Integrirane sheme: vrste in opisi

Če želite delati bolj ali manj zapleteno elektroniko, ponavadi potrebujete veliko podrobnosti. Ko jih je veliko, se lahko "združijo", recimo, v integrirana vezja. Kaj so oni? Kako so razvrščeni? Kako so izdelani in kakšni so signali?

Kakšna so logična integrirana vezja (IC)

Dejansko je ta mikroelektronska naprava, ki temelji na kristalu poljubne kompleksnosti, ki je izdelana na polprevodniški foliji ali plošči. Postavljena je v nerazdružljivo telo (čeprav lahko brez njega, vendar le, če je del mikroskupine). Prvo integrirano vezje je bilo patentirano leta 1968. To je bil nekakšen preboj v industriji, čeprav zagotovljena naprava ni ustrezala sodobnim idejam glede svojih parametrov. Integrirana vezja v masi so izdelana za površinsko montažo. Pogosto pod IC pomenijo le kristal ali film. Najpogostejši je integrirano vezje na silikonskem rezilu. Tako se je izkazalo, da ima njena uporaba v industriji številne prednosti, na primer učinkovitost prenosa signala.

Stopnje oblikovanja

Te naprave so kompleksne, kar je lepo prikazano. Zdaj so ustvarjeni s pomočjo posebnih CAD sistemov, ki avtomatizirajo in znatno pospešijo proizvodne procese. Torej, pri oblikovanju:

1. Logična raven (inverterji, AND-NOT, OR-NOT in podobno).
2. Sistemsko in shematično (sprožilci, dajalniki, ALU, komparatorji itd.) So izdelani.
3. Električna (kondenzatorji, tranzistorji, upori in podobno).
4. Topološka raven - fotomase za proizvodnjo.
5. Fizično - kako izvajati enega tranzistorja (ali majhno skupino) na kristalu.
6. Programska oprema - ustvarja navodila za mikrokontrolerje, mikroprocesorje in FPGA. Model vedenja se razvija z vertikalno shemo.

Razvrstitev

Ko govorimo o tem, kako razlikovati integrirana vezja, ne morete izbrati le enega parametra vrste kompleksnosti tehnike, o kateri se razpravljamo. Zato smo v okviru članka izbrali kar tri.

Stopnja integracije

Torej se število elementov v kristalu šteje kot temeljno tukaj:

1. Majhno integrirano vezje. Vsebuje manj kot sto predmetov.
2. Povprečno integrirano vezje. Število elementov se giblje v območju od sto / tisoč.
3. Veliko integrirano vezje. Vsebuje od tisoč do deset tisoč elementov.
4. Izredno veliko integrirano vezje. Imajo več kot deset tisoč elementov.

Praviloma se za gospodinjske naprave pogosto uporablja veliko integrirano vezje. Prej in druge kategorije:

1. Ultra-veliko integrirano vezje. Pripisali so jih vzorci, ki bi se lahko pohvalili s številnimi elementi v razponu od 1 milijona do 1 milijarde.
2. Integrirano vezje Gigabyte. Ti so vključevali vzorce, katerih število elementov je preseglo 1 milijardo elementov.

Toda v tem trenutku se ne uporabljajo. In vsi vzorci, ki so se prej nanašali na UBIS in GBIS, zdaj potekajo kot VLSI. Na splošno je mogoče bistveno prihranili pri številu skupin, saj so zadnji dve vrsti običajno uporabljajo predvsem v velikih raziskovalnih centrov, ki delujejo računalniških sistemov, se moč meri v več deset in sto terabajtov.

Proizvodna tehnologija

Zaradi različnih proizvodnih možnosti so integrirana vezja razvrščena glede na to, kako so izdelana in iz katerih:

1. Polprevodnik. V njih se vsi elementi in povezave izvajajo v istem polprevodniškem kristalu. Polprevodniška integrirana vezja uporabljajo materiale, kot so silicij, germanij, galijev arzenid in hafnij oksid.

2. Film. Vsi elementi in povezave so narejeni kot filmi:

- Debel film.

- Tanek film.

3. Hibrid. Ima odprtokodne diode, tranzistorje ali druge elektronske aktivne komponente. Pasivni (kot upori, induktorji, kondenzatorji) so nameščeni na skupni keramični substrat. Vsi so nameščeni v enem zapečatenem primeru.

4. Mešano. Tukaj ni samo polprevodniškega kristala, temveč tudi tanko-filmskih (ali debeloplastnih) pasivnih elementov, ki so postavljeni na njegovo površino.

Vrsta obdelanega signala

In tretja, zadