Для чего нужны микросхемы – Интегральная схема — Википедия

Микросхемы – для чего они нужны?

Микросхемы https://neru5.ru/index.php?route=product/category&path=70 – это устройства, которые помещены в специальный корпус. Микросхема может иметь много функций, обладая целым набором возможностей, вплоть до микрокомпьютера. Микросхемы могут иметь пластиковый, металлический и керамический корпус, могут монтироваться на поверхность печатной платы или располагаться в ее отверстиях. Стоимость данного устройства во многом зависит от ее функционала – определяется тип микросхемы по маркировке, нанесенной на е корпус – каждый производитель микросхем наносит свой серийный номер разработки. При изготовлении микросхем используются различные технологии, которые будут определять тип: интегральная, пленочная, гибридная, смешанная.

В зависимости от обрабатываемого сигнала микросхемы разделяются на 3 вида:

• аналоговые – стабилизаторы напряжения, микросхемы для источников питания, фильтры, датчики;
• цифровые  – микропроцессоры, микросхемы памяти, дешифраторы и т.д.;
• аналого-цифровые  – цифро-аналоговые микросхемы, модуляторы, демодуляторы; 

Микросхемы используются в усилителях электрических сигналов, например, в акустических системах, усилителях низких частот. Кроме этого, каждый стабилизатор напряжения не может обойтись без микросхем, которые могут управлять напряжением на выходе стабилизаторы. Современная компьютерная и мобильная техника, будь то ноутбук или смартфон, содержат микросхемы.

В технической и вычислительной аппаратуре, используемой для изготовления космических спутников, воздушных судов, а также в устройствах, используемых в военной технике, используются микросхемы 90 нм. Почему для этих целей используют довольно устаревшую технологию изготовления? Все дело в том, что при использовании более высокотехнологичных микросхемах, имеющих толщину слоя 60 нм и меньше, начинает сказываться негативный эффект, связанный с влиянием статического электричества и воздействием внешних источников ионизационного и радиационного излучения.

В нашем интернет-магазине https://neru5.ru/ Вы можете приобрести микросхемы ведущих мировых производителей, а также заказать уже довольно “раритетные” производства СССР. На весь товар распространяется гарантия, для покупателей из регионов действует доставка различными транспортными компаниями или Почтой России. Грамотные операторы помогут Вам определиться с необходимым типом электронного устройства, а также предложат их аналоги.

 

irkutskmedia.ru

Введение в электронику. Микросхемы

Серия статей известного автора множества радиолюбительских публикаций  Дригалкина В.В.  для начинающих радиолюбителей

Доброго дня уважаемые радиолюбители!
Приветствую вас на сайте “Радиолюбитель“

Микросхемы

Микросхема (ИС – Интегральная Схема, ИМС – Интегральная Микросхема

, чип или микрочип от английского Chip, Microchip) представляет собой целое устройство, содержащее в себе транзисторы, диоды, резисторы и другие, активные и пассивные элементы, общее число которых может достигать нескольких десятков, сотен, тысяч, десятков тысяч и более. Разновидностей микросхем достаточно много. Наиболее применяемые среди них – логические, операционные усилители, специализированные.

Большая часть микросхем помещена в пластмассовый корпус прямоугольной формы с гибкими пластинчатыми выводами (см. Рис. 1), расположенными вдоль обеих сторон корпуса. Сверху на корпусе есть условный ключ — круглая или иной формы метка, от которой ведется нумерация выводов. Если на микросхему смотреть сверху, то отсчитывать выводы нужно против движения часовой стрелки, а если снизу — то в направлении движения часовой стрелки. Микросхемы могут иметь любое количество выводов.

В отечественной электронике (впрочем, в зарубежной тоже) особой популярностью среди микросхем пользуются логические, построенные на основе биполярных транзисторов и резисторов. Их еще называют ТТЛ-микросхемами (ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная Логика). Название транзисторно-транзисторный возникло из-за того, что транзисторы используются как для выполнения логических функций, так и для усиления выходного сигнала. Весь их принцип работы построен на двух условных уровнях: низком или высоком или, что эквивалентно, состоянию логического 0 или логической 1. Так, для микросхем серии К155 за низкий уровень , соответствующий логическому 0, приняты напряжения от 0 до 0,4. В, то есть не более 0,4 В, а за высокий, соответствующий логической 1, – не менее 2,4 В и не более напряжения источника питания – 5 В, а для микросхем серии К176, рассчитанных на питание от источника, напряжением 9 В, соответственно 0,02. ..0,05 и 8,6. ..8,8 В.

Маркировка зарубежных ТТЛ-микросхем начинается с цифр 74, например 7400. Условные графические обозначения основных элементов логических микросхем показаны на Рис. 2. Там же приведены таблицы истинности, дающие представление о логике действия этих элементов.

Символом логического элемента И служит знак “&” (союз “и” в английском языке) , стоящий внутри прямоугольника (см. Рис.2). Слева — два (или больше) входных вывода, справа — один выходной вывод. Логика действия этого элемента такова: напряжение высокого уровня на выходе появится лишь тогда, когда сигналы такого же уровня будут на всех его входах. Такой же вывод можно сделать, глядя на таблицу истинности, характеризующую электрическое состояние элемента И и логическую связь между его выходным и входными сигналами. Так, например, чтобы на выходе (Вых.) элемента было напряжение высокого уровня, что соответствует единичному (1) состоянию элемента, на обоих входах (Вх. 1 и Вх. 2) должны быть напряжения такого же уровня. Во всех других случаях элемент будет в нулевом (0) состоянии, то есть на его выходе будет действовать напряжение низкого уровня.

Условный символ логического элемента ИЛИ — цифра 1 в прямоугольнике. У него, как и у элемента И, может быть два и больше входов. Сигнал на выходе, соответствующий высокому уровню (логической 1) , появляется при подаче сигнала такого же уровня на вход 1 или на вход 2 или одновременно на все входы. Проверьте эти логические взаимосвязи выходного и входного сигналов этого элемента по его таблице истинности.
Условный символ элемента НЕ — тоже цифра 1 внутри прямоугольника. Но у него один вход и один выход. Небольшой кружок, которым начинается линия связи выходного сигнала, символизирует логическое отрицание “НЕ” на выходе элемента. На языке цифровой техники “НЕ” означает, что элемент НЕ является инвертором, то есть электронным “кирпичиком”, выходной сигнал которого по уровню противоположен входному. Другими словами: пока на его входе присутствует сигнал низкого уровня, на выходе будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Об этом говорят и логические уровни в таблице истинности работы этого элемента.

Логический элемент И-НЕ является комбинацией элементов И и НЕ, поэтому на его условном графическом обозначении есть знак “&” и небольшой кружок на линии выходного сигнала, символизирующий логическое отрицание. Выход один, а входов два и больше. Логика работы элемента такова: сигнал высокого уровня на выходе появляется лишь тогда, когда на всех входах будут сигналы низкого уровня. Если хотя бы на одном из входов будет сигнал низкого уровня, на выходе элемента И-НЕ будет сигнал высокого уровня, то есть он будет в единичном состоянии, а если на всех входах будет сигнал высокого уровня — в нулевом состоянии. Элемент И-НЕ может выполнять функцию элемента НЕ, то есть стать инвертором. Для этого надо лишь соединить вместе все его входы. Тогда при подаче на такой объединенный вход сигнала низкого уровня на выходе элемента будет сигнал высокого уровня, и наоборот. Это свойство элемента И-НЕ очень широко используется в цифровой технике.

Обозначение символов логических элементов (знаков “&” или “1”) применяется только в отечественной схемотехнике.

ТТЛ-микросхемы обеспечивают построение самых различных цифровых устройств, работающих на частотах до 80 МГц, однако их существенный недостаток – большая потребляемая мощность.
В ряде случаев, когда не нужно высокое быстродействие, а необходима минимальная потребляемая мощность, применяют КМОП-микросхемы, которые используются полевые транзисторы, а не биполярные. Сокращение КМОП (CMOS Complementary Metal-Oxide Semiconductor)

расшифровывается как Комплементарный Металло-Оксидный Полупроводник. Основная особенность микросхем КМОП – ничтожное потребление тока в статическом режиме – 0,1…100 мкА. При работе на максимальной рабочей частоте потребляемая мощность увеличивается и приближается к потребляемой мощности наименее мощных микросхем ТТЛ. К КМОП-микросхемам относятся такие известные серии, как К176, К561, КР1561 и 564.

В классе аналоговых микросхем выделяют микросхемы с линейными характеристиками – линейные микросхемы, к которым относятся ОУ – Операционные Усилители. Наименование “операционный усилитель” обусловлено тем, что, прежде всего такие усилители получили применение для выполнения операций суммирования сигналов , их дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т.д. Аналоговые микросхемы выпускают, как правило, функционально незавершенными, что открывает широкий простор для радиолюбительского творчества.

Операционные усилители имеют два входа – инвертирующий и неинвертирующий. На схеме обозначаются минусом и плюсом соответственно (см. Рис.3). Подавая сигнал на вход плюс – на выходе получается неизменный, но усиленный сигнал. Подавая его на вход минус, на выходе получается перевернутый, но тоже усиленный сигнал.

При производстве радиоэлектронной продукции использование многофункциональных специализированных микросхем, требующих минимального количества внешних компонентов, позволяет значительно сократить время разработки конечного устройства и производственные затраты. К этой категории микросхем относятся чипы, которые предназначены для чего-то определенного. Например, существуют микросхемы усилителей мощности, стереоприемников, различных декодеров. Все они могут иметь совершенно разный вид. Если одна из таких микросхем имеет металлическую часть с отверстием, это означает, что ее нужно привинчивать к

радиатору.

Со специализированными микросхемами иметь дело куда приятнее, чем с массой транзисторов и резисторов. Если раньше для сборки радиоприемника необходимо было множество деталей, то теперь можно обойтись одной микросхемой.

---

Перейти к следующей статье: Микроконтроллеры

---

---

radio-stv.ru

Первая микросхема 🙂 / Habr

Очень рад в подробностях рассказать о своей первой интегральной схеме и поделиться перипетиями этого проекта, которым занимался на протяжении прошлого года. Надеюсь, мой успех вдохновит других и поможет начать революцию в производстве домашних микросхем. Когда я приступил к этому проекту, то понятия не имел, во что ввязался, но в итоге узнал больше, чем когда-либо думал, о физике, химии, оптике, электронике и многих других областях.

Кроме того, мои усилия сопровождались лишь самыми положительными отзывами и поддержкой со всего мира. Искренне благодарен всем, кто мне помогал, давал советы и вдохновлял на этот проект. Особенно моим удивительным родителям, которые не только всегда поддерживают и поощряют меня как только могут, но и предоставили рабочее место и смирились с затратами на электроэнергию… Спасибо!

Без дальнейших церемоний представляю первую интегральную схему (ИС), изготовленную литографическим способом в домашних (гаражных) условиях — PMOS-чип двойного дифференциального усилителя Z1.

Я говорю «изготовленную литографическим способом», потому что Джери Эллсуорт изготовила первые транзисторы и логические вентили (с соединениями, тщательно проложенными вручную проводящей эпоксидной смолой) и показала миру, что это возможно. Вдохновленный её работой, я представляю интегральные схемы, созданные масштабируемым, стандартным фотолитографическим процессом. Излишне говорить, что это логический шаг вперёд по сравнению с моим предыдущей работой, где я воспроизвёл полевой транзистор Джери.

Я разработал усилитель Z1, когда искал простой чип для тестирования и настройки своего процесса. Макет сделан в Magic VLSI для процесса PMOS с четырьмя масками (активная/легированная область, подзатворный оксид, контактное окно и верхний металлический слой). У PMOS есть преимущество перед NMOS, если учесть ионные примеси из-за изготовления в гараже. Маски разработаны с соотношением сторон 16:9 для упрощения проекции.

Макет Magic VLSI

Генерация маски

Активная область

Затвор

Контакт

Металл

Размер затвора приблизительно 175 мкм, хотя на чипе для проверки выполнены элементы размером до 2 мкм. Каждая секция усилителя (центральная и правая) содержит три транзистора (два для двухтактной схемы с общим катодным сопротивлением и один в качестве источника тока/нагрузочного резистора), что означает в общей сложности шесть транзисторов на ИС. В левой части резисторы, конденсаторы, диоды и другие тестовые элементы, чтобы изучить характеристики техпроцесса. Каждый узел дифференциальных пар выходит отдельным штифтом на выводной рамке, поэтому его можно изучать, а при необходимости добавить внешнее смещение.

Процесс изготовления состоит из 66 отдельных шагов и занимает примерно 12 часов. Выход достигает 80% для больших элементов, но сильно зависит от количества выпитого кофе в конкретный день. Я также записал видео на YouTube о теории производства микросхем и отдельно об изготовлении МОП-транзисторов.

Кремниевые пластины 50 мм (2″) разбиваются на кристаллы 5,08×3,175 мм (площадь около 16 мм²) волоконным лазером Epilog. Такой размер кристалла выбран, чтобы он помещался в 24-контактный DIP-корпус Kyocera.

Пластина N-типа 50 мм

Пластина N-типа 50 мм

Сначала с пластины снимается нативная окись быстрым погружением в разбавленный фтороводород с последующей интенсивной обработкой травильной смесью «пиранья» (смесь серной кислоты и перекиси водорода), смесью RCA 1 (вода, аммиак, перекись водорода), смесью RCA 2 (вода, соляная кислота, перекись водорода) и повторным погружением во фтороводород.

Защитный окисел термически выращивается в водяном паре окружающего воздуха (влажное оксидирование) до толщины 5000−8000 Å.

Влажное термическое оксидирование

Влажное термическое оксидирование

Трубчатая печь

Оксидированная пластина

Оксидированная пластина готова к формированию рисунка на активной/легированной (Р-типа) области. Фоторезист AZ4210 наносится на вращающуюся примерно на 3000 оборотах в минуту подолжку, формируя плёнку толщиной около 3,5 мкм, которая аккуратно подсушивается при 90°С на электроплитке.

Процесс литографии детально

Маску активной зоны обрабатывает мой фотолитографический степпер Mark IV в ультрафиолете с шагом 365 нм — и структура отрабатывается в растворе гидроксида калия.

Структура резиста

Структура резиста

30-минутная подсушка

Травление активной зоны

После этого структура резиста плотно затвердела и применяется несколько других трюков, чтобы обеспечить хорошее сцепление и химическую стойкость во время следующего вытравливания во фтороводороде, который переносит эту структуру на слой подзатворного оксида и открывает окна к голому кремнию для легирования. Эти регионы позже станут истоком и стоком транзистора.

Частицы замыкают затвор

Легированные кристаллы с вытравленными затворами

После этого производится легирование, то есть введение примесей из твёрдого или жидкого источника. В качестве твёрдого источника применяется диск нитрида бора, размещённый поблизости (менее 2 мм) от пластины в трубчатой печи. Как вариант, можно приготовить жидкостный источник из фосфорной или борной кислоты в воде или растворителе — и провести легирование по стандартному процессу преднанесения/погружения во фтороводород/диффундирования/удаления глазури.

Вышеупомянутые шаги формирования рисунка затем повторяются дважды для подзатворного оксида и контактного слоя. Подзатворный оксид должен быть гораздо тоньше (менее ~750 Å), чем защитный оксид, поэтому зоны между стоком/истоком вытравливаются — и там выращивается более тонкий оксид. Затем, поскольку вся пластина оксидировалась на шаге легирования, нужно вытравить контактные окна, чтобы установить контакт металлического слоя с легированными зонами истока/стока.

Теперь все транзисторы сформированы и готовы к межсоединениям с выходом на выводную рамку. Защитный слой алюминия (400−500 нм) распыляется или термически напыляется на пластину. Альтернативой был бы метод взрывной литографии (lift-off process), когда сначала формируется фоторезист, а затем осаждается металл.

Напылённый металл

Напылённый металл

Затем на слое металла формируется рисунок методом фотолитографии и происходит травление в горячей фосфорной кислоте, чтобы завершить изготовление интегральной схемы. Заключительные шаги перед тестированием — это визуальный осмотр и высокотемпературный отжиг алюминия для формирования омических переходов.

Микросхема теперь готова для упаковки и тестирования.

У меня нет установки микросварки (принимаю пожертвования!), поэтому сейчас процесс тестирования ограничен прощупыванием пластины острым пинцетом или использованием платы flip-chip (трудно выровнять) c подключением к характериографу. Дифференциальный усилитель также эмпирически тестируется в цепи для проверки работоспособности.

Кривая IV

Кривая IV

Кривая FET Ids/Vds от с предыдущего устройства NMOS

Конечно, эти кривые далеки от идеальных (в том числе из-за излишнего сопротивления контактов и других подобных факторов), но я ожидаю улучшения характеристик, если раздобуду установку микросварки. Этим могут частично объясняться и некоторые отличия от кристалла к кристаллу. Скоро я добавлю на эту страницу новые кривые IV, характеристики транзистора и дифференциального усилителя.

habr.com

Обсуждение:Интегральная схема — Википедия

Статья объединена со статьями Микросхема и Интегральная микросхема. На них, а также на статьи Чип и Микрочип установлён редирект. –Alex Spade 14:00, 9 сентября 2006 (UTC)

Лучше все объединить в статье Микросхема. Это слово более известно большинству людей и более применимо. А Интегральная (микро)схема, чип и другие – это синонимы слова микросхема. Надо это объединить с тем, что я пишу. –Navchel 08:34, 10 сентября 2006 (UTC)

Категорически Против. Аргумент – это слово более известно весьма слабый. Для этого и служат редиректы. Более того, смотрим интегральная схема по энциклопедиям. Интегральная схема присутствует чаще именно в названиях, а микросхема уже в тексте.–Alex Spade 09:17, 10 сентября 2006 (UTC)

За Всё же эти понятия означают одно и тоже. Gordon01 10:16, 23 октября 2006 (UTC)

Уже объединено и редиректы поставлены. –Alex Spade 11:11, 23 октября 2006 (UTC)

Более того я не согласен, когда вы пишите для некоторых логик устаревшая – как это оценить? Да они сейчас меньше используются, но используются. И зачем в главном тексте статьи так расписывать про СССР, почему бы не уделить больше внимание общей концепции или современному положению разработки ИС в России. А СССР выделить в подраздел, история ИС (микросхем) в СССР, иначе получается статья о какой-то рухляди… 🙁

PS В настоящий момент я не являюсь разработчиком ИС, однако в нашем универе (точнее факультете) уделяли достаточно много внимания разработке ИС.–Alex Spade 09:26, 10 сентября 2006 (UTC)

