Микросхемы

Интегральная микросхема (ИМС) - микроэлектронное изделие, выполняющее определенное преобразование и обработку сигналов и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов, компонентов и кристаллов. Синонимом термина «интегральная микросхема» является термин «интегральная схема», ила «микросхема».

Элемент интегральной схемы — часть ИС, реализующая функцию простого электронного изделия, например транзистора, резистора, диода. Эта часть выполнена нераздельно от кристалла или подложки ИС. Элемент не может быть отделен от ИС как самостоятельное изделие.

Компонент интегральной схемы — часть ИС, реализующей функцию какого-либо электронного элемента, которая перед монтажом в ИС была самостоятельным комплектующим изделием. Компонент может быть отделен от изготовленной ИС, например бескорпусный транзистор, керамический конденсатор.

Корпус ИС — часть конструкции, предназначенная для ее защиты от внешних воздействий и соединения ее с внешними электрическими цепями; посредством выводов.

Подложка ИС — заготовка, предназначенная для нанесений на нее элементов гибридных и пленочных ИС, межэлементных и межкомпонентных соединений, -а так же контактных площадок.

Плата ИС;— часть подложки, или вся подложка гибридной или пленочной интегральной схемы, на поверхность которой нанесены пленочные элементы ИС, межэлементные и межкомпонентные соединения и контактные площадки.

Контактные площадки — металлизированные участки на плате, подложке или кристалле микросхемы, предназначенные для присоединения выводных контактов, а также контроля электрических параметров и режимов микросхем.

Классификация ИС. В зависимости от технологии изготовления интегральные схемы делятся на полупроводниковые, пленочные и гибридные.

Полупроводниковой интегральной схемой называется ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в. объеме н на поверхности полупроводника.

Пленочной интегральной схемой называется ИС, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены только в виде пленок. Вариантами технического исполнения пленочных интегральных схем являются тонко- и толстопленочные ИС. К тонкопленочным условно относят ИС с толщиной пленок до 1 мкм, а к толстопленочным — ИС с толщиной пленок свыше 1 мкм. Элементы тонкопленочной ИС наносят на подложку, как правило, с помощью термовакуумного осаждения и катодного распыления, а элементы толстопленочной ИС изготавливают преимущественно методом шелкографии с последующим вжиганием. Гибридной интегральной схемой называется ИС, содержащая кроме элементов, неразрывно связанных с поверхностью подложки, простые и сложные компоненты, например кристаллы полупроводниковых ИС. Гибридные ИС изготовляются по тонко- или толстопленочной технологии с использованием бескорпусных полупроводниковых приборов и керамических конденсаторов. В зависимости от функционального назначения интегральные схемы делятся на две основные группы — аналоговые и цифровые.

К аналоговым относят ИС, предназначенные для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции.

К цифровым относят ИС, с помощью которых преобразуются и обрабатываются сигналы, выраженные в двоичном или другом цифровом коде.

Аналоговые и цифровые ИС выпускаются в виде серий, которые содержат совокупность ИС, выполняющих различные функции, но имеющих единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначенных дли совместного применения. Интегральные схемы одной серии, как правило, имеют единые напряжения источников питания, согласованы по входным и выходным сопротивлениям, уровням сигналов.

Обозначение типа интегральных схем состоит из нескольких элементов Первый элемент обозначает конструктнвно-технологическую группу ИС: полупроводниковые ИС — 1, 5, 7 (цифра 7 относится к бескорпусным интегральным схемам) гибридные ИС — 2, 4, 6, 8, прочие ИС — 3. Второй элемент — порядковый номер разработки (содержит две-три цифры). Третий элемент — функциональное назначение интегральной схемы (подгруппа и вид). Четвертый элемент — порядковый номер разработки ИС в данной серия, в которой может быть несколько одинаковых по функциональному признаку ИС. Он состоит из одной или нескольких цифр.

Иногда в конце условного обозначения добавляется буква, определяющая технологический разброс электрических параметров.

Интегральные схемы имеют входные и выходные параметры аналогично любому электронному прибору. Для каждого типа микросхем устанавливается свой набор таких параметров.

Конструктивно ИС представляют собой корпус с выводами, на корпусе почти всегда имеется отметка или элемент, указывающие на первый по счету вывод (рис. 1).

Разные по назначению ИС выполняют разные функции (усилители, компараторы, генераторы, микропроцессоры, выпрямители-стабилизаторы и т.д.). В их состав входят десятки, сотни и тысячи электронных элементов. Как правило, это диоды, тиристоры, стабилитроны, транзисторы, резисторы. Очень редко в состав ИС включают конденсаторы (очень маленькой емкости) и индуктивности. Эти элементы, как правило, выносят за пределы ИС.

Для каждой ИС имеется ее принципиальная электрическая схема и стандартная схема включения (рис. 2).

Для питания этой ИС используется двухполярное питание, выводы №2 и №3 используются для контроля параметров микросхемы.

Обычно на принципиальных электрических схемах усилители обозначаются треугольником, как это показано на рис. 2. Практически для всех остальных микросхем с целью их обозначения используются прямоугольники и квадраты. Микросхемы обозначаются буквами А или DA, после которых ставится порядковый номер ИС на схема (DA1, DA2 и т.д.).

Если использовать ИС в виде одного корпуса неудобно (принципиальная схема очень сложна), то используются несколько ее изображений (корпус как бы разбивается на две и более части), а каждая часть корпуса имеет ступенчатое обозначение – DA1.1, DA1.2, …… DA3.1, DA3.2 и т.д.

Контрольные вопросы

1. Что такое «интегральная схема», и какие названия для нее используют?

2. Какие типы микросхем Вы знаете?

3. Какие функции выполняют ИС?

Дата добавления: 2014-10-31