Интегрални схеми: видове и описания

За да работите с повече или по-малко сложна електроника, обикновено ви трябват много подробности. Когато има много от тях, те могат "да се обединят", да речем, в интегрални схеми. Какви са те? Как се класифицират? Как се произвеждат и какви сигнали се предават?

Какви са логическите интегрални схеми (ИС)

Всъщност това микроелектронен уред, който се основава на кристал с произволна сложност, който се прави върху полупроводников филм или плоча. Тя се поставя в неразделимо тяло (въпреки че може да се направи без него, но само когато е част от микромонтажа). Първата интегрална схема е патентована през 1968 година. Това беше един вид пробив в индустрията, въпреки че предоставеното устройство не съответстваше много на съвременните идеи по отношение на параметрите му. Интегралните схеми в масата са направени за монтаж на повърхността. Често под IC означава само кристал или филм. Най-често срещаната е интегралната схема на силиконова подложка. Така се оказа, че приложението му в индустрията има редица предимства, например ефективността на предаването на сигнала.

Нива на дизайна

Тези устройства са сложни, което е красиво изложено. Сега те се създават с помощта на специални CAD системи, които автоматизират и значително ускоряват производствените процеси. Така че, когато проектирате:

1. Логическо ниво (инвертори, AND-NOT, OR-NOT и др.).
2. Система и схематични (Triggers, енкодери, ALU, сравнителни и т.н.) са изработени.
3. Електрически (кондензатори, транзистори, резистори и други подобни).
4. Топологично ниво - фотомашини за производство.
5. Физически - как да приложите един транзистор (или малка група) върху кристала.
6. Софтуер - създава инструкции за микроконтролери, микропроцесори и РРОА. Моделът на поведение е разработен, като се използва вертикална схема.

класификация

Говорейки за това как да се разграничат интегралните схеми, не можете да избирате само един параметър от типа сложност на техниката, която се обсъжда. Ето защо, в рамките на статията бяха избрани три и три.

Степен на интеграция

Така броят на елементите в кристала се смята за основен тук:

1. Малка интегрална схема. Съдържа по-малко от сто статии.
2. Средната интегрална схема. Броят на елементите варира в диапазона от сто / хиляди.
3. Голяма интегрална схема. Съдържа от хиляда до 10 000 елемента.
4. Изключително мащабна интегрална схема. Те имат над десет хиляди елемента.

По принцип широко използваната интегрална схема често се използва за домакински уреди. Използвани преди и други категории:

1. Изключително голяма интегрална схема. Беше получена с тези проби, които могат да се похвалят с редица елементи в диапазона от 1 милион до 1 милиард.
2. Gigabyte интегрална схема. Те включват проби, чиито брой елементи са над 1 милиард елемента.

Но в момента те не се прилагат. И всички проби, които се споменаваха за UBIS и GBIS, сега преминават като VLSI. По принцип е възможно да се спести значително от броя на групите, тъй като последните два вида обикновено се използват по-специално в големи изследователски центрове, които работят на компютърни системи, енергия се измерва в десетки и стотици терабайти.

Производствена технология

Поради различните възможности за производство, интегралните схеми също се класифицират според начина, по който са произведени и от които:

1. Полупроводник. В тях всички елементи и връзки се извършват на един и същ полупроводников кристал. Полупроводниковите интегрални схеми използват материали като силиций, германий, галиев арсенид и хафниев оксид.

2. Филм. Всички елементи и връзки се правят като филми:

- Дебело покритие.

- Тънък филм.

3. Хибридни. Има диоди с отворен кадър, транзистори или други електронноактивни компоненти. Пасивни (като резистори, индуктори, кондензатори) се поставят върху общ керамичен субстрат. Всички те са поставени в един запечатан случай.

4. Смесени. Тук има не само полупроводникови кристали, но и тънки филми (или дебелослойни) пасивни елементи, които са поставени на повърхността му.

Тип обработен сигнал

И третият, последният вид, се основава на това, което сигнализира процесите на интегралната схема. Те са:

1. Аналогов. Тук входните и изходните сигнали варират в съответствие със закона непрекъсната функция. Те могат да имат стойност в диапазона от отрицателно до положително захранващо напрежение.
2. Digital. Тук всеки входен или изходен сигнал може да има две стойности: логическа или нула. Всеки от тях съответства на предварително определено ниво на напрежение. Така че, TTL-тип микросхеми от 0-0.4V се оценяват на нула и 2.4-5V на единица. Може да има и други разделения, всичко зависи от конкретната извадка.
3. Аналогово-цифрови. Комбинирайте предимствата и характеристиките на предишните мостри. Например, те могат да включват усилватели на сигнали и аналогово-цифрови преобразуватели.

Правни характеристики

Какво се казва за интегралните схеми в законодателството? В нас в страната е дадена правната защита на топологиите на интегрираните микросхеми. Това означава определен набор от специфични елементи и връзки между тях, фиксирани върху определен материален носител на геометрично-пространственото устройство (съгласно член 1448 от Гражданския кодекс на Руската федерация). Авторът на топологията има такива интелектуални права на своето изобретение:

1. Copyright.
2. Изключително право.

Освен това авторът на топологията може да има и други предпочитания, включително възможността да получи възнаграждение за неговата употреба. Изключително право работи в продължение на десет години. През това време изобретателят или лицето, на което е предоставен този статут, може да регистрира топологията в съответната служба за интелектуална собственост и патенти.

заключение

Това е всичко! Ако имате желание да съберете вашата схема - можете само да пожелаете успех. Но в същото време искам да привлека вниманието ви към една особеност. Ако има желание за сглобяване на микросхема, тогава е необходимо да се подготвим напълно за този процес. Факт е, че за да се създаде изисква изключителна чистота на нивото на хирургическата операционна зала, освен това, поради чистотата на детайлите, е невъзможно да се работи с запояващо желязо в обичайния режим - всички действия се извършват от машини. Ето защо, у дома, можете да създавате само схеми. Ако искате, можете да купите промишлени дизайни, които ще се предлагат на пазара, но е по-добре да оставите идеята за производство на къща без значителни средства.