Зайдите хотя бы на сйты российских производителей Микрон или Ангстерм – посмотрите, что они производят.–Alex Spade 09:37, 10 сентября 2006 (UTC)

• Я постарался провести некторую терминологическую разницу, и подготовил начало статьи под любой вариант переезда (хотя я по прежнему Против)–Alex Spade 10:55, 10 сентября 2006 (UTC)
• Кроме того, я считаю что подраздел Интегральная схема#Серии микросхем соверешенно не нужен, ибо бесконечен. А вот описать корпуса по классификации (не по номерам, которых тоже бесконечно много) было бы интересно.–Alex Spade 10:55, 10 сентября 2006 (UTC)
• Насчёт МИС, СИС, БИС, СБИС, УБИС и ГБИС – не только в СССР так классифицировали. Аналогичные термины есть и английском варианте en:Integrated circuit–Alex Spade 11:07, 10 сентября 2006 (UTC)
• Я убрал указание “устаревшая” с ТТЛ, как не соот. действительности. Да ТТЛШ является её усовершенствовамием, но изготовление диодов Шотки на кристалле несколько более сложное и дорогое, поэтому ТТЛ по прежнему широко используется.–Alex Spade 11:33, 10 сентября 2006 (UTC)

Заблуждение о дороговизне изготовления диодов Шотки в планарной технологии

Вы, уважаемый Alex Spade, здесь заблуждаетесь, диоды Шотки, шунтирующие коллекторно-базовый переход, для исключения насыщения базы неосновными носителями, получаются “бесплатно”, осаждением пленки алюминия на вскрытую от диоксида кремния поверхность монокристалла кремния, где выходит на неё коллекторно-базовый n-p переход.

Кстати, ТТЛ-чипы уже давно вытеснены ТТЛШ-микросхемами, (приблизительно, с 1989 г.). Д.Ильин 17:56, 15 августа 2012 (UTC)

Не категорически, но попытаюсь ругаться:

• что значит редирект – наверно это где-то написано, но я, к сожалению, этого не видел и не знаю. Подскажите пожалуйста.
• малогабаритный (микроминиатюрный) микроэлектронный прибор переведем на русский:
  

маленького размера маленький маленький маленький электронный прибор – слишком масло масленное получается. А вот слово прибор означает некое устройство, обычно довольно сложное, для измерения чего-нибудь. А если прибор электронный, то в нем и микросхем куча будет. Называть микросхему прибором совершенно не правильно. Микросхема – это действительно схема, которую засунули в маленький корпус.

• содержащий множество – да не надо говорить множество, в пентимуме их милионы, а в простых микросхемах десятки, но все равно и то и другое микросхема.
• радиоэлементов – это опять сложное слово, которым могут и микросхему назвать.
• одном единном неразборном корпусе – опять масло маслянное.
  

Вы слишком усложняете понятие микросхема, используете непонятные слова, в объяснении которых наверняка будет использовано слово микросхема. Хотя я понимаю, что это вы, может быть, и не сами придумали. Привожу пример из справочника по интегральным микросхемам в котором ссылаются на ГОСТ 17021-75 “Микросхемы интегральные. Термины и определения”.

• Интегральная микросхема (ИС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и (или) кристаллов, которое с точки зрения требований к испытаниям, приемке, поставке и эксплуатации рассматривается как единое целое.
  

На мой взгляд, это ГОСТовское определение полная чепуха!

Еще один образец терминологии из “Справочник радиолюбителя-конструктора”:
Микросхема (МС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, компонентов, кристалов.
Чем отличается микросхема от электрической схемы? И та и другая выполняют какую-то функцию. Плотность упаковки понятие абстрактное. Электрическая схема тоже имеет высокую плотность. Единственная существенная разница: микросхема – неразборное целое в стандартном корпусе, а электрическая схема – это компоненты, к которым есть доступ, и габариты произвольные.Navchel 11:59, 11 сентября 2006 (UTC)

редирект – он же REDIRECT – функция Википедии по автоматическому перебросу с синонимов на главную статью – для иллюстрации откройте Чип – вы будете автоматически переброшены на Интегральная схема, но вверху будет написано откуда вас перебросили – если же щёлкнуть уже по этой верхней ссылке вы попадёте на синоним, который при необходимости можно отредактировать–Alex Spade 20:10, 11 сентября 2006 (UTC)

мало… (микро…) микро… прибор переведем на русский – вы правы надо будет подсократить

А вот слово прибор’ – не-а, уже транзисторы и различные диоды – являются полупроводниковыми приборами – даже раздел техники про них так и называется Физика полупроводниковых приборов (она же Эф-три-Пэ – ФППП), в отличии от собственно Физика полупроводников (Эф-два-Пэ – ФПП) и объединённой дисциплины ФППППП (иначе ФППиППП или ФПППиПП). Не говоря уже про ламповую технику…

радиоэлементов – … которым могут и микросхему назвать – не-а – могут и Петю, Юлей назвать. Радиоэлементы – это резисторы, конденсаторы, диоды, транзисторы и т.д.

Чем отличается микросхема от электрической схемы? Какая такая элетрическая? Я писал электронная. Многим отличается и много общего, смотря, что-же конкретно вы имели в виду по электрической схемой – (печатную плату, некоторую “напаенную” плату, принципиальную электрическую, логическую или схемо- и системотехническую схемы).

Если электронную, то ИС – это её подвид. –Alex Spade 20:10, 11 сентября 2006 (UTC)

Чем отличается микросхема от электронной схемы? И та и другая выполняют какую-то функцию. Плотность упаковки понятие абстрактное. Электронная схема тоже имеет высокую плотность. Существенная разница: микросхема – изготовлена на полупроводниковом кристалле, электронная схема – на печатной плате; микросхема – помещена в неразборный стандартный корпус, а электронная схема – это компоненты, к которым есть доступ на печатной плате, габариты которой разные у разных производителей и разных устройств, приборов.Navchel 03:40, 24 сентября 2006 (UTC)

Объяснять сложный термин надо более простыми словами. Говорить что микросхема – это прибор, бысмысленно, т.к. слово прибор еще сложнее слова микросхема. Вот примеры объяснения слова прибор:

• ПРИБОР – комплекс функционально значимых металлических элементов на ножнах клинкового холодного оружия

• ПРИБОР – м. 1). Приспособление, специальное устройство, аппарат для производства какойн. работы, управления, регулирования, контроля, вычислений. Измерительный п. Электрические приборы. Световые приборы. 2). Набор принадлежностей для чего-н.) Бритвенный п. Письменный п. Столовый п.| прил. приборный, ая, ое (к 1 знач.). П. щит. Приборные масла.

//Толковый словарь Ожегова//

• ПРИБОР – м. 1. Аппарат, приспособление для производства какой-н. работы. Измерительный прибор. Счетный прибор. Прибор сложной конструкции. 2. Комплект, Набор предметов, инструментов для какой-н. работы, для каких-н. действий (спец.). Письменный прибор (чернильница, пресс-папье и т. п.). Туалетный прибор. Столовый прибор (тарелки, вилки, ножи, ложки и т. п. для еды одному человеку). Накрыть стол на 5 приборов (для пяти обедающих). 3. Набор материалов, частей, принадлежностей для изготовления, устройства чего-н. (спец.). Печной прибор. Оконный и дверной прибор (петли, скобы, задвижки, накладки и т. п.). 4. Комплект приклада (петлицы, окантовка и т. п.) и знаков различия к обмундированию (спец.). //Толковый словарь Ушакова//

• ПРИБОР – м. 1. Устройство, аппарат, предназначенный для управления машинами, установками, для регулирования технологических процессов, вычислений и т.п. 2. Учебное наглядное пособие, служащее для демонстрации какой-л. закономерности. 3. Набор предметов для какого-л. пользования. // Комплект предметов, подаваемый для еды одному человеку. 4. Комплект предметов, предназначенный для изготовления, устройства чего-л. // Комплект приклада (петлицы, окантовка и т.п.) и знаков различия к обмундированию. //Толково-словообразовательный словарь Ефремовой//

Navchel 14:37, 24 сентября 2006 (UTC)

Не буду далее спорить про пронятие прибор (я всё сказал ранее и словарями я тоже умею пользоватся, потоэтому цитировать (нагонять метраж страницы) совсем не обязательно – досточно сослаться). Заменим на более нейтральное – микроэлектронное устройство. Но дополним плёнками – плёночные технологии ещё живы (хоть и мало распростарнены), хотя почему мало – TFT-технология для мониторов – её прямой потомок, только что не микро- и не в корпусе. И уберём неразборных, стандартный для микросхем корпус. А то получается микросхема – это то, что помещено в корпус для микросхем. Тем более – что если я помещу кристалл в нетипичный или кастом (заказной) корпус – это уже перестанет быть микросхемой? 😉

И большая просьба – установите себе нормальный Unicode редактор – не портите текст – восстанавливаю за вами Unicode-кодировку уже второй раз.–Alex Spade 08:37, 24 сентября 2006 (UTC)

Можно ли высекать искры из кремниевых микросхем путем соударения?[править код]

Можно ли высекать искру из кремниевых микросхем путем соударения? Нигде не смог найти информацию на эту тему. Я лично провел эксперимент, но искру не получил, предполагаю, что один из исследуемых процессоров имел какое-то покрытие. –VetMax 21:22, 27 января 2007 (UTC)

Советую вставить в розетку два оголённых провода и класть микросхему на них. Особенно удобно использовать корпуса типа DIP, предварительно выпрямив ножки. Искра будет, гарантирую. –Panther ^@ 21:52, 27 января 2007 (UTC)

Отвечайте пожалуйста по теме. –VetMax 00:10, 28 января 2007 (UTC)

Да пожалуйста, просто для меня открытие, что такие вопросы можно задавать серьезно. Вы почитайте статьи Кремний и Кремень (точнее, en:Flint) и Вы сами поймёте разницу. –Panther ^@ 09:26, 28 января 2007 (UTC)

Нельзя. –Кae 03:44, 28 января 2007 (UTC)

Может быть можно высечь хоть небольшую искорку, если поверхность микросхемы окислится?

Искры даёт не кремень, а металл, по которому им ударяют. –Panther ^@ 20:56, 28 января 2007 (UTC)

Неправда.–Genesiser 16:29, 6 января 2010 (UTC)

Старые процессоры имели корпуса из керамики. Применять как кремень.–Genesiser 16:29, 6 января 2010 (UTC)

Ответ: в “кремниевой микросхеме” кремниевой является маленькая (площадью пару кв. миллиметров) тоненькая (доли миллиметра толщиной) пластинка, упрятанная (залитая) внутри корпуса (пластмассового или керамического). Ударить “кремнием о кремний”, таким образом. крайне затруднительно ;-). Ну стучать корпусами можно, конечно, долго и упорно.) Tpyvvikky 18:29, 7 января 2010 (UTC)

Шаблон «Микросхемы СССР»[править код]

Попытка привнести некоторое единообразие и облегчить навигацию по теме. Оставляю шаблон на компоненты, убираю технологии (они уже включены) и процессоры – для них есть своя страница.
Да, безусловна, шаблон не догма, и конструктивные предложения, инициирующие написание новый тем и статей только приветствуются!

Добро пожаловать

–Mixabest 13:17, 18 сентября 2010 (UTC)

Давно пора. Но шаблон мягко говоря нуждается в коррекции. Marlagram 09:23, 19 сентября 2010 (UTC)

Изменил в статье инфу про 22 нм, т.к. он уже вышел, и немного подправил про 14 нм а то некрасиво получалось –Cukarach 20:03, 24 сентября 2012 (UTC)

..ультрабольшая интегральная схема (УБИС) — до 1 млрд. элементов в кристалле и гигабольшая интегральная схема (ГБИС) — более 1 млрд. элементов в кристалле.. — может всё же миллион? Sergoman 10:10, 21 декабря 2014 (UTC)

Возможно, где-то неточность[править код]

Первая в СССР гибридная толстоплёночная интегральная микросхема (серия 201 «Тропа») была разработана в 1963-65 годах в НИИ точной технологии («Ангстрем»), серийное производство с 1965 года. В разработке принимали участие специалисты НИЭМ (ныне НИИ «Аргон»)[3][4].

А здесь сказано, что “Тропа” была второй, а первой – “Квант”:

Первая в мире гибридная интегральная схема «Квант» (позже получившая обозначение "ГИС серии 116") была разработана в 1962 году в ленинградском НИИ Радиоэлектроники...

Где правда? Или “Квант” не был толстоплёночным? А почему это настолько важно, что даже делает ГИС “Тропа” достойной упоминания в статье “ИС”, а “Квант” выводит из рассмотрения? Толстоплёночная ГИС – “почти ИС”, а не-толстоплёночная – совсем постороннее и чуждое устройство? –Michael MM (обс.) 05:14, 8 марта 2018 (UTC)

ru.wikipedia.org

Как «открыть» микросхему и что у неё внутри? / Zeptobars corporate blog / Habr

Микросхемы — наиболее приближены к тому, чтобы называться «черным ящиком» — они и вправду черные, и внутренности их — для многих остаются загадкой.

Эту завесу тайны мы сегодня и приподнимем, и поможет нам в этом — серная и азотная кислота.

Внимание! Любые операции с концентрированными (а тем более кипящими) кислотами крайне опасны, и работать с ними можно только используя соответствующие средства защиты (перчатки, очки, фартук, вытяжка). Помните, у нас всего 2 глаза, и каждому хватит одной капли: потому все что тут написано — повторять не стоит.

Берем интересующие нас микросхемы, добавляем концентрированной серной кислоты. Довести до кипения (~300 градусов), не помешивать 🙂 На дне насыпана сода — чтобы нейтрализовать пролитую кислоту и её пары.

Через 30-40 минут от пластика остается углерод:

Достаем и выбираем, что пойдет еще на одну живительную кислотную ванну, а что уже готово:

Если куски углерода намертво прилипли к кристаллу, их можно удалить кипящей концентрированной азотной кислотой ( но температура тут уже намного ниже, ~110-120C). Разбавленная кислота съест металлизацию, потому нужна именно концентрированная:

Картинки кликабельны (5-25Мб JPEG-и). Некоторые фотографии кто-то из вас мог уже видеть у меня.
Цвета традиционно «усилены» до максимума — в реальности буйство красок намного меньше.

PL2303HX — конвертор USB<>RS232, такие используются во всяких Arduino и иже с ними:

LM1117 — линейный регулятор питания:

74HC595 — 8-и битный сдвиговой регистр:

NXP 74AHC00
74AHC00 — 4 NAND (2И-НЕ) элемента. Глядя на гигантский размер кристалла (944×854 µm) — становится очевидно что и «старые» микронные технологии до сих пор используются. Интересно обилие «резервных» via для увеличения выхода годных.

Micron MT4C1024 — микросхема динамической памяти, 1 Мебибит (2²⁰ бит). Использовалась во времена 286 и 386. Размер кристалла — 8662×3969µm.

AMD Palce16V8h
Микросхемы GAL(Generic array logic) — предшественники FPGA и CPLD.
AMD Palce16V8h это 32×64 массив элементов AND.
Размер кристалла — 2434×2079µm, технология 1µm.

ATtiny13A — один из самых мелких микроконтроллеров Atmel: 1кб флеш-памяти и 32 байта SRAM. Размер кристалла — 1620×1640 µm. Технологические нормы — 500nm.

ATmega8 — один из наиболее популярных 8-и битных микроконтроллеров.
Размер кристалла — 2855×2795µm, технологические нормы 500nm.

КР580ИК80А (позже переименованный в КР580ВМ80А) — один из наиболее массовых советских процессоров.

Оказалось, что вопреки распространенному убеждению, он не является послойной копией Intel 8080/8080A (некоторые блоки похожи, но разводка и расположение контактных площадок существенно отличается).

Самые тонкие линии — 6µm.

STM32F100C4T6B — самый маленький микроконтроллер на ядре ARM Cortex-M3 производства STMicroelectronics. Размер кристалла — 2854×3123µm.

Altera EPM7032 — CPLD повидавшая многое, и одна из немногих работавших на 5В питании. Размер кристалла — 3446×2252µm, технологические нормы 1µm.

Черный ящик теперь открыт 🙂
PS. Если у вас есть микросхемы имеющие историческое значение (например Т34ВМ1, советский 286, зарубежные старые и уникальные для своего времени чипы), присылайте — посмотрим что у них внутри.

Фотографии распространяются под лицензией Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

habr.com

Аналоговые и цифровые микросхемы

Аналоговые микросхемы

Аналоговые интегральные микросхемы (ИМС) предназначены для преобразования аналоговых сигналов. Аналоговые ИМС используют в аппаратуре связи, телевизионной аппаратуре, радиолокации, медицинской технике и тому подобное. Они более разнообразны, чем цифровые и имеют меньшую плотность упаковки элементов.

По конструктивно-технологичным особенностям аналоговые ИМС могут быть гибридными или полупроводниковыми и изготавливаться на биполярных или полевых транзисторах.

Аналоговые микросхемы делятся на две группы. К первой группе относятся ИМС универсального назначения: операционные усилители, матрицы транзисторов, диодов и т.д., ко второй — специализированные аналоговые ИМС. Интегрированные сверхвысокочастотные (СВЧ) — микросхемы считают специализированными ИМС, но они имеют конструктивно технологическую, схемотехническую и функциональную специфику, что является причиной выделения их в отдельную подгруппу.

Среди аналоговых ИМС выделяют также многоцелевые усилители (операционные усилители). Они предназначены для усиления сигналов в широком диапазоне частот. Ими являются усилители низких, промежуточных и высоких частот. Серия аналоговых операционных усилителей охватывает широкий спектр различного функционального назначения, в совокупности дают возможность разрабатывать определенную группу аналоговых устройств в микроэлектронном исполнении.

Внутренняя схема простого операционного усилителя К140УД7 (LM741)

Аналоговые микросхемы универсальные и многофункциональные. Эти качества закладывают в них при разработке. Многофункциональные микросхемы изготавливают в массовом производстве. Узкоспециализированные ИМС не пользуются большим спросом, производятся в малом количестве или на заказ, поэтому они дорогие. Аналоговым ИМС, особенно операционным усилителям, свойственна функциональная перенасыщенность по большинству параметров. Это позволяет проектировать приборы промышленной электроники на базе интегральных микросхем с высокими техническими и эксплуатационными показателями.

