Микроэлектроника – это область науки и техники, занимающаяся физическими и техническими проблемами создания высоконадежных и экономичных микроэлектронных схем и устройств, называемых интегральными микросхемами (ИМС). Интегральными они называются потому, что в них все элементы неразрывно связаны между собой и схема рассматривается как единое целое.
Элементом называют часть ИМС, в которой реализуется функция какого-либо радиоэлемента (транзистора, диода, резистора) и которую нельзя отделить от схемы и рассматривать как самостоятельное изделие. Элементы формируются на полупроводниковой пластине в едином технологическом процессе. В некотором случае в состав микросхем входят компоненты (бескорпусные транзисторы, конденсаторы, резисторы), которые устанавливаются в процессе монтажа и могут быть заменены другими.
Сложность ИМС оценивается степенью интеграции, определяемой коэффициентом К=lgN, значение которого округляется до ближайшего целого числа. Здесь N – число элементов и компонентов, входящих в ИМС. Микросхемы первой степени интеграции содержат до 10 элементов и компонентов, второй – от 11 до 100 и т.д.
По способу изготовления и получаемой при этом структуре различают две разновидности ИМС: полупроводниковые и гибридные. В полупроводниковых ИМС все элементы и соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводниковой пластины. В гибридных ИМС пассивные элементы (резисторы, конденсаторы и т.д.) выполняются в виде пленок на поверхности диэлектрической подложки, а активные элементы реализуются в виде навесных компонентов. В зависимости от толщины пленки различают Тонкопленочные ГИМС (толщина пленок менее 1 мкм) и толстопленочные (толщина 20-40 мкм).
По функциональному назначению ИМС подразделяются на аналоговые и цифровые. Аналоговые ИМС предназначены для обработки сигналов, изменяющихся непрерывно, цифровые – для обработки дискретных сигналов.
Цифровые интегральные микросхемы предназначены для преобразования сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Такие сигналы имеют только два значения U0 и U1, которые называют логическим нулем и логической единицей (рис.5.22). Разность напряжений Uл = U1 - U0 называется логическим перепадом.
и
и
и
В основе построения цифровых ИМС лежат электронные ключи, характеризующиеся двумя состояниями: разомкнутым и замкнутым. Соединяя определенным образом электронные ключи между собой, можно создать электронные схемы, позволяющие осуществить логические операции с цифровыми сигналами, их хранение, задержку во времени и т.д.
Простейшая схема ключа на биполярном транзисторе приведена на рис.5.23. На входе схемы включен источник управляющих сигналов иг с внутренним сопротивлением Rб, питающий базовую цепь транзистора током iб = иг/Rб.
Считаем, что напряжение иг может принимать только два значения U0 и U1, соответственно, ток базы iб также принимает два значения: и .
и
и
и
и
и
и
и
и
Если , то режим работы ключа определяется точкой А, если , то точкой В. Точка В располагается в области режима насыщения транзистора. Степень насыщения транзистора оценивается коэффициентом насыщения
,
где Iб.нас. - минимальная величина тока базы, при котором транзистор переходит в режим насыщения при заданной величине сопротивления Rн.
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав!Последнее добавление
и 
.
, то режим работы ключа определяется точкой А, если 
, то точкой В. Точка В располагается в области режима насыщения транзистора. Степень насыщения транзистора оценивается коэффициентом насыщения
,