Федосеева - Основы электроники и микроэлектроники (989598), страница 48

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 48)

Хорошими токопроводящими материалами являются золото, медь, алюминий, никель, а для улучшения их сцепления с под- уР ложкой или межслойной изоляцией элементов сначала напыляют подслой хрома нли нихрома, а на него — токопроводящие полоски н контактные площадки. Внешние выводы навесных компонентов соединяют с контактными площадками пассивной микросхемы различными методами пайки или сварки„используя ультразвук, импульсный косвенный нагрев, мнкропаяльник, луч лазера. Межслойная изоляция проводников друг от друга в местах их пересечения осуществляется тонкой пленкой диэлектрика, чаще всего моноокиси кремния.

Контрольные вопросы 1. Как формируются бнполярные н МЛП-транзнсторы прн изготовлении полупроаодннковых ИМС? 2. Кнк осуществляется формирование диодов, резисторов н конденсаторов в ИМС на базе биполярных транзнсторов? 3. Как формируются пленочные реэнсторы, конленсаторы н индуктивные элементы? 4. Что представляют собой навесные компоненты гибридным ИМС? предцазначены для усиления гармонических сигналов в широком диапазоне частот.

К ним относятся усилители низких, промежуточных и высоких частот„видеоусилители и широкополосные усилители. Они находят применение в практике приемной и передающей радиоаппаратуры, телевидения и видеотехники. Дифференциальные усилители имеют два симметричных относительно общей точки (корпуса) входа. Они усиливают разность двух сигналов, подаваемых на входы, и могут быть использованы в цепях как постоянного, так и переменного тока. Вых глава й.л.

виды ингагрдлыных микросхем 5.4.1. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы Аналоговые (линейные) ИМС предназначены для преобразования и обработки непрерывно и плавно изменяющихся сигналов. Обычно они имеют линейные характеристики, поэтому получил распространение термин «линейная микросхема». Они применяются в качестве усилителей н генераторов гармонических (синусоидальных) сигналов, а также детекторов, фильтров, модуляторов, коммутаторов и других устройств.

Аналоговые ИМС получают все более широкое применение благодаря усовершенствованию технологии и возможности создания транзисторных структур в интегральном исполнении с высоким напряжением пробоя, с высокой граничной частотой и одинаковыми параметрами всех элементов, а также создания структур а-р-а и р-и-р на одной подложке в едином технологическом процессе. Наиболее распространенный тип аналоговых ИМС вЂ” интегральные усилители.

Они подразделяются на многоцелевые (с одним входом) и многоцелевые дифференциальные усилители (с двумя входами и двумя нли одним выходом). Разновидностью дифференциальных усилителей являются операционные усилители, имеющие два входа и один выход. Многоцелевые усилители с одним входом и одним выходом Рнс.

5.1!. Условные графические обозначения операпнонных уснлнтелей (и, б) н логических элементов (а) Операционные усилители — это многокаскадные усилители с дифференциальными входами (два входа) и одним общим выходом. Они отличаются очень большим коээфициентом усиления, большим входным и очень малым выходным сопротивлением. Название «операционный» связано с нх первоначальным применением для выполнения различных математических операций в ЭВМ вЂ” сложения, вычитания, умножения, интегрирования и других.

Но по мере развития микроэлектроники и производства операционных усилителей в интегральном исполнении — в виде ИМС вЂ” их применение все более расширялось. Их используют в усилителях постоянного и переменного тока, в генераторах, стабилизаторах напряжения, активных фильтрах и т. д. Два варианта условного обозначения операционных усилителей на схемах показаны на рис. 5.11, а, б. Один вход (со знаком «+») называют неинвертирующим; при подаче сигнала на него фазы приращения сигнала на выходе и входе совпадают. Второй (со знаком « — ») — инвертирующим; приращения сигнала на выходе и этом входе по фазе противоположны.

Аналоговые ИМС могут быть как полупроводниковыми, так и гибридными с тонко- и толстопленочными элементами. Их изготовляют на основе биполярных или МДП-транзисторов, которые имеют более высокое входное сопротивление и меньший шум, чем 223 биполярные; поэтому их целесообразно применять на входе операционных усилителей. На выходе обычно используют эмиттерный повторитель. Основные параметры аналоговых схем следующие: входное и выходное сопротивления, коэффициент усиления и частотный диапазон. Питание аналоговых ИМС осуществляется от низковольтных источников постоянного тока. В зависимости от схем каскадов может требоваться источник питания, дающий не одно, а два напряжения: равной величины, но противоположной полярности относительно общей точки. Вторичные источники питания в интегральном исполнении выпускаются серией К142„содержащей маломощные выпрямители и стабилизаторы напряжения.