Особенности аналоговой интегральной схемотехники

Аналоговые интегральные микросхемы предназначены для усиления, обработки и преобразования электрических сигналов, параметры которых изменяются по закону непрерывной функции. К таким аналоговым ИМС принадлежат операционные усилители, интегральные стабилизаторы, компаратора и другие схемы, состоящие из базовых схемотехнических элементов, например, элементарных усилительных каскадов, дифференциальных усилителей, каскадов смещения потенциальных уровней, генераторов стабильного тока, источников опорного напряжения, конечных усилительных каскадов. Эти элементарные схемы широко используются как при проектировании известных, так и при создании новых линейных ИМС.

При разработке полупроводниковых аналоговых ИМС большое внимание уделяется повышению технологичности микросхем, то есть уменьшению количества технологических операций. Это достигается использованием транзисторных структур не только как элементов усиления, а также для выполнения функций пассивных элементов, например, как резисторов, конденсаторов и т. д. При этом важно, чтобы у схемы была низкая чувствительность к разбросу параметров, что увеличивает процент выхода годных ИМС .

Для аналоговых микросхем характерно использования обратных связей как с целью повышения электрических характеристик, так и для расширения функциональных возможностей, например, для выборочного усиления, коррекции характеристик и т. п. Поэтому разработчики радиоаппаратуры вводят внешние цепи обратных связей. Необходимо отметить, что в принципиальных схемах ИМС пытаются избежать местных обратных связей. Например, введение глубокого обратной связи для стабилизации режима работы усилительных каскадов по постоянному току (режим покоя) приводит к заметному уменьшению коэффициента усиления. Поэтому чаще всего режим стабилизируют параметрическими способами, используя транзисторные структуры в диодном включении.

Связь между отдельными каскадами в схеме ИМС непосредственная, без переходных конденсаторов. При этом встает проблема согласования как отдельных каскадов в составе микросхемы, так и отдельных микросхем между собой. Для такого согласования необходимо, чтобы потенциалы входящей и исходящей напряжений были близки к потенциалу общей клеммы источника питания. Это достигается, в частности, с помощью каскадов смещения потенциального уровня.

Цифровые микросхемы

Цифровые ИМС — это микроэлектронные схемы, которые используются для преобразования и обработки цифровых сигналов. Цифровые сигналы получают путем дискретизации (оцифровке) аналоговых. Так, если в аналоговой форме данные о температуре любого объекта подаются непрерывным электрическим сигналом с выхода термодатчика, то цифровой сигнал — это последовательность чисел, по значению уровня температуры, измеренной через определенные промежутки времени. При этом чрезвычайно важное значение имеет форма записи чисел.

В быту мы пользуемся десятичными числами. При записи такого числа используется позиционная форма представления чисел, согласно которому мы называем не самое число, а только информацию о том, сколько единиц, десятков, сотен, тысяч и т.д. оно содержит. При формировании цифровых сигналов используется двоичная система счисления. При записи двоичного числа мы отмечаем, сколько единиц, двоек, четверок, восьмерок и разрядов высокого порядка, получаемые подъемом в степень числа 2, оно содержит. Так, например, двоичное число 101 содержит одну единицу, ноль двоек и одну четверку и равное десятичному числу 5, а десятичное число 10 в двоичной форме записывается в виде: 1010 — ноль единиц, одна двойка, ноль четверок, одна восьмерка.

Нетрудно увидеть, что для представления числа в двоичной системе счисления нужно больше разрядов, чем в десятичной системе, то есть двоичное число дольше десятичное. Но двоичное число имеет то преимущество, что для его записи необходимо всего два знака — 0 и 1. Поэтому при электронной записи цифровых сигналов можно ограничиться использованием только двухуровневых сигналов. Итак, цифровой электрический сигнал — это последовательность двухуровневых элементарных сигналов 0 и 1, которые называются логическими сигналами. Для их обработки, например, дешифрации или считывания, сложения или вычитания, хранения или задержки во времени, применяют так называемые логические схемы, а в случае микроэлектронных устройств — цифровые микросхемы.

Серии цифровых микросхем

Цифровые ИМС, как и аналоговые, выпускаются сериями. Микросхемы одной серии имеют одинаковые напряжения питания, электрические и эксплуатационные параметры и при совместном использовании не требуют дополнительных согласующих элементов. Среди большого количества цифровых ИМС можно выделить следующие группы: серии функционально полного состава, серии, специализированные по функциональному назначению и микропроцессорные комплекты ИМС.

Серии первой группы включают ИМС различного функционального назначения: логические схемы, триггеры, регистры, счетчики, дешифраторы и др. Чем шире функциональный состав серии, тем в большей степени она обеспечивает выполнение требований к аппаратуре с точки зрения надежности, компактности, экономичности, технологичности, удобства эксплуатации и ремонта. Некоторые серии состоят из 100 и более типов ИМС. Примерами отечественных серий ИМС с развитым функциональным составом могут служить серии: К500, К155, К555, К176, К561, К564 и др. Такие серии можно называть универсальными с точки зрения широкого их применения.

Серии ИМС второй группы характеризуются более узкой специализацией. К ним относят серии ИМС памяти К537, К565, К556, К573, К1601 и др., Серии ИМС согласования с линиями передачи и управления устройствами (интерфейсные ИМС) К169, К170, К1102.

Серии ИМС третьей группы, которые называются микропроцессорными комплектами, включают ИМС, которые необходимы для построения микропроцессорных вычислительных и управляющих устройств. Сюда входят микропроцессоры, схемы ввода-вывода, таймеры, генераторы, различные вспомогательные ИМС. Примеры микропроцессорных комплектов: К580, К1810, К588, К1801, К1803, К1804 и др.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Цифровые микросхемы. Типы логики, корпуса

РадиоКот >Обучалка >Цифровая техника >Основы цифровой техники >

Цифровые микросхемы. Типы логики, корпуса

Ну сначала скажем так: микросхемы делятся на два больших вида: аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы работают с аналоговым сигналом, а цифровые, соответственно – с цифровым. Мы будем говорить именно о цифровых микросхемах.

Точнее даже, мы будем говорить не о микросхемах, а об элементах цифровой техники, которые могут быть «спрятаны» внутри микросхемы.

Что это за элементы?

