеграции
      • 3.2 Технология изготовления
      • 3.3 Вид обрабатываемого сигнала
    • 4 Технологии изготовления
      • 4.1 Типы логики
      • 4.2 Технологический процесс
      • 4.3 Контроль качества
    • 5 Назначение
      • 5.1 Аналоговые схемы
        • 5.1.1 Производство
      • 5.2 Цифровые схемы
      • 5.3 Аналого-цифровые схемы
    • 6 Серии микросхем
      • 6.1 Корпуса
      • 6.2 Специфические названия
    • 7 Мировой рынок
    • 8 Правовая защита
    • 9 См. также
    • 10 Примечания
    • 11 Литература

    История[ | ]

    Подробнее по этой теме см. Изобретение интегральной схемы.

    7 мая 1952 года британский радиотехник Джеффри Даммер (

    ru-wiki.ru

    Как устроены интегральные схемы

    Дата
    Категория: it

    Компьютеры строятся на основе двух типов интегральных схем: логической и ЗУ (запоминающее устройство). Логические микросхемы используются в арифметическом логическом модуле (АЛМ), где производятся вычисления, в то время как кристаллы ЗУ хранят данные и программы. Существует множество разновидностей логических микросхем, простых и сложных; микропроцессорная схема (нижняя правая иллюстрация на стр. 23) выполняет роль центральной нервной системы ПК и является ярким примером сложной логической схемы. Иногда функции логических схем и ЗУ комбинируются в одной схеме.

    Микропроцессор служит центральным процессорным устройством (ЦПУ) компьютера, включающим контроллер и оперативную логическую схему. Другие, примыкающие к процессору схемы включают: генератор синхроимпульсов, который производит сигналы, обеспечивающие пошаговую деятельность компьютера; контроллер ввода/вывода, который координирует ввод и вывод данных; различные сопроцессоры - процессоры, специализированные для одного вида задач и выполняющие их с огромной скоростью. Дополнительные контроллерные схемы оперируют со связующими схемами, магнитными дисками и графическими терминалами.
    Кристаллы ЗУ подразделяются на постоянные и оперативные запоминающие устройства (ПЗУ и ОЗУ). Схемы ПЗУ сохраняют данные, даже если машина выключена, они используются для хранения завершенных программ, которые не нуждаются в изменениях. Большинство схем ОЗУ не являются постоянными, то есть их содержимое стирается, если компьютер выключен или произошел сбой в напряжении. Компьютер может считывать с них информацию и записывать ее - вносить в них новые данные.

    Устройство интегральной схемы

    величенная в 2500 раз структура МОП - металл-оксид-полупроводник для отрицательного канала -является распространенным типом ИС транзистора. Обычно этот переключатель закрыт; ток (голубая стрелка) не может пройти от источника к стоку. Но напряжение (красная стрелка), примыкающее к логической схеме, притягивает электроны (точечки), образуя канал, который пропускает электрический ток.

    Схемы ИС в корпусах

    Прежде чем ИС будет смонтирована на печатной плате, она должна быть заключена в защитный футляр, или корпус, и снабжена внешними связующими штырями, или выводами. На иллюстрации справа представлено несколько разновидностей корпусов, получивших свое название по форме и организации выводов корпуса. DIP - переключатель, или двухрядный корпус, имеет два ряда выводов. PLP - это уплощенный корпус, с выводами по двум сторонам. LCC - керамический кристаллодержатель без выводов. ZIP - плоский корпус со штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно. QFP - это плоский корпус с четырьмя рядами выводов по бокам. SIP - корпус с однорядным расположением выводов.

    Монолитный микропроцессор

    Схема на изображении внизу включает микропроцессор, а также схемы ПЗУ, ОЗУ и контроллеры (регуляторы ввода/вывода). Эти компьютерные схемы широко применяются для управления машинным оборудованием и многими бытовыми приборами.


    Ряды схем. Печатная плата на илл. слева, объединительная плата ПК, содержит несколько видов ИС, включая микропроцессор, контроллерные схемы и ЗУ.

    information-technology.ru

    Микросхемы, виды, свойства и назначение. ЧП Скупка РЭК

    Микросхемы, виды, назначение

    История микросхем

    Микросхема является миниатюрным электронным блоком, в корпус которого «входят» пассивные и активные радиоэлектронные компоненты (транзистор, резистор, диод и прочие). Количество РЭК в микросхеме может варьироваться от десяти до нескольких сотен и тысяч. Даже одна современная микросхема порой заменяет большой электронный блок в любом оборудовании: в компьютере, электронно-вычислительных машинах, часах, телефонах.