Цифровые (логические) ИМС предназначены для преобразования и обработки дискретных сигналов. Их используют как электронные ключи с двумя устойчивыми состояниями. В одном состоянии на их входе (выходе) действует низкий уровень напряжения; при переводе на двоичный цифровой код это соответствует логическому нулю (0). В другом состоянии действует высокий уровень напряжения, что соответствует логической единице (!). Частный случай цифровой ИМС вЂ” логическая микросхема.

Положительной логикой называют действие элементов, срабатывающих при положительном импульсе входного сигнала — при изменении его с 0 на 1, а отрицательной — при изменении входного сигнала с 1 на О. Цифровые ИМС применяют в узлах и блоках электронных вычислительных машин, в устройствах дискретной автоматики и измерительной техники. Статическими иарамеграми цифровых ИМС называют параметры, характеризующие состояние включенной микросхемы: напряжение источника питания; входное и выходное напряжения, соответствующие логическому нулю (0) или логической единице (1); допустимое количество входов ИМС, называемое коэффициентом объединения ло входу; количество одновременно подключенных нагрузок — коэффициент разветвления но выходу; средняя потребляемая мощность; помехоустойчивость. Динамические параметры характеризуют ИМС в режиме переключения: время перехода из состояния, соответствующего О, в состояние, соответствующее 1, или наоборот; время задержки распространения сигнала и другие.

Цифровые ИМС по функциональному назначению делят на подгруппы: логические ИМС, триггеры, элементы арифметических устройств и т. д. Логическая микросхема как базовый элемент цифрового устройства реализует определенную логическую (переключательную) функцию. Сигнал на входе или нескольких входах может иметь значения, равные либо логической единице, что соответствует наличию импульса, либо логическому нулю при отсутствии импульса. Эти входные сигналы вызывают появление 224 на выходе микросхемы выходных сигналов, которые тоже могут принимать только значения логической 1 или О.

Ключи в логических ИМС могут быть построены на различных полупроводниковых приборах: диодах, биполярных или МДП-транзисторах и их сочетаниях. Они выполняют различные логические операции. Простейшими из них являются логическая инверсия НЕ (функция отрицания), логическое умножение И (конъюнкция) и логическое сложение ИЛИ (дизъюнкция).

На рис. 5.!!,в даны условные графические обозначения логических схем. Самаи простая логическая ИМС НЕ реализует функцию НЕ; она содержит ключ с одним входом и одним выходом. Если на входе логический 0 (нег сигнала), то на выходе появится сигнал, т. е. будет логическая 1, и наоборот. Логическую функцию И осуществляет ИМС И, которая строится на основе ключей с двумя или более входами и одним выходом.

Сигнал на выходе (логическая !) появляется в этой схеме только тогда, когда на всех входах одновременно логические 1. Если хоть на одном входе О, то и на выходе будет О. Функцию ИЛИ реализует ИМС ИЛИ тоже на основе ключей с двумя и более входами н одним выходом, но выходной сигнал равен логической 1, если хотя бы один входной сигнал равен 1. Эти три логические ИМС вЂ” НЕ, ИЛИ, И— составляют функционально полную систему логических элементов; используя различные их сочетания, можно создать цифровое устройство любой функциональной сложности; например, И— НЕ, ИЛИ вЂ” НЕ (основные логические ИМС) и более сложные: НŠ— И вЂ” ИЛИ, И вЂ” ИЛИ вЂ” НЕ, И вЂ” ИЛИ вЂ” И и др. Каждая цифровая (логическая) ИМС может выполнять как логические, так и арифметические операции в двоичной системе счисления.

Их изготовляют в основном по технологии полупроводниковых ИМС и в зависимости от используемых полупроводниковых элементов подразделяют на резисторно-транзисторную логику РТЛ, диодно-транзисторную логику ДТЛ, транзисторно-транзисторную логику ТТЛ, транзисторную логику на переключателях тока ПТТЛ и логику на МДП-транзисторах МДПТЛ. Например, микросхема РТЛ имеет во входных цепях резисторы, а в выходных — транзисторы; ДТЛ на входе содержит диоды, а на выходе — транзисторы и т. д. Цифровые ИМС выполняют различные сложные логические и арифметические функции, а также запоминают информацию и обеспечивают возможность построения любых арифметических, запоминающих и управляющих устройств ЭВМ. 5.4.2. Большие интегральные схемы и микропроцессоры Создание больших интегральных схем (БИС) характеризует новый этап в развитии микроэлектроники.

Характеристики

Список файлов книги