Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 1. Основы цифровой электроники на ИС (1987) (1092081), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Дополнительная контактная разность потенциалов 0,6 В изменяет соотношение между шириной импульса и величинами 1с и С. На рис. 4.88 приведена схема иесинхронизированного мультивибратора с защитными диодами. 4.44. Корпусы ИС Цифровые ИС изготавливаются в корпусах разных типов. В частности, известны плоский прямоугольный корпус с планарными выводами, керамический 01Р-корпус и пластиковый Р1Р-корпус с 8, 14, 16, 18, 20, 24, 28, 40, 50 и 64 выводами. 256 Глава 4 Плоский корпус был разработан одним из первых в истории техники ИС и применялся в тех случаях, когда требовалось обеспечить высокую надежность.
Чаще всего этот корпус применяется в сочетании с пленочной технологией монтажа. Оп изготавливается как из металла, так н из керамики. Оболочка корпуса герметизирована, поэтому влага внутрь корпуса практически никогда не попадает. Выводы направлены параллельно подложке и поэтому их труднее монтировать на печатной плате, чем выводы Р1Р-корпусов, которые были разработаны специально для быстрого и удобного монтажа. ив зв1 оввм Рис. 4.88.
Мультизибратор с диодами для зашиты от пробоя промежутка база — змиттер, На рнс. 4.89 показаны плоский корпус и операции его монтажа с предварительно изогнутыми выводами. Возможен также лланарный монтаж без предварительного изгибания выводов (рис. 4.89,в). Этот метод используется для монтажа плоских корпусов на печатных платах с тонкопленочным покрытием и соединительными линиями.
Корпусы типа Р1Р известны в пластиковом и керамическом исполнении. Керамические корпусы применяются для монтажа ИС с высокой рассеиваемой мощностью, например для монтажа статических запоминающих устройств с произвольным доступом. Керамические Р1Р-корпусы изготавливаются иногда как пластиковые Р1Р-корпусы и известны под названием сегР1Р.
В несколько более дорогом варианте оболочка этих О1Р-корпусов изготовлена из слоев керамики, между которыми имеются золоченые выводы с коваровымн колпачками на концах. Выводы 01Р-корпусов этого типа припаяны сбоку (технология боковой пайки). Корпус сег01Р состоит нз керамического основания и кера- мической оболочки, которые привариваются друг к другу стеклом после того, как внутри смонтирована рамка с Р!Р-выводами и кристаллом ИС. Слой стекла обеспечивает герметизацию Семейства логических схем Н ыйайирймы Иана~ 1УФФФФФФ !Рг"вм ечр) вй1 вй1 Рис.
4.89. Плоский корпус и методы его монтажа, о — олосний корпус с планарвымн выводами; б — монтаж на печатной плате е ивонну тыми аыводамп; в — монтаж беа предварительного иагибании выводов. внутренней полости, где располагается кристалл ИС. Корпус сегР1Р более прост в изготовлении, чем керамический корпус с боковой пайкой и поэтому значительно дешевле. Более распространен пластиковый Р1Р-корпус, который изготавливается по той же схеме, что и сегР1Р, но вместо стекла здесь применяется эпоксидная смола, которая выдерживает от- и118юч -<'т о Ф о о у,54си Рис, 4.90.
П!Р-корпусы. а — пластиковый; б — сего!Р; а — керамнчесний корпус с боковой пайкой; в монтаж на печатной плате. 288 Глава 4 носительно высокую температуру, поэтому при пайке с помощью паяльника или в ванне корпус этого типа не деформируется. Кристалл ИС помещен в полости и его выводы присоединяются к монтажной рамке без закрепления в эпоксидной смоле. Если проводники будут проходить через пластик, возникнет возможность их разрыва под действием перепада температур, что связано с неодинаковыми коэффициентами теплового расширения эпоксидной смолы и металла.
Именно по этой причине применяется свободное размещение кристалла ИС в полости. Ряды выводов Р1Р разделены промежутком шириной 7,62 или 15,24 мм. В случае 8, 14, 16, 18 и 20 выводов Р1Р эта ширина равна 7,62 мм, при большем числе выводов она увеличивается до 15,24 мм. Выводы покрыты слоем золота, олова илн никеля, который обеспечивает высокое качество пайки в ванне с соответствующим флюсом.
Пластиковые ИР-корпусы также герметизированы, чтобы в нормальных условиях влага не могла попасть внутрь корпуса. На рис. 4.90 показан набор Р1Р-корпусов в различном исполнении, а также некоторые данные о размерах выводов ИС и монтажных отверстий в печатной плате. Тип корпуса для данной ИС обычно указывается в спецификации. Большинство фирм-изготовителей использует для этого последнюю букву (или букву и цифру) в наименовании ИС. Например, в случае схемы БН7442АМ буква Н означает, что применен пластиковый корпус.
Буквы 7 и Р означают сег01Р, а Т или Яг используются для обозначения плоского корпуса (Т вЂ” металлический, 97 — керамический). Эта система обозначений применяется для ИС фирмы Техаз 1пзггшпеп1з. Другие фирмы-изготовители применяют другие системы обозначений, поэтому, заказывая ИС, необходимо предварительно изучить ее описание по фирменному каталогу. Эти описания можно также найти в справочниках по ИС.
Новым типом корпуса является кристаллодержатсль, который базируется на новой технологии монтажа соединений. В этом варианте монтаж соединений производится со всех сторон кристаллодержателя, Корпус ИС имеет квадратную форму, что позволяет реализовать более плотный монтаж на поверхности печатной платы. Кристаллодержатель представляет собой стандартный тип корпуса для ИС недалекого будущего. Глава 5 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЗРАБОТКЕ И МОНТАЖУ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ б.!.
Шины заземления и напряжения питания Прн анализе различных схем мы исходим из того, что для их питания используются идеальные источники напряжения (без выбросов и колебаний), хотя на практике это далеко не так. Общая шипа схемы, которая обычно обозначается как логическая земля, должна быть выполнена в виде эквипотенциального проводника, т. е. проводника с нулевым собственным импедансом. На практике это условие обычно не выполняется даже в том случае, когда общую шину заземления можно изготовить в таком виде, что ее импеданс будет очень небольшим и для ряда применений он окажется вполне приемлемым.
Требования„ предьявляемыс к логической земле, применимы и к шине питания (Е'з), к которой также подключается вся схема. К чему приводит «мягкость» шин заземления и питания? Для ответа на этот вопрос рассмотрим рис. 5.1. В приведенной на нем схеме имеются два импульсных переключателя, один иэ которых (51) постоянно замкнут. Сигнальная шина 01 со стороны приемника )с1 находится под низким напряжением. Приемник будет интерпретировать уровень этого напряжения как низкий.
Если замкнуть переключатель 52, то вследствие недостаточной «жесткости» шины (паличие паразитной индуктивностн Ез) потенциал в точке 52 на короткое время увеличится. Допустим, что он увеличится на 2 В. Это означает, что потенциал сигнальной линии 01 также увеличится на 2 В и поэтому на вход приемника )?1 поступит кратковременный положительный импульс. Итак, импульсная помеха, возникающая на логической земле, может привести к появлению напряжения в сигнальной линии, которое может вызвать переключение в другом месте схемы, где потенциал логической земли в момент переключения не был возмущен. Такая же ситуация возникает, когда состояние сигнальной линии остается неизменным, а состояние логической земли изменяется.
Она характерна для схем, которые генерируют сигналы и подключены параллельно 52, и для переключателя 51, если он выполнен в виде логической схемы (рнс. 5.2). Глава б Рис, й.!. Схема с «мягкой» логической землей. Если такой генератор содержит инвертор (И-НЕ или ИЛИ-НЕ), повышение потенциала логической земли означает, что на выходе появится положительный импульс помехи с низким уровнем. В буферных и неинвертирующих схемах такой импульс помехи, появившийся на шине заземления, приведет к появлению на выходе отрицательного импульса помехи с высоким уровнем. При размыкании переключателя 52 потенциал логической земли понижается.
Отрицательное напряжение помехи может попасть на вход приемной схемы, на котором в нормальном состоянии имеется напряжение высокого уровня, и на короткое время понизить его до низкого уровня. Это напряжение помехи влияет также и на передающие схемы, включенные параллельно 52. Отрицательный импульс помехи, возникающий на логической земле при размыкании 52, в течение короткого времени может воздействовать на вход соответствующих схем и буферов, находящихся под низким напряжением. Отрицательный импульс на логической земле эквивалентен появлению на входе схем кратковременного положительного импульса.
Ситуация, возникающая в случае «мягкой» логической земли, характерна и для «мягкой» шины питания (+Ув). Рассмот- Рекомендации ио разработке и монтоису логических схем 261 Япгаготк ту да~СУ Рнс, Зд. Параллельна включенные инверторы, которые создают взаимные по- мехи через <меткую> землю. рим схему на рнс. 5.3. Отрицательный импульс помехи, возникающий при замыкании 52, попадает на вход приемника И, который в нормальном состоянии находится под напряжением высокого уровня, и переводит его в состояние с низким уровнем.
Прн размыкании переключателя 52 на шине питания возникает положительный импульс помехи, который приводит к повышению напряжения питания этой схемы по сравнению с допустимым. В инверторах, приемных схемах и буферах отрицательный импульс помехи приводит к нежелательным последствиям, когда эти схемы имеют полную нагрузку по выходу. Максимальная нагрузочная способность реализуется, когда напряжение питания изменяется в допустимых пределах ~5%, т. е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