    Всего лишь с четверть века тому назад радиолюбители, производители всех стран, специалисты в радиоэлектронной области не могли и представить себе, что электронная лампа в скором времени уступить свое важное место в радио и электроаппаратуре полупроводниковым деталям, транзисторам, а затем и транзисторы постепенно начнут сдавать свои позиции, уступив свое место полупроводникам новейшего поколения – микросхемам. На сегодняшний день наибольшее применение имеет интегральная микросхема (ИМС).

    Применение микросхем

    Современные модели микросхем имеют широкое использование практически во всех сферах промышленности. Можно сказать, что где существует какое-либо оборудование, аппаратура, там присутствуют и микросхемы:

    • Радиоэлектронная промышленность;
    • Медицина;
    • Военная отрасль;
    • Авиация и космическая сфера;
    • Кораблестроение;
    • Точное приборостроение и многие другие отрасли.

    Микросхемы производят в пластмассовом, металлическом, керамическом корпусе, чаще всего от материала корпуса зависит и цена на устройство. На стоимость влияет и функциональное назначение микросхемы, наносимое на компонент специальной маркировкой.

    История создания микросхемы

    Первые микросхемы имели значительные габариты, были тяжеловатыми, по сравнению с современными, слегка уродливыми, неаккуратными, отовсюду торчали соединительные провода. Но даже такая «микросхема», точнее прототип современной, все-таки работала.
    Современные микросхемы нашли свое применение в промышленном производстве не очень давно, но разработка этого устройства началась еще лет шестьдесят назад американским инженером Джеком Килби. Впервые прототип был показан Джеком своему начальству в 1958 году. А началось это летним жарким днем, когда практически все служащие отдела находились в отпуске, Килби сидел и лениво размышлял, как упростить некое устройство. И тут его осенило, что эффективно и удобно будет, если создать из полупроводниковых деталей, не просто транзистор, а всю электрическую схему, поместив ее на плату. Создавался первый в мире прототип «микросхемы» на германиевой пластине, на нее инженер встроил детали электрической цепи, которая преобразовывала в переменный ток постоянный. Все блоки МС были соединены металлическими проводами, которые не припаивались, а находились в подвесном состоянии. Всё это выглядело очень нелепо, но работало. Со временем и множеством усовершенствований, микросхему начали выпускать серийно, но все же эта деталь абсолютно не дотягивала до своего названия «микро». В 2000 году Килби получил Нобелевскую премию за разработку данного элемента.

    Микросхемы, их виды по технологическому производству

    Интегральные;
    Гибридные;
    Пленочные;
    Смешанные.

    Микросхемы по типу обрабатываемого сигнала

    Цифровые микросхемы

    • Микросхема;
    • МСU;
    • МС памяти;
    • Триггер;
    • Регистр;
    • Шифратор;
    • Сумматор;
    • Мультиплексоры.

    Аналоговые микросхемы

    • стабилизаторы тока, напряжения;
    • микросхемы, управляющие импульсным источником питания;
    • генератор сигнала;
    • преобразователь сигнала;
    • аналоговый умножитель;
    • датчик.

    Аналогово-цифровая МС

    • Аналоговые, цифровые преобразователи
    • Трансиверы
    • Коммутаторы
    • Модуляторы/демодуляторы и другие.

    Микросхемы, вышедшие из строя, не всегда поддаются ремонту. Если у вас скопилось некоторое количество подобных деталей, МС б/у или новых, но морально устаревших, мы предлагаем их продать нашей компании.

    radio-detali.com

    Элементы конструкции микросхем — Студопедия.Нет

    Дәріс.Интегральные микросхемы и оптоэлектронные приборы    Еще в ламповый период развития электроники большое внимание уделялось уменьшению габаритных размеров, массы, потребляемой электроэнергии, повышению надежности электронных приборов. Однако аппаратура продолжала усложняться, появились устройства, содер­жащие сотни тысяч электронных полупроводниковых элементов, поэтому габа­ритные размеры, масса, потребляемая мощность возрастали, а надежность умень­шалась. Потребовались новые решения конструктивно-технологических, схемо­технических, физических проблем. Эти решения привели к созданию новой отрасли электроники - микроэлек­троники, которая охватывает проблемы разработки и применения новых элек­тронных приборов - интегральных микросхем (ИМС). Таким образом, микроэлектроника - это область электроники, занимающаяся созданием функциональных электронных узлов, блоков и устройств в микроми­ниатюрном интегральном исполнении. Ход развития электроники был предо­пределен резким увеличением функций, выполняемых РЭА, и повышением тре­бований к ее надежности. ИМС становятся основной элементной базой в технике связи, в космической электронике и особенно в ЭВМ. Интегральная микросхема -это микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования, обработки сигнала н (или) накапли­вания информации и имеющее высокую плотность упаковки электрически со­единенных элементов (элементов и компонентов) и (или) кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рас­сматривается как единое целое (ГОСТ 17021-88). Таким образом, исходя из определения, ИМС обладает следующими особен­ностями: 1. Состоит из множества элементов и выполняет определенную функцию: уси­ление, генерацию, выпрямление, выполнение отдельных логических операций или нескольких функций. 2. Элементы ИМС не являются дискретными: диоды, транзисторы, конденсато­ры, резисторы и соединяющие их элементы составляют единое целое. 3. Все элементы ИМС заключены в один герметический корпус с выводами на­ружу. Необходимо отметить, что основным новшеством при создании ИМС стала не элементная база (транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и т. д.), а сам принцип создания и соединения существовавших элементов.  

