Chercher Οικιακές συσκευέςστοιχειώδης βάση όλων ψηφιακές συσκευές(CC) [ Ψηφιακές Συσκευές ] μακιγιάζ ολοκληρωμένα κυκλώματα ((IS) [)], που λέγονται και μικροκυκλώματα (MS) ή πατατάκια (μικροτσίπ ) [Τσιπ (Μικροτσίπ)].

Ολοκληρωμένα κυκλώματα– πρόκειται για ηλεκτρονικές συσκευές κατασκευασμένες σε λεπτές γκοφρέτες ημιαγωγών, που περιέχουν ηλεκτρονικά στοιχεία και κατασκευάζονται μέσα σε ένα περίβλημα συγκεκριμένου τύπου.

Από την εφεύρεσή της στις Ηνωμένες Πολιτείες το 1959, η IP βελτιώνεται συνεχώς και γίνεται πιο περίπλοκη. Η ταχεία πρόοδος στον τομέα της κατασκευής ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έχει οδηγήσει σε απότομη αύξηση του όγκου παραγωγής τους και σε μείωση του κόστους. Ως αποτέλεσμα της χρήσης του MS, κατέστη δυνατή όχι μόνο σε πολύπλοκες εξειδικευμένες συσκευές (όπως υπολογιστές), αλλά και σε μια ποικιλία οργάνων μέτρησης, συστημάτων ελέγχου και παρακολούθησης. Ο κύκλος των καταναλωτών ΣΚΠ διευρύνεται συνεχώς.

Ένα χαρακτηριστικό της πολυπλοκότητας IS είναι επίπεδο ένταξης, αξιολογείται είτε αριθμός βασικών λογικών στοιχείων(LE) [ Λογική(al)Στοιχείο/Συστατικό/Πύλη/Μονάδα], ή αριθμός τρανζίστορ, τα οποία βρίσκονται στο τσιπ.

Ανάλογα με το επίπεδο ενοποίησης, τα IC χωρίζονται σε διάφορες κατηγορίες: MIS, SIS, LSI, VLSI, UBIS (μικρά, μεσαία, μεγάλα, εξαιρετικά μεγάλα, εξαιρετικά μεγάλα IC, αντίστοιχα).

MIS [SSI = Μικρό/Ενσωμάτωση τυπικής κλίμακας– μικρός/τυπικός βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης] είναι ένα MS με πολύ μικρό αριθμό στοιχείων (αρκετές δεκάδες). Τα MIS υλοποιούν τους απλούστερους λογικούς μετασχηματισμούς και έχουν πολύ μεγάλη ευελιξία - ακόμη και με τη βοήθεια ενός τύπου LE (για παράδειγμα, NAND), μπορείτε να δημιουργήσετε οποιοδήποτε κέντρο ελέγχου.

SIS [MSI = Ενσωμάτωση μεσαίας κλίμακας– μέσος βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης] είναι ένα MS με βαθμό ολοκλήρωσης από 300 έως αρκετές χιλιάδες τρανζίστορ (συνήθως έως 3000). Με τη μορφή SIS, κυκλώματα όπως καταχωρητές χαμηλών bit, μετρητές, αποκωδικοποιητές, αθροιστές κ.λπ. παράγονται σε ολοκληρωμένη μορφή Το εύρος του SIS θα πρέπει να είναι ευρύτερο και πιο ποικίλο, καθώς η ευελιξία τους σε σύγκριση με το MIC. Υπάρχουν εκατοντάδες τύποι SIS στην αναπτυγμένη σειρά τυπικών IC.

BIS [LSI = Ενοποίηση μεγάλης κλίμακας– μεγάλος (υψηλός) βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης] – MS με αριθμό λογικών πυλών από 1000 έως 5000 (σε ορισμένες ταξινομήσεις – από 500 έως 10000). Τα πρώτα LSI αναπτύχθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του '70 του περασμένου αιώνα.

VLSI [VLSI = Ενοποίηση πολύ μεγάλης κλίμακας– πολύ μεγάλος (υψηλός) βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης ή GSI = Ενσωμάτωση γιγαντιαίας κλίμακας– γιγαντιαίος (εξαιρετικά μεγάλος, εξαιρετικά υψηλός) βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης] – πρόκειται για MS που περιέχει σε ένα τσιπ από 100.000 έως 10 εκατομμύρια ( VLSI) ήπερισσότερα από 10 εκατομμύρια ( GSI) τρανζίστορ ή λογικές πύλες.

UBIS [ULSI = Ενοποίηση εξαιρετικά μεγάλης κλίμακας– εξαιρετικά μεγάλος (υπερ-υψηλός) βαθμός (επίπεδο) ολοκλήρωσης] – πρόκειται για MS στα οποία ο αριθμός των τρανζίστορ σε ένα τσιπ κυμαίνεται από 10 εκατομμύρια έως 1 δισεκατομμύριο Τέτοια κυκλώματα περιλαμβάνουν σύγχρονους επεξεργαστές.

Τα παραπάνω δεδομένα για MS διαφορετικών βαθμών ολοκλήρωσης συνοψίζονται στον Πίνακα 1 για λόγους σαφήνειας. 1.

1 Ολοκληρωμένα κυκλώματα (IC)

Η κύρια βάση της σύγχρονης διακριτής μηχανικής είναι η ολοκληρωμένη μικροηλεκτρονική. Η μετάβαση στα IC άλλαξε σημαντικά τον τρόπο κατασκευής του ηλεκτρονικού εξοπλισμού, καθώς τα προϊόντα μικροκυκλωμάτων είναι πλήρεις λειτουργικές μονάδες, είτε πρόκειται για λογικά στοιχεία για την εκτέλεση απλών λειτουργιών είτε για επεξεργαστές υπολογιστών που αποτελούνται από πολλές χιλιάδες στοιχεία.

1.Ορολογία

Σύμφωνα με το GOST 17021-88 «Ενσωματωμένα μικροκυκλώματα. Όροι και ορισμοί».

Ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) ) – ένα μικροηλεκτρονικό προϊόν που εκτελεί μια συγκεκριμένη λειτουργία μετατροπής και επεξεργασίας σήματος και έχει υψηλή πυκνότητα συσκευασίας ηλεκτρικά συνδεδεμένων στοιχείων (ή στοιχείων και εξαρτημάτων) και (ή) κρυστάλλων, τα οποία, από την άποψη των απαιτήσεων για δοκιμή, αποδοχή, παράδοσης και λειτουργίας, θεωρείται ως ενιαίο σύνολο.

Ολοκληρωμένο κύκλωμα ημιαγωγών – ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, του οποίου όλα τα στοιχεία και οι διαστοιχειακές συνδέσεις γίνονται στον όγκο και στην επιφάνεια του ημιαγωγού.

Ολοκληρωμένο κύκλωμα φιλμ – ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, του οποίου όλα τα στοιχεία και οι διασυνδέσεις γίνονται με τη μορφή φιλμ (μια ειδική περίπτωση IC μεμβράνης είναι τα IC με πάχος και λεπτή μεμβράνη).

Υβριδικό ολοκληρωμένο κύκλωμα – ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα που περιέχει, εκτός από στοιχεία, εξαρτήματα και (ή) κρυστάλλους (μια ειδική περίπτωση υβριδικού IC είναι ένα IC πολλαπλών τσιπ).

Τεχνολογία λεπτής μεμβράνης – βασικά υλικά:

Υπόστρωμα - για εφαρμογή και δημιουργία μοτίβου (κεραμικά).

Αγώγιμο φιλμ - χαλκός, αλουμίνιο, χρυσός.

Ανθεκτικό υλικό – μέταλλα και τα κράματά τους, οξείδιο του κασσιτέρου, διηλεκτρικά, μείγματα.

Παχύ φιλμ - κυρίως ως πίνακες μεταγωγής.

Επί του παρόντος, υπάρχουν ολοκληρωμένα κυκλώματα με 6 βαθμούς ολοκλήρωσης (Πίνακας 1).

Μικρό ολοκληρωμένο κύκλωμα (MIC) - IC που περιέχει έως και 100 στοιχεία και (ή) εξαρτήματα συμπεριλαμβανομένων (1.,2 μοίρες).

Ενσωματωμένο κύκλωμα μεσαίου μεγέθους (MIC) ) - IC που περιέχει πάνω από 100 έως 1000 στοιχεία και (ή) εξαρτήματα για ψηφιακά IC και πάνω από 100 έως 500 για αναλογικά (2..3 μοίρες).

Μεγάλο ολοκληρωμένο κύκλωμα (LSI) - IC που περιέχει πάνω από 1000 στοιχεία και (ή) στοιχεία για ψηφιακά IC και πάνω από 500 για αναλογικά IC (3..4 μοίρες).

Ολοκληρωμένο κύκλωμα πολύ μεγάλης κλίμακας (VLSI) - IC που περιέχει πάνω από 100.000 στοιχεία και (ή) εξαρτήματα για ψηφιακά IC με κανονική δομή κατασκευής, πάνω από 50.000 για ψηφιακά IC με ακανόνιστη κατασκευή και πάνω από 10.000 για αναλογικά IC (5.,7 μοίρες).

Σημείωμα: Τα ψηφιακά IC με κανονική δομή περιλαμβάνουν κυκλώματα μνήμης και κυκλώματα βασισμένα σε βασικά σήματα μήτρας, με ακανόνιστη δομή κυκλωμάτων υπολογιστών.

Ενσωματωμένο κύκλωμα Ultra-Speed ​​(USIC) ) – ψηφιακό IC του οποίου η λειτουργική ταχύτητα είναι τουλάχιστον 1*10 13 Hz/cm 3 ανά λογικό στοιχείο.

Με τον όρο λειτουργική ταχύτητα εννοούμε το γινόμενο της συχνότητας λειτουργίας ενός λογικού στοιχείου, ίσο με την αντίστροφη τετραπλάσια τιμή του μέγιστου μέσου χρόνου καθυστέρησης μετάδοσης του σήματος από τον αριθμό των λογικών στοιχείων ανά 1 τετραγωνικό εκατοστό κρυσταλλικής επιφάνειας.

3 Ταξινόμηση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων κατά επίπεδα ολοκλήρωσης.

Πίνακας 1 - Ταξινόμηση IS κατά επίπεδα ολοκλήρωσης

Ste-Level Αριθμός στοιχείων και εξαρτημάτων σε ένα τσιπ

stump integ- Ψηφιακά τσιπ Αναλογ

ενσωμάτωση σε διπολικά μικροκυκλώματα MOS

τρανζίστορ walkie-talkie τρανζίστορ

1..2 MIS<= 100 <= 100 <= 100

2..3 SIS > 100<= 1000 > 100 <= 500 > 100 <= 500

3..4 BIS > 1000<= 10000 > 500 <= 2000 > 500

4..5 VLSI > 100000 > 50000 > 10000

Αναλογικό ολοκληρωμένο κύκλωμα - ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα σχεδιασμένο να μετατρέπει και να επεξεργάζεται σήματα σύμφωνα με το νόμο μιας συνεχούς λειτουργίας (μια ειδική περίπτωση αναλογικού IC είναι ένα μικροκύκλωμα με γραμμικό χαρακτηριστικό - γραμμικό IC).

Ψηφιακό IC - ολοκληρωμένο κύκλωμα, σχεδιασμένο για μετατροπή και επεξεργασία σημάτων που αλλάζουν σύμφωνα με το νόμο μιας διακριτής συνάρτησης (μια ειδική περίπτωση ψηφιακού IC είναι ένα λογικό τσιπ)

Βαθμός ολοκλήρωσης ολοκληρωμένων κυκλωμάτων – δείκτης του βαθμού πολυπλοκότητας ενός μικροκυκλώματος, που χαρακτηρίζεται από τον αριθμό των στοιχείων και εξαρτημάτων που περιέχει.

Καθορίζεται από τον τύπο: k=logN,

όπου k είναι ένας συντελεστής που καθορίζει το βαθμό ολοκλήρωσης, στρογγυλεμένος στον πλησιέστερο μεγαλύτερο ακέραιο.

N είναι ο αριθμός των στοιχείων και εξαρτημάτων που περιλαμβάνονται στο ολοκληρωμένο κύκλωμα.

Σειρά ολοκληρωμένων κυκλωμάτων - ένα σύνολο τύπων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που μπορούν να εκτελούν διάφορες λειτουργίες, έχουν ενιαίο σχεδιασμό και τεχνολογικό σχεδιασμό και προορίζονται για κοινή χρήση.

Στο χαμηλότερο, μηδενικό επίπεδο της κατασκευαστικής ιεραρχίας του EVA οποιουδήποτε τύπου και σκοπού, υπάρχουν IC που εκτελούν λογικές, βοηθητικές, ειδικές λειτουργίες, καθώς και λειτουργίες μνήμης. Επί του παρόντος, η βιομηχανία παράγει μεγάλο αριθμό ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τα οποία μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με μια σειρά από χαρακτηριστικά.

2 Ταξινόμηση μικροκυκλωμάτων και συμβόλων

Ανάλογα με τεχνολογίες παραγωγήςΤα IC χωρίζονται σε 4 τύπους: ημιαγωγοί. ταινία; υβρίδιο; σε συνδυασμό

Τα στοιχεία ηλεκτρικού κυκλώματος των IC ημιαγωγών σχηματίζονται στο μεγαλύτερο μέρος ή στην επιφάνεια του υλικού ημιαγωγού (υπόστρωμα). Σχηματισμός ενεργών και παθητικών στοιχείων με την εισαγωγή ορισμένης συγκέντρωσης ακαθαρσιών με διαφορετικούς αριθμούς μιας μόνο κρυσταλλικής πλάκας.

Εικόνα 1 – Ταξινόμηση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

Στα υβριδικά IC, το παθητικό τμήμα κατασκευάζεται με τη μορφή μεμβρανών που εφαρμόζονται στην επιφάνεια του διηλεκτρικού υλικού (υπόστρωμα) και τα ενεργά στοιχεία, τα οποία έχουν ανεξάρτητο σχεδιασμό, συνδέονται στην επιφάνεια του υποστρώματος.

Ανάλογα με τις μεθόδους σύνδεσης ενεργών στερεών στοιχείων, τα ενεργά IC διαθέτουν εύκαμπτα και άκαμπτα καλώδια.

Ένας τύπος IC ημιαγωγών είναι ένα συνδυασμένο IC.

Στα συνδυασμένα IC, τα ενεργά στοιχεία κατασκευάζονται μέσα στο υπόστρωμα ημιαγωγών και το παθητικό τμήμα έχει τη μορφή μεταλλικών μεμβρανών στην επιφάνειά του.

Με λειτουργικό σκοπόΤο IS μπορεί να χωριστεί σε:

1) ψηφιακό? 2) αναλογικό.

Τα ψηφιακά IC χρησιμοποιούνται σε ψηφιακούς υπολογιστές, σε διακριτές συσκευές αυτοματισμού κ.λπ. Αυτά περιλαμβάνουν κυκλώματα μικροεπεξεργαστή, κυκλώματα μνήμης και IC που εκτελούν λογικές λειτουργίες.

Τα γραμμικά και γραμμικά παλμικά IC χρησιμοποιούνται σε αναλογικούς υπολογιστές και σε συσκευές μετατροπής πληροφοριών.

Αυτά περιλαμβάνουν διάφορους λειτουργικούς ενισχυτές, συγκριτές και άλλα κυκλώματα.

Η βάση της ταξινόμησης ψηφιακόΤα μικροκυκλώματα έχουν τρία χαρακτηριστικά:

1) τον τύπο των στοιχείων λογικού κυκλώματος στα οποία εκτελούνται λογικές πράξεις σε μεταβλητές εισόδου.

2) μια μέθοδος σύνδεσης συσκευών ημιαγωγών σε ένα λογικό κύκλωμα.

3) τύπος σύνδεσης μεταξύ λογικών κυκλωμάτων.

Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά, τα λογικά IC μπορούν να ταξινομηθούν ως εξής:

1) κυκλώματα με απευθείας συνδέσεις σε δομές MOS - NSTLM (MOS - μέταλλο - οξείδιο - ημιαγωγός ή MOS μέταλλο-μονωτήρας - ημιαγωγός).

2) κυκλώματα με συνδέσεις χωρητικής αντίστασης - RTL. RETL – κυκλώματα των οποίων η λογική εισόδου εκτελείται χρησιμοποιώντας κυκλώματα αντίστασης. Τα RETL και RTL είναι ηθικά ξεπερασμένα και δεν χρησιμοποιούνται σε νέες εξελίξεις.

3) κυκλώματα των οποίων η λογική εισόδου πραγματοποιείται με χρήση διόδων - DTL.

4 κυκλώματα, η λογική εισόδου των οποίων εκτελείται από ένα τρανζίστορ πολλαπλών εκπομπών - TTL.

5) κυκλώματα με συζευγμένους εκπομπούς - λογική ESL ή PTTL στους διακόπτες ρεύματος.

6) ενσωματωμένη με έγχυση λογική IIL ή I 2 L - στη βάση της, δημιουργούνται μικροκυκλώματα με υψηλό βαθμό ολοκλήρωσης, υψηλή απόδοση και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας.

7) κυκλώματα που βασίζονται στην κοινή συμπερίληψη ενός ζεύγους τρανζίστορ με κανάλια διαφορετικών τύπων αγωγιμότητας, τις λεγόμενες συμπληρωματικές δομές. (Δομές CMOS).

Στο σύμβολο IC, ο σχεδιασμός και ο τεχνολογικός σχεδιασμός υποδεικνύονται με έναν αριθμό:

1,5,6,7 – ημιαγωγός;

2,4,8 – υβριδικό;

3 άλλα – (ταινία, κενό, κ.λπ.).

Ανάλογα με τη φύση των λειτουργιών που εκτελούνται στο REA, τα IC χωρίζονται σε υποομάδες (για παράδειγμα, γεννήτριες, ενισχυτές, κ.λπ.) και τύπους (για παράδειγμα, μετατροπείς συχνότητας, φάσης, τάσης, η υποομάδα ορίζεται με τα αντίστοιχα γράμματα). για παράδειγμα, γεννήτρια HS (G) αρμονικών σημάτων (C), διόδους συνόλου ND (N) (D))

4 Θήκες για τσιπ

Το GOST 17467-88 περιέχει όρους που σχετίζονται με το σχεδιασμό του IC. Σώμα σώματος

– μέρος του περιβλήματος χωρίς καλώδια. Θέση εξόδου

– μία από τις πολλές ισαπέχουσες θέσεις των ακροδεκτών στην έξοδο από το σώμα του περιβλήματος, που βρίσκεται γύρω από έναν κύκλο ή σε μια σειρά, η οποία μπορεί να καταλαμβάνεται ή όχι από ένα τερματικό. Κάθε θέση εξόδου ορίζεται από έναν σειριακό αριθμό. Επίπεδο εγκατάστασης

– το επίπεδο στο οποίο είναι εγκατεστημένο το IC.

Ένα μικροκύκλωμα είναι μια ηλεκτρονική συσκευή ή μέρος αυτής ικανό να εκτελέσει μια συγκεκριμένη εργασία. Εάν ήταν απαραίτητο να λυθεί ένα τέτοιο πρόβλημα, το οποίο λύνεται με πολλά μικροκυκλώματα, χρησιμοποιώντας διακριτά στοιχεία, χρησιμοποιώντας τρανζίστορ, τότε η συσκευή, αντί για ένα μικρό ορθογώνιο διαστάσεων 1 εκατοστού επί 5 εκατοστών, θα καταλάμβανε ένα ολόκληρο ντουλάπι και θα ήταν πολύ λιγότερο αξιόπιστος. Αλλά έτσι έμοιαζαν οι υπολογιστές πριν από μισό εκατό χρόνια!

Ηλεκτρονικός πίνακας ελέγχου - φωτογραφία

Φυσικά, για να λειτουργήσει ένα μικροκύκλωμα, δεν αρκεί απλά να του τροφοδοτήσετε με ρεύμα, χρειάζεστε επίσης το λεγόμενο ". κιτ σώματος”, δηλαδή εκείνα τα βοηθητικά μέρη στην πλακέτα, μαζί με τα οποία το μικροκύκλωμα μπορεί να εκτελέσει τη λειτουργία του.

Chip body kit - σχέδιο

Στο παραπάνω σχήμα, το ίδιο το μικροκύκλωμα επισημαίνεται με κόκκινο χρώμα. κιτ σώματος" Πολύ συχνά, τα μικροκυκλώματα θερμαίνονται κατά τη λειτουργία τους, αυτά μπορεί να είναι μικροκυκλώματα για σταθεροποιητές, μικροεπεξεργαστές και άλλες συσκευές. Σε αυτήν την περίπτωση, για να αποφευχθεί η καύση του μικροκυκλώματος, πρέπει να στερεωθεί σε ένα ψυγείο. Τα μικροκυκλώματα που πρέπει να θερμαίνονται κατά τη λειτουργία σχεδιάζονται αμέσως με μια ειδική πλάκα βύθισης θερμότητας - μια επιφάνεια που βρίσκεται συνήθως στην πίσω πλευρά του μικροκυκλώματος, η οποία πρέπει να εφαρμόζει σφιχτά στο ψυγείο.

Αλλά ακόμη και ένα προσεκτικά γυαλισμένο ψυγείο και πλάκα θα εξακολουθούν να έχουν μικροσκοπικά κενά στη σύνδεση, με αποτέλεσμα η θερμότητα από το μικροκύκλωμα να μεταφέρεται λιγότερο αποτελεσματικά στο ψυγείο. Για να καλυφθούν αυτά τα κενά, χρησιμοποιείται θερμοαγώγιμη πάστα. Το ίδιο που εφαρμόζουμε στον επεξεργαστή του υπολογιστή πριν στερεώσουμε το ψυγείο από πάνω του. Μία από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες πάστες είναι KPT–8.

Οι ενισχυτές σε μικροκυκλώματα μπορούν να συγκολληθούν κυριολεκτικά σε 1-2 βράδια και αρχίζουν να λειτουργούν αμέσως, χωρίς να χρειάζονται πολύπλοκες ρυθμίσεις και δέκτες υψηλής εξειδίκευσης. Ξεχωριστά, θα ήθελα να πω για τα μικροκυκλώματα του ενισχυτή αυτοκινήτου μερικές φορές υπάρχουν κυριολεκτικά 4-5 μέρη από ένα κιτ αμαξώματος. Για να συναρμολογήσετε έναν τέτοιο ενισχυτή, με λίγη προσοχή, δεν χρειάζεστε καν πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος (αν και είναι επιθυμητό) και μπορείτε να συναρμολογήσετε τα πάντα χρησιμοποιώντας μια επιφανειακή εγκατάσταση, απευθείας στις ακίδες του μικροκυκλώματος.

Είναι αλήθεια ότι μετά τη συναρμολόγηση, είναι καλύτερο να τοποθετήσετε αμέσως έναν τέτοιο ενισχυτή σε ένα περίβλημα, επειδή ένας τέτοιος σχεδιασμός είναι αναξιόπιστος και σε περίπτωση τυχαίου βραχυκυκλώματος των καλωδίων, το μικροκύκλωμα μπορεί εύκολα να καεί. Επομένως, συνιστώ σε όλους τους αρχάριους να αφιερώσουν λίγο περισσότερο χρόνο για να φτιάξουν μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος.

Τα ρυθμιζόμενα τροφοδοτικά που βασίζονται σε τσιπ σταθεροποιητή είναι ακόμα πιο εύκολο να κατασκευαστούν από παρόμοια που βασίζονται σε τρανζίστορ. Δείτε πόσα εξαρτήματα αντικαθιστά ένα απλό μικροκύκλωμα LM317:

Τα μικροκυκλώματα σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων σε ηλεκτρονικές συσκευές μπορούν να συγκολληθούν είτε απευθείας σε κομμάτια εκτύπωσης είτε να τοποθετηθούν σε ειδικές υποδοχές.

Υποδοχή για βαθύ τσιπ - φωτογραφία

Η διαφορά είναι ότι στην πρώτη περίπτωση για να αντικαταστήσουμε το μικροκύκλωμα θα πρέπει πρώτα να το αποκολλήσουμε. Και στη δεύτερη περίπτωση, όταν βάζουμε το μικροκύκλωμα στην πρίζα, πρέπει απλώς να αφαιρέσουμε το μικροκύκλωμα από την πρίζα και μπορεί εύκολα να αντικατασταθεί με άλλο. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αντικατάστασης μικροεπεξεργαστή σε υπολογιστή.

Επίσης, για παράδειγμα, εάν συναρμολογείτε μια συσκευή σε έναν μικροελεγκτή σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος και δεν έχετε παράσχει προγραμματισμό εντός κυκλώματος, μπορείτε, εάν έχετε κολλήσει στην πλακέτα όχι το ίδιο το τσιπ, αλλά την υποδοχή στην οποία βρίσκεται εισάγεται, τότε το τσιπ μπορεί να αφαιρεθεί και να συνδεθεί σε μια ειδική πλακέτα προγραμματιστή.

Τέτοιες πλακέτες έχουν ήδη υποδοχές συγκολλημένες σε διαφορετικά περιβλήματα μικροελεγκτών για προγραμματισμό.

Αναλογικά και ψηφιακά μικροκυκλώματα

Τα μικροκυκλώματα είναι διαθέσιμα σε διάφορους τύπους, μπορούν να είναι είτε αναλογικά είτε ψηφιακά. Τα πρώτα, όπως υποδηλώνει το όνομα, λειτουργούν με μια φόρμα αναλογικού σήματος, ενώ τα δεύτερα με μια φόρμα ψηφιακού σήματος. Ένα αναλογικό σήμα μπορεί να πάρει διάφορες μορφές.

Ένα ψηφιακό σήμα είναι μια ακολουθία μονάδων και μηδενικών, σημάτων υψηλού και χαμηλού επιπέδου. Η υψηλή στάθμη εξασφαλίζεται με την εφαρμογή 5 βολτ ή τάσης κοντά σε αυτό στον πείρο, χαμηλό επίπεδο είναι η απουσία τάσης ή 0 βολτ.

Υπάρχουν επίσης μικροκυκλώματα ADC (μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό) Και DAC (ψηφιακός - αναλογικός μετατροπέας) που μετατρέπει το σήμα από αναλογικό σε ψηφιακό και αντίστροφα. Ένα τυπικό παράδειγμα ADC χρησιμοποιείται σε ένα πολύμετρο για τη μετατροπή μετρούμενων ηλεκτρικών μεγεθών και την εμφάνιση τους στην οθόνη του πολύμετρου. Στο παρακάτω σχήμα, το ADC είναι μια μαύρη σταγόνα με κομμάτια που πλησιάζουν από όλες τις πλευρές.

Μικροελεγκτές

Σχετικά πρόσφατα, σε σύγκριση με την παραγωγή τρανζίστορ και μικροκυκλωμάτων, ξεκίνησε η παραγωγή μικροελεγκτών. Τι είναι ένας μικροελεγκτής;

Αυτό είναι ένα ειδικό τσιπ, μπορεί να παραχθεί και στα δύο Βουτιάέτσι μέσα SMDεκτέλεση, στη μνήμη της οποίας μπορεί να γραφτεί ένα πρόγραμμα, το λεγόμενο Γοητεύω αρχείο. Αυτό είναι ένα αρχείο μεταγλωττισμένου υλικολογισμικού, το οποίο είναι γραμμένο σε ειδικό πρόγραμμα επεξεργασίας κώδικα προγράμματος. Αλλά δεν αρκεί να γράψετε το υλικολογισμικό, πρέπει να το μεταφέρετε, να το αναβοσβήσετε στη μνήμη του μικροελεγκτή.