Некоторые названия вы слышали, некоторые, может быть – нет. Но поверьте, эти названия можно произносить вслух в любом культурном обществе – это абсолютно приличные слова. Итак, примерный список того, что мы будем изучать:

• Триггеры
• Счетчики
• Шифраторы
• Дешифраторы
• Мультиплексоры
• Компараторы
• ОЗУ
• ПЗУ

Все цифровые микросхемы работают с цифровыми сигналами. Что это такое?

Цифровые сигналы – это сигналы, имеющие два стабильных уровня – уровень логического нуля и уровень логической единицы. У микросхем, выполненных по различным технологиям, логические уровни могут отличаться друг от друга.

В настоящее время наиболее широко распространены две технологии: ТТЛ и КМОП.

ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная Логика;
КМОП – Комплиментарный Металл-Оксид-Полупроводник.

У ТТЛ уровень нуля равен 0,4 В, уровень единицы – 2,4 В.
У логики КМОП, уровень нуля очень близок к нулю вольт, уровень единицы – примерно равен напряжению питания.

По-всякому, единица – когда напряжение высокое, ноль – когда низкое.

НО! Нулевое напряжение на выходе микросхемы не означает, что вывод «болтается в воздухе». На самом деле, он просто подключен к общему проводу. Поэтому нельзя соединять непосредственно несколько логических выводов: если на них будут различные уровни – произойдет КЗ.

Кроме различий в уровнях сигнала, типы логики различаются также по энергопотреблению, по скорости (предельной частоте), нагрузочной способности, и т.д.

Тип логики можно узнать по названию микросхемы. Точнее – по первым буквам названия, которые указывают, к какой серии принадлежит микросхема. Внутри любой серии могут быть микросхемы, произведенные только по какой-то одной технологии. Чтобы вам было легче ориентироваться – вот небольшая сводная таблица:

	ТТЛ	ТТЛШ	КМОП	Бастродейств. КМОП	ЭСЛ
Расшифровка названия	Транзисторно-Транзисторная Логика	ТТЛ с диодом Шоттки	Комплиментарный Металл-Оксид Полупроводник		Эмиттерно-Согласованная Логика
Основные серии отеч. микросхем	К155 К131	К555 К531 КР1533	К561 К176	КР1554 КР1564	К500 КР1500
Серии буржуйских микросхем	74	74LS 74ALS	CD40 H 4000	74AC 74 HC	MC10 F100
Задержка распространения, нС	10…30	4…20	15…50	3,5..5	0,5…2
Макс. частота, МГц	15	50..70	1…5	50…150	300…500
Напряжение питания, В	5 ±0,5	5 ±0,5	3…15	2…6	-5,2 ±0,5
Потребляемый ток (без нагрузки), мА	20	4…40	0,002…0,1	0,002…0,1	0,4
Уровень лог.0, В	0,4	0,5	< 0,1	< 0,1	-1,65
Уровень лог. 1, В	2,4	2,7	~ U пит	~ U пит	-0,96
Макс. выходной ток, мА	16	20	0,5	75	40

 

Наиболее распространены на сегодняшний день следующие серии (и их импортные аналоги):

• ТТЛШ – К555, К1533
• КМОП – КР561, КР1554, КР1564
• ЭСЛ – К1500

Цифровые схемы рекомендуется строить, используя микросхемы только одного типа логики. Это связано именно с различиями в логических уровнях цифровых сигналов.

Тип логики выбирают, в основном, исходя из следующих соображений:

– скорость (рабочая частота)
– энергопотребление
– стоимость

Но бывают такие ситуации, что одним типом никак не обойтись. Например, один блок должен иметь низкое энергопотребление, а другой – высокую скорость. Низким потреблением обладают микросхемы технологии КМОП. Высокая скорость – у ЭСЛ.

В этом случае понадобятся ставить преобразователи уровней.

Правда, некоторые типы нормально стыкуются и без преобразователей. Например, сигнал с выхода КМОП-микросхемы можно подать на вход микросхемы ТТЛ (при учете, что их напряжения питания одинаковы). Однако, в обратную сторону, т.е., от ТТЛ к КМОП пускать сигнал не рекомендуется.

Микросхемы выпускаются в различных корпусах. Наиболее распространены следующие виды корпусов:

---

DIP
(Dual Inline Package )

Обычный «тараканчик». Ножки просовываем в дырки на плате – и запаиваем.

Ножек в корпусе может быть 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 или 56.

Расстояние между выводами (шаг) – 2,5 мм (отечественный стандарт) или 2,54 мм (у буржуев).

Ширина выводов около 0,5 мм

Нумерация выводов – на рисунке (вид сверху). Чтобы определить нахождение первой ножки, нужно найти на корпусе «ключик».

---

SOIC
(Small Outline Integral Circuit)

Планарная микросхема – то есть ножки припаиваются с той же стороны платы, где находится корпус. При этом, микросхема лежит брюхом на плате.

Количество ножек и их нумерация – такие же как у DIP .

Шаг выводов – 1,25 мм (отечественный) или 1,27 мм (буржуазный).

Ширина выводов – 0,33…0,51

---

PLCC
(Plastic J-leaded Chip Carrier)

Квадратный (реже – прямоугольный) корпус. Ножки расположены по всем четырем сторонам, и имеют J -образную форму (концы ножек загнуты под брюшко).

Микросхемы либо запаиваются непосредственно на плату (планарно), либо вставляются в панельку. Последнее – предпочтительней.

Количество ножек – 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.

Шаг ножек – 1,27 мм

Ширина выводов – 0,66…0,82

Нумерация выводов – первая ножка возле ключа, увеличение номера против часовой стрелки:

---

TQFP
(Thin Quad Flat Package)

Нечто среднее между SOIC и PLCC .

Квадратный корпус толщиной около 1мм, выводы расположены по всем сторонам.

Количество ножек – от 32 до 144.

Шаг – 0,8 мм

Ширина вывода – 0,3…0,45 мм

Нумерация – от скошенного угла (верхний левый) против часовой стрелки.

---

Вот так, в общих чертах, обстоят дела с корпусами. Надеюсь теперь вам станет немножко легче ориентироваться в бесчисленном множестве современных микросхем, и вас не будет вгонять в ступор фраза продавца типа: «эта микросхема есть только в корпусе пэ эл си си»…

<<–Вспомним пройденное—-Поехали дальше–>>

---

Как вам эта статья?	Заработало ли это устройство у вас?

www.radiokot.ru