    Классификация интегральных микросхем

     

    ИМС могут быть классифицированы по нескольким признакам.

    1. Конструктивно-технологическому, то есть в зависимости от технологии и ма­териалов при изготовлении: полупроводниковые, пленочные, гибридные.

    2. По степени интеграции: малые (МИС), средние (СИС), большие (БИС), сверх­большие (СБИС).

    3. По функциональному принципу, то есть в зависимости от функции, выполня­емой схемой, - генерация, усиление, логические операции и т. д.: аналоговые ИС, цифровые ИС.

    4. По физическому принципу различают два класса полупроводниковых ИС; би­полярные ИС, МДП ИС.

    Полупроводниковая микросхема -это такая микросхема, в которой все эле­менты и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности по­лупроводникового материала.

    В теле полупроводникового материала создают слои резисторов и структуры транзисторов, выполняющие заданные электронные функции.

    Полупроводниковые ИС (ПИС) наиболее распространены на практике и пер­спективны, так как позволяют создавать надежные и достаточно сложные в функ­циональней отношении электронные устройства малых размеров при незначи­тельной их стоимости.

    Характерной особенностью ПИС является отсутствие среди ее элементов ка­тушки индуктивности и тем более трансформатора. Это объясняется тем, что до сихпор не удалось использовать в твердом теле какие-либо физические явления, эквивалентные электромагнитной индукции. Поэтому при разработке ИС стара­ются реализовать необходимую функцию без использования индуктивных эле­ментов или -«навешивают» эти элементы.

    В качестве резисторов и конденсаторов в ПИС используют соответственно сопротивление и зарядную емкость Сзар рn-перехода, что позволяет обеспечить единый технологический цикл изготовления структур транзисторов, диодов и кон­денсаторов при производстве полупроводниковых ИС.

    В большинстве полупроводниковых ИС элементы располагаются в тонком (тол­щина 0,5-10 мкм) приповерхностном слое полупроводника. Так как удельное сопротивление полупроводника невелико (1-10 Ом), а элементы должны быть изолированы друг от друга, необходимы специальные изолирующие области.

    Основной элемент биполярных ИС - nрn-транзистор, а в МДП ИС - МДП-транзистор с индуцированным каналом.

    Все остальные элементы схемы (диоды, резисторы и конденсаторы) изготав­ливают на базе основного элемента и одновременно с ним.

    Пленочная микросхема - это такая микросхема, все элементы и межэлемент­ные соединения которой выполнены только в виде проводящих пленок и ди­электрических материалов.

    В настоящее время существуют два класса пленочных микросхем:

    - тонкопленочные;

    - толстопленочные.

    Все элементы ИС (кроме активных) наносят на диэлектрическую пластину (подложку)в виде поликристаллических или аморфных слоев (пленок),выпол­няющих заданные функции пассивных элементов. Полученную ИС при необхо­димости помещают в корпус с внешними выводами.

    Различие между тонкопленочными и толстопленочными микросхемами мо­жет быть количественным и качественным. К тонкопленочным (условно) отно­сят ИМС столщиной пленок менее 1 мкм, а к толстопленочным - более 1 мкм.

    Деление пленочных ИС обусловлено не столько толщиной пленок, сколько методом их нанесения а процессе создания пассивных элементов. Пассивные эле­менты тонкопленочных схем наносят на подложку преимущественно с использо­ванием термовакуумного распыления и катодного осаждения,а пассивные эле­менты толстопленочных схем получают нанесением и вжиганием проводящих и резистивных паст.

    Активные элементы (диоды и транзисторы) «навешивают» на пленочную схе­му, в результате чего получают смешанную (пленочно-дискретную) ИС, которую называют гибридной.

    Частным случаем гибридной ИС является многокристальная ИС, содержа­щая в качестве компонентов несколько бескорпусных полупроводниковых схем на одной подложке. Наиболее распространены в настоящее время полупровод­никовые и гибридные ИС.

    Число элементов в данной ИС характеризует ее степень интеграции.

    Степень интеграции -это функциональная сложность ИС, то есть число элементов, чаще всего транзисторов, входящих в состав интегральной схемы.

    В соответствии со степенью интеграции все интегральные схемы условно де­лятся на:

    -малые (МИС), до 102 элементов на кристалл;

    -средние (СИС), до 103 элементов на кристалл;

    -большие (БИС), до 104 элементов на кристалл;

    - сверхбольшие (СБИС), до 106 элементов на кристалл;

    -ультрабольшие (УБИС), до 109 элементов на кристалл;

    -гигабольшие (ГБИС), более 109 элементов на кристалл.

    Иногда степень интеграции определяют величиной

    K=lgN,(6.1)

    где N- число элементов, входящих в ИС.

    ЗначениеКопределяется до ближайшего целого числа в сторону увеличения.

    Например, ИС первой степени интеграции (К=1) содержит до 10 элементов, второй степени интеграции (К = 2) -от 10 до 100, третьей степени интеграции (К^З)-от 100 до 1000, и т. д.

    Создание БИС явилось новым шагом в электронике. БИС содержат более 1000 элементов и являются сложными функциональными устройствами.

    `По функциональному назначению интегральные микросхемы делятся наана­логовые и цифровые.

    Цифровая интегральная микросхема (ЦИМ) - это микросхема, предназначен­ная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискрет­ной функции (например, выраженные в двоичном или другом цифровом коде).

    Цифровые ИС представляют собой множество транзисторных ключей, обла­дающих двумя устойчивыми состояниями (разомкнутым и замкнутым).

    Частным случаем ЦИМ является логическая микросхема, выполняющая опе­рации с двоичным кодом, которые описываются логической алгеброй и реализу­ют такие функции, как И, ИЛИ, НЕ и др.

    Аналоговая интегральная микросхема (АИМ) - это микросхема, предназна­ченная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону не­прерывной функции.

    Из изложенной выше классификации ИС по степени интеграции, в зависимо­сти от типа ИС (аналоговая или цифровая) и класса транзисторов (биполярный или полевой) следует, что применение цифровых методов обработки информа­ции способствует более эффективному решению вопроса микроминиатюризации электронных средств.

    Однако применение цифровых методов не всегда возможно. Так, при разра­ботке конкретного электронного устройства к нему могут предъявляться требо­вания, выполнение которых методами цифровой электроники будет неоптимальным, например, с точки зрения стоимости или других показателей, или вообще недостижимым. В первую очередь это касается требуемого быстродействия и точ­ности электронного устройства.

    Поэтому поиск оптимального решения должен базироваться на использовании всего набора имеющихся электронных устройств; аналоговой, цифровой и им­пульсной электроники.

    Элементы конструкции микросхем

     

    Рассмотрим некоторые общие и специальные термины, встречающиеся при опи­сании конструкций микросхем.

    Корпус -часть конструкции интегральной микросхемы, предназначенная для защиты ИМС от внешних воздействий и для соединения с внешними электриче­скими цепями посредством выводов.

    Типы и размеры корпусов ИМС, расположение и число их выводов стандар­тизированы.

    Подложка - заготовка из диэлектрического материала, предназначенная для нанесения на нее элементов гибридных и пленочных ИМС, межэлементных и (или) межкомпонентных соединений, а также контактных площадок.

    Плата - часть подложки (или вся подложка) гибридной интегральной схе­мы, на поверхности которой нанесены пленочные элементы микросхемы, меж­элементные и межкомпонентные соединения и 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 соединения и кон­тактные площадки.

    Контактная подложка - металлизированный участок на плате или кристал­ле или на корпусе ИМС, служащий для соединения выводов компонентов и кри­сталлов, а также для контроля ее электрических параметров и режимов.

    Бескорпусная интегральная микросхема - кристалл микросхемы, предназна­ченный для монтажа в гибридную интегральную микросхему.

    Если в обычной микросхеме корпус служит для защиты от внешних воздей­ствий, то бескорпусная ИМС такой собственной защиты (по крайней мере, от механических воздействий) не имеет.

    Вывод бескорпусной интегральной микросхемы – проводник, соединенный электрически с контактной площадкой кристалла или механически с его поверхностью.

     

    studopedia.net

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о