Προγραμματιστής - φωτογραφία

Εξυπηρετεί για το σκοπό αυτό προγραμματιστής. Όπως πολλοί άνθρωποι γνωρίζουν, υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι μικροελεγκτών - AVR, PICκαι άλλα, για διαφορετικούς τύπους χρειαζόμαστε διαφορετικούς προγραμματιστές. Υπάρχει επίσης, και ο καθένας θα μπορεί να βρει και να φτιάξει ένα κατάλληλο για το επίπεδο γνώσεων και των δυνατοτήτων του. Εάν δεν θέλετε να φτιάξετε μόνοι σας έναν προγραμματιστή, μπορείτε να αγοράσετε έναν έτοιμο σε ένα ηλεκτρονικό κατάστημα ή να τον παραγγείλετε από την Κίνα.

Το παραπάνω σχήμα δείχνει έναν μικροελεγκτή σε πακέτο SMD. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της χρήσης μικροελεγκτών; Προηγουμένως, κατά το σχεδιασμό και τη συναρμολόγηση μιας συσκευής χρησιμοποιώντας διακριτά στοιχεία ή μικροκυκλώματα, προσδιορίζαμε τη λειτουργία της συσκευής μέσω μιας συγκεκριμένης, συχνά πολύπλοκης σύνδεσης σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος χρησιμοποιώντας πολλά μέρη. Τώρα χρειάζεται απλώς να γράψουμε ένα πρόγραμμα για έναν μικροελεγκτή που θα κάνει το ίδιο πράγμα προγραμματικά, συχνά πιο γρήγορα και πιο αξιόπιστα από ένα κύκλωμα χωρίς τη χρήση μικροελεγκτών. Ο μικροελεγκτής είναι ένας ολόκληρος υπολογιστής, με θύρες εισόδου/εξόδου, δυνατότητα σύνδεσης οθόνης και αισθητήρων, καθώς και ελέγχου άλλων συσκευών.

Φυσικά, η βελτίωση των μικροκυκλωμάτων δεν θα σταματήσει εκεί και μπορούμε να υποθέσουμε ότι σε 10 χρόνια θα υπάρχουν πραγματικά μικροκυκλώματα από τη λέξη " μικρο" - αόρατο στο μάτι, το οποίο θα περιέχει δισεκατομμύρια τρανζίστορ και άλλα στοιχεία, πολλά άτομα σε μέγεθος - τότε η δημιουργία των πιο περίπλοκων ηλεκτρονικών συσκευών θα γίνει πραγματικά προσβάσιμη ακόμη και σε όχι πολύ έμπειρους ραδιοερασιτέχνες! Η σύντομη ανασκόπησή μας έφτασε σε ένα τέλος, ήμασταν μαζί σου AKV.

Συζητήστε το άρθρο ΜΙΚΡΟκυκλώματα

Μεγάλο ολοκληρωμένο κύκλωμα

Σύγχρονα ολοκληρωμένα κυκλώματα σχεδιασμένα για επιφανειακή τοποθέτηση.

Σοβιετικά και ξένα ψηφιακά μικροκυκλώματα.

Ολοκλήρωμα(αγγλ. Ολοκληρωμένο κύκλωμα, IC, μικροκύκλωμα, μικροτσίπ, τσιπ πυριτίου ή τσιπ), ( μικρο)σχέδιο (IS, IMS, m/skh), τσιπ, μικροτσίπ(Αγγλικός) τσιπ- τεμάχιο, θραύσμα, τσιπ) - μικροηλεκτρονική συσκευή - ηλεκτρονικό κύκλωμα αυθαίρετης πολυπλοκότητας, κατασκευασμένο σε κρύσταλλο (ή φιλμ) ημιαγωγών και τοποθετημένο σε μη διαχωρίσιμο περίβλημα. Συχνά κάτω από ολοκληρωμένο κύκλωμαΤο (IC) αναφέρεται στον πραγματικό κρύσταλλο ή φιλμ με ηλεκτρονικό κύκλωμα και από μικροκύκλωμα(MS) - IC κλεισμένο σε περίβλημα. Ταυτόχρονα, η έκφραση "εξαρτήματα τσιπ" σημαίνει "εξαρτήματα επιφανειακής στήριξης" σε αντίθεση με τα παραδοσιακά εξαρτήματα με συγκόλληση διαμπερούς οπής. Επομένως, είναι πιο σωστό να λέμε «μικροκύκλωμα τσιπ», που σημαίνει μικροκύκλωμα επιφανειακής τοποθέτησης. Επί του παρόντος (έτος) τα περισσότερα μικροκυκλώματα κατασκευάζονται σε συσκευασίες επιφανειακής τοποθέτησης.

Ιστορία

Η εφεύρεση των μικροκυκλωμάτων ξεκίνησε με τη μελέτη των ιδιοτήτων των λεπτών μεμβρανών οξειδίου, οι οποίες εκδηλώνονται στην επίδραση της κακής ηλεκτρικής αγωγιμότητας σε χαμηλές ηλεκτρικές τάσεις. Το πρόβλημα ήταν ότι εκεί που ακουμπούσαν τα δύο μέταλλα, δεν υπήρχε ηλεκτρική επαφή ή ήταν πολική. Οι βαθιές μελέτες αυτού του φαινομένου οδήγησαν στην ανακάλυψη διόδων και αργότερα τρανζίστορ και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

Επίπεδα σχεδίασης

• Φυσική - μέθοδοι υλοποίησης ενός τρανζίστορ (ή μιας μικρής ομάδας) με τη μορφή ντοπαρισμένων ζωνών σε έναν κρύσταλλο.
• Ηλεκτρικό - διάγραμμα κυκλώματος (τρανζίστορ, πυκνωτές, αντιστάσεις κ.λπ.).
• Λογικό - λογικό κύκλωμα (λογικοί μετατροπείς, OR-NOT, AND-NOT στοιχεία κ.λπ.).
• Επίπεδο κυκλώματος και συστήματος - σχεδιασμός κυκλώματος και συστήματος (flip-flops, συγκριτές, κωδικοποιητές, αποκωδικοποιητές, ALU, κ.λπ.).
• Τοπολογικές - τοπολογικές φωτομάσκες παραγωγής.
• Επίπεδο προγράμματος (για μικροελεγκτές και μικροεπεξεργαστές) - οδηγίες συναρμολόγησης για τον προγραμματιστή.

Επί του παρόντος, τα περισσότερα ολοκληρωμένα κυκλώματα αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας CAD, το οποίο σας επιτρέπει να αυτοματοποιήσετε και να επιταχύνετε σημαντικά τη διαδικασία λήψης τοπολογικών φωτομάσκας.

Ταξινόμηση

Βαθμός ένταξης

Σκοπός

Ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα μπορεί να έχει πλήρη, όσο περίπλοκη κι αν είναι, λειτουργικότητα - έως και έναν ολόκληρο μικροϋπολογιστή (μικροϋπολογιστής ενός τσιπ).

Αναλογικά κυκλώματα

• Γεννήτριες σημάτων
• Αναλογικοί πολλαπλασιαστές
• Αναλογικοί εξασθενητές και μεταβλητοί ενισχυτές
• Σταθεροποιητές τροφοδοσίας
• Τσιπ ελέγχου τροφοδοσίας εναλλαγής
• Μετατροπείς σημάτων
• Κυκλώματα χρονισμού
• Διάφοροι αισθητήρες (θερμοκρασία κ.λπ.)

Ψηφιακά κυκλώματα

• Στοιχεία λογικής
• Μετατροπείς buffer
• Μονάδες μνήμης
• (Μικρο)επεξεργαστές (συμπεριλαμβανομένης της CPU σε έναν υπολογιστή)
• Μικροϋπολογιστές ενός τσιπ
• FPGA - προγραμματιζόμενα λογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα

Τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα έχουν πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τα αναλογικά:

• Μειωμένη κατανάλωση ρεύματοςσχετίζεται με τη χρήση παλμικών ηλεκτρικών σημάτων στα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Κατά τη λήψη και τη μετατροπή τέτοιων σημάτων, τα ενεργά στοιχεία των ηλεκτρονικών συσκευών (τρανζίστορ) λειτουργούν στη λειτουργία "κλειδί", δηλαδή, το τρανζίστορ είναι είτε "ανοιχτό" - που αντιστοιχεί σε σήμα υψηλού επιπέδου (1), είτε "κλειστό". ” - (0), στην πρώτη περίπτωση στο Δεν υπάρχει πτώση τάσης στο τρανζίστορ στη δεύτερη, δεν ρέει ρεύμα μέσα από αυτό. Και στις δύο περιπτώσεις, η κατανάλωση ρεύματος είναι κοντά στο 0, σε αντίθεση με τις αναλογικές συσκευές, στις οποίες τις περισσότερες φορές τα τρανζίστορ βρίσκονται σε ενδιάμεση (αντιστική) κατάσταση.
• Υψηλή ανοσία θορύβουΟι ψηφιακές συσκευές σχετίζονται με μεγάλη διαφορά μεταξύ σημάτων υψηλών (για παράδειγμα 2,5 - 5 V) και χαμηλού (0 - 0,5 V) επιπέδου. Ένα σφάλμα είναι δυνατό με τέτοιες παρεμβολές όταν ένα υψηλό επίπεδο εκλαμβάνεται ως χαμηλό και αντίστροφα, κάτι που είναι απίθανο. Επιπλέον, στις ψηφιακές συσκευές είναι δυνατή η χρήση ειδικών κωδικών για τη διόρθωση σφαλμάτων.
• Η μεγάλη διαφορά μεταξύ σημάτων υψηλού και χαμηλού επιπέδου και ένα αρκετά μεγάλο εύρος επιτρεπόμενων αλλαγών καθιστά την ψηφιακή τεχνολογία αναίσθητοςστην αναπόφευκτη διασπορά των παραμέτρων στοιχείων στην ολοκληρωμένη τεχνολογία, εξαλείφοντας την ανάγκη επιλογής και διαμόρφωσης ψηφιακών συσκευών.

Ταξινόμηση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων

Σύμφωνα με τον σχεδιασμό και τον τεχνολογικό σχεδιασμό διακρίνονται ημιαγωγών, φιλμ και υβριδικών IC.

Οι συσκευές ημιαγωγών περιλαμβάνουν SMC (ολοκληρωμένα κυκλώματα ημιαγωγών),όλα τα στοιχεία και οι διαστοιχειακές συνδέσεις των οποίων γίνονται στον όγκο ή στην επιφάνεια του ημιαγωγού. Ανάλογα με τις μεθόδους μόνωσης μεμονωμένων στοιχείων, γίνεται διάκριση μεταξύ PMS με μόνωση με συνδέσεις p-n και μικροκυκλωμάτων με διηλεκτρική (οξείδιο) μόνωση. Το PMS μπορεί επίσης να παραχθεί σε υπόστρωμα από διηλεκτρικό υλικό που βασίζεται τόσο σε διπολικά τρανζίστορ όσο και σε τρανζίστορ φαινομένου πεδίου. Συνήθως, σε αυτά τα κυκλώματα, τα τρανζίστορ κατασκευάζονται με τη μορφή δομών τριών στρωμάτων με δύο συνδέσεις p-n (τύπου n-p-n) και οι δίοδοι κατασκευάζονται με τη μορφή δομών δύο στρωμάτων με μία σύνδεση p-n. Μερικές φορές, αντί για διόδους, χρησιμοποιούνται τρανζίστορ στη σύνδεση διόδου. Οι αντιστάσεις PMS, που αντιπροσωπεύονται από τμήματα ενός ντοπαρισμένου ημιαγωγού με δύο ακροδέκτες, έχουν αντίσταση πολλών kilo-ohms. Η αντίστροφη αντίσταση μιας σύνδεσης p-n ή η αντίσταση εισόδου των αναμεταδοτών πομπού χρησιμοποιούνται μερικές φορές ως αντιστάσεις υψηλής αντίστασης. Ο ρόλος των πυκνωτών στο PMS εκτελείται από συνδέσεις p-rt με αντίστροφη πόλωση. Η χωρητικότητα τέτοιων πυκνωτών είναι 50 - 200 pF. Είναι δύσκολο να δημιουργηθούν τσοκ στο PMS, επομένως οι περισσότερες συσκευές έχουν σχεδιαστεί χωρίς επαγωγικά στοιχεία. Όλα τα στοιχεία PMS παράγονται σε έναν μόνο τεχνολογικό κύκλο σε κρύσταλλο ημιαγωγών. Οι συνδέσεις στοιχείων τέτοιων κυκλωμάτων γίνονται χρησιμοποιώντας μεμβράνες αλουμινίου ή χρυσού που παράγονται με εναπόθεση κενού. Το κύκλωμα συνδέεται με εξωτερικούς ακροδέκτες χρησιμοποιώντας αγωγούς αλουμινίου ή χρυσού με διάμετρο περίπου 10 microns, οι οποίοι συνδέονται με φιλμ χρησιμοποιώντας θερμική συμπίεση και στη συνέχεια συγκολλούνται στους εξωτερικούς ακροδέκτες του μικροκυκλώματος. Τα τσιπ ημιαγωγών μπορούν να διαχέουν ισχύ 50 - 100 mW, να λειτουργούν σε συχνότητες έως 20 - 100 MHz και να παρέχουν χρόνο καθυστέρησης έως και 5 ns. Η πυκνότητα εγκατάστασης ηλεκτρονικών συσκευών στο PMS είναι έως 500 στοιχεία ανά 1 cm3. Ένας σύγχρονος ομαδικός τεχνολογικός κύκλος επιτρέπει την ταυτόχρονη επεξεργασία δεκάδων πλακιδίων ημιαγωγών, καθένα από τα οποία περιέχει εκατοντάδες PMS με εκατοντάδες στοιχεία στον κρύσταλλο, συνδεδεμένα σε δεδομένα ηλεκτρονικά κυκλώματα. Αυτή η τεχνολογία εξασφαλίζει υψηλή ταυτότητα των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών των μικροκυκλωμάτων.

Αναπόσπαστο φιλμ(ή απλά κυκλώματα φιλμ PS) ονομάζονται IC, όλα τα στοιχεία και οι διαστοιχειακές συνδέσεις των οποίων γίνονται μόνο με τη μορφή φιλμ. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα χωρίζονται σε λεπτής και παχιάς μεμβράνης. Αυτά τα συστήματα ενδέχεται να έχουν ποσοτικές και ποιοτικές διαφορές. Τα IC με πάχος φιλμ έως 1 micron ταξινομούνται συμβατικά ως λεπτής μεμβράνης και τα IC με πάχος φιλμ άνω του 1 μm ταξινομούνται ως παχιά μεμβράνη. Η ποιοτική διαφορά καθορίζεται από την τεχνολογία κατασκευής του φιλμ. Στοιχεία IC λεπτής μεμβράνης εναποτίθενται στο υπόστρωμα χρησιμοποιώντας θερμική εναπόθεση υπό κενό και καθοδική ψεκασμό. Τα στοιχεία των IC με παχύ φιλμ κατασκευάζονται κυρίως με μεταξοτυπία που ακολουθείται από καύση.

Υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα(GIS) είναι ένας συνδυασμός τοποθετημένων ενεργών ραδιοστοιχείων (μικροτρανζίστορ, δίοδοι) και παθητικών στοιχείων φιλμ και των συνδέσεών τους. Συνήθως, τα GIS περιέχουν: μονωτικές βάσεις από γυαλί ή. κεραμικά, πλαίσια, στην επιφάνεια των οποίων σχηματίζονται αγωγοί μεμβράνης, αντιστάσεις και μικροί πυκνωτές. τοποθετημένα ενεργά στοιχεία ανοιχτού πλαισίου (δίοδοι, τρανζίστορ). τοποθετημένα παθητικά στοιχεία σε μινιατούρα (τσοκ, μετασχηματιστές, πυκνωτές υψηλής χωρητικότητας), τα οποία δεν μπορούν να κατασκευαστούν με τη μορφή φιλμ. Ένα τέτοιο κατασκευασμένο GIS σφραγίζεται σε πλαστική ή μεταλλική θήκη. Οι αντιστάσεις με αντίσταση από χιλιοστά του ωμ έως δεκάδες kilo-ohms στο GIS κατασκευάζονται με τη μορφή λεπτής μεμβράνης νιχρώμου ή τανταλίου. Οι μεμβράνες εφαρμόζονται σε μονωτική βάση (υπόστρωμα) και υποβάλλονται σε θερμική ανόπτηση. Για την απόκτηση αντιστάσεων με αντίσταση δεκάδων μεγαΩ, χρησιμοποιούνται μείγματα μετάλλου-διηλεκτρικού (χρώμιο, μονοξείδιο του πυριτίου κ.λπ.). Οι μέσες διαστάσεις των αντιστάσεων μεμβράνης είναι (1 - 2) X 10 ~ 3 cm2. Οι πυκνωτές στο GIS είναι κατασκευασμένοι από λεπτές μεμβράνες χαλκού, ασημιού, αλουμινίου ή χρυσού. Αυτά τα μέταλλα ψεκάζονται με μια υποστιβάδα χρωμίου, τιτανίου και μολυβδαινίου, εξασφαλίζοντας καλή πρόσφυση στο μονωτικό υλικό του υποστρώματος. Ένα φιλμ οξειδίου του πυριτίου, βηρυλλίου, διοξειδίου του τιτανίου, κ.λπ. χρησιμοποιείται ως διηλεκτρικό σε πυκνωτές Οι πυκνωτές φιλμ κατασκευάζονται με χωρητικότητα από δέκατα του picofarad έως δεκάδες χιλιάδες picofarad με μεγέθη που κυμαίνονται από 10~3 έως 1 cm2. Οι αγωγοί GIS, με τη βοήθεια των οποίων πραγματοποιούνται συνδέσεις μεταξύ στοιχείων και συνδέσεις με ακροδέκτες εξόδου, κατασκευάζονται με τη μορφή λεπτής μεμβράνης από χρυσό, χαλκό ή αλουμίνιο με ένα υπόστρωμα από νικέλιο, χρώμιο, τιτάνιο, το οποίο εξασφαλίζει υψηλή πρόσφυση στο τη μονωτική βάση. Τα υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα, στα οποία το πάχος των μεμβρανών που σχηματίζονται κατά την κατασκευή παθητικών στοιχείων είναι έως 1 micron με πλάτος 100 - 200 microns, ταξινομούνται ως λεπτές μεμβράνες. Τέτοιες μεμβράνες παράγονται με θερμικό ψεκασμό στην επιφάνεια των υποστρωμάτων σε κενό με χρήση στένσιλ και χρωμάτων. Τα υβριδικά ολοκληρωμένα κυκλώματα με πάχος 1 micron ή περισσότερο ταξινομούνται ως παχιά φιλμ και κατασκευάζονται με ψεκασμό αγώγιμων ή διηλεκτρικών πάστες σε υποστρώματα μέσω στένσιλ πλέγματος, ακολουθούμενη από καύση τους στα υποστρώματα σε υψηλές θερμοκρασίες. Αυτά τα κυκλώματα είναι μεγάλα σε μέγεθος και έχουν μάζα παθητικών στοιχείων. Τα συναρμολογημένα ενεργά στοιχεία αποτελούνται από εύκαμπτα ή άκαμπτα καλώδια "σφαιριδίων", τα οποία συνδέονται με ένα τσιπ μεμβράνης με συγκόλληση ή συγκόλληση.

Η πυκνότητα των παθητικών και ενεργών στοιχείων με την πολυστρωματική τους διάταξη σε ένα GIS κατασκευασμένο με τεχνολογία λεπτής μεμβράνης φτάνει τα 300 - 500 στοιχεία ανά 1 cm3 και η πυκνότητα εγκατάστασης ηλεκτρονικών συσκευών σε ένα GIS είναι 60 - 100 στοιχεία ανά 1 cm3. Με μια τέτοια πυκνότητα εγκατάστασης, ο όγκος της συσκευής που περιέχει 107 στοιχεία είναι 0,1 - 0,5 m3 και ο χρόνος απρόσκοπτης λειτουργίας είναι 103 - 104 ώρες -.

Το κύριο πλεονέκτημα του GIS είναι η δυνατότητα μερικής ενσωμάτωσης στοιχείων που κατασκευάζονται με χρήση διαφόρων τεχνολογιών (διπολικό, λεπτό και παχύ φιλμ κ.λπ.) με ένα ευρύ φάσμα ηλεκτρικών παραμέτρων (χαμηλής ισχύος, υψηλής ισχύος, ενεργητικής, παθητικής, υψηλής ταχύτητας, κλπ.).

Επί του παρόντος, ο υβριδισμός διαφόρων τύπων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι πολλά υποσχόμενος. Με μικρές γεωμετρικές διαστάσεις στοιχείων φιλμ και μεγάλη επιφάνεια παθητικών υποστρωμάτων, δεκάδες ή εκατοντάδες IC και άλλα εξαρτήματα μπορούν να τοποθετηθούν στην επιφάνειά τους. Με αυτόν τον τρόπο δημιουργούνται υβριδικά IC πολλαπλών τσιπ με μεγάλο αριθμό (αρκετές χιλιάδες) διόδων και τρανζίστορ σε αδιαίρετο στοιχείο. Σε συνδυασμένα μικροκυκλώματα είναι δυνατή η τοποθέτηση λειτουργικών μονάδων με διαφορετικά ηλεκτρικά χαρακτηριστικά.

Σύγκριση PMS και GIS.Τα μικροκυκλώματα ημιαγωγών με βαθμό ενσωμάτωσης έως και χιλιάδων ή περισσότερων στοιχείων σε ένα τσιπ έχουν προτεραιότητα. διάδοση. Ο όγκος παραγωγής του PMS είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερος από τον όγκο παραγωγής του GIS. Σε ορισμένες συσκευές συνιστάται η χρήση GIS για διάφορους λόγους.

Η τεχνολογία GIS είναι σχετικά απλή και απαιτεί χαμηλότερο αρχικό κόστος εξοπλισμού από την τεχνολογία ημιαγωγών, η οποία απλοποιεί τη δημιουργία μη τυποποιημένων, μη τυποποιημένων προϊόντων και εξοπλισμού.

Το παθητικό τμήμα του GIS κατασκευάζεται σε ξεχωριστό υπόστρωμα, το οποίο καθιστά δυνατή την απόκτηση παθητικών στοιχείων υψηλής ποιότητας και τη δημιουργία IC υψηλής συχνότητας.

Η τεχνολογία GIS καθιστά δυνατή την αντικατάσταση των υφιστάμενων μεθόδων συναρμολόγησης τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών στρώσεων κατά την τοποθέτηση μη συσκευασμένων IC και LSI και άλλων εξαρτημάτων ημιαγωγών σε υποστρώματα. Η τεχνολογία GIS προτιμάται για IC υψηλής ισχύος. Είναι επίσης προτιμότερο να χρησιμοποιείται ένας υβριδικός σχεδιασμός ολοκληρωμένων κυκλωμάτων γραμμικών συσκευών που παρέχουν μια αναλογική σχέση μεταξύ των σημάτων εισόδου και εξόδου. Σε αυτές τις συσκευές, τα σήματα ποικίλλουν σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων και δυνάμεων, επομένως τα IC τους πρέπει να έχουν ένα ευρύ φάσμα χαρακτηρισμών που δεν είναι συμβατές σε μια ενιαία διαδικασία κατασκευής παθητικών και ενεργών στοιχείων. Μεγάλα ολοκληρωμένα κυκλώματα LSI επιτρέπουν το συνδυασμό διαφόρων λειτουργικών μονάδων, και ως εκ τούτου χρησιμοποιούνται ευρέως σε γραμμικές συσκευές.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.

• Τα πλεονεκτήματα των IC είναι η υψηλή αξιοπιστία, το μικρό μέγεθος και το βάρος. Η πυκνότητα των ενεργών στοιχείων στο LSI φτάνει τα 103 - 104 ανά 1 cm3. Κατά την εγκατάσταση μικροκυκλωμάτων σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων και τη σύνδεσή τους σε μπλοκ, η πυκνότητα του στοιχείου είναι 100 - 500 ανά 1 cm3, η οποία είναι 10 - 50 φορές μεγαλύτερη από ό,τι όταν χρησιμοποιούνται μεμονωμένα τρανζίστορ, διόδους και αντιστάσεις σε μικροστοιχειώδεις συσκευές.
• Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα λειτουργούν χωρίς αδράνεια. Λόγω του μικρού μεγέθους των μικροκυκλωμάτων, μειώνονται οι χωρητικότητες και οι επαγωγές των διαηλεκτροδίων των καλωδίων σύνδεσης, γεγονός που τους επιτρέπει να χρησιμοποιούνται σε εξαιρετικά υψηλές συχνότητες (έως 3 GHz) και σε λογικά κυκλώματα με χαμηλούς χρόνους καθυστέρησης (έως 0,1 ns).
• Τα μικροκυκλώματα είναι οικονομικά (από 10 έως 200 mW) και μειώνουν την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και το βάρος των τροφοδοτικών.

Το κύριο μειονέκτημαΤο IC είναι χαμηλής ισχύος εξόδου (50 - 100 mW).

Ανάλογα με τον λειτουργικό σκοπό, τα IC χωρίζονται σε δύο κύριες κατηγορίες: αναλογικό (ή γραμμικό-παλμικό) και ψηφιακό (ή λογικό).

Αναλογικό ενσωματωμένοΤα κυκλώματα AIS χρησιμοποιούνται σε ραδιοτεχνικές συσκευές και χρησιμεύουν για τη δημιουργία και τη γραμμική ενίσχυση σημάτων που ποικίλλουν σύμφωνα με το νόμο μιας συνεχούς λειτουργίας σε ένα ευρύ φάσμα δυνάμεων και συχνοτήτων. Ως αποτέλεσμα, τα αναλογικά IC πρέπει να περιέχουν παθητικά και ενεργά στοιχεία με διαφορετικές διαβαθμίσεις και παραμέτρους, γεγονός που περιπλέκει την ανάπτυξή τους. Τα υβριδικά μικροκυκλώματα μειώνουν τις δυσκολίες κατασκευής αναλογικών συσκευών σε μικρομινιατούρα σχεδιασμού. Τα ενσωματωμένα μικροκυκλώματα γίνονται η κύρια βάση στοιχείων για ραδιοηλεκτρονικό εξοπλισμό.

Ψηφιακό ολοκληρωμένοΤα κυκλώματα ISC χρησιμοποιούνται σε υπολογιστές, διακριτή επεξεργασία πληροφοριών και συσκευές αυτοματισμού. Με τη βοήθεια ψηφιακών πληροφοριακών συστημάτων, οι ψηφιακοί κώδικες μετατρέπονται και επεξεργάζονται. Μια παραλλαγή αυτών των κυκλωμάτων είναι λογικά τσιπ που εκτελούν λειτουργίες σε δυαδικούς κώδικες στους περισσότερους σύγχρονους υπολογιστές και ψηφιακές συσκευές.

Τα αναλογικά και τα ψηφιακά IC παράγονται σε σειρά. Η σειρά περιλαμβάνει IC που μπορούν να εκτελέσουν διάφορες λειτουργίες, αλλά έχουν ενιαίο σχεδιασμό και τεχνολογικό σχεδιασμό και προορίζονται για κοινή χρήση. Κάθε σειρά περιέχει πολλούς διαφορετικούς τύπους, οι οποίοι μπορούν να χωριστούν σε τυπικές αξιολογήσεις που έχουν συγκεκριμένο λειτουργικό σκοπό και σύμβολο. Ο συνδυασμός τυπικών ονομαστικών τιμών σχηματίζει έναν τύπο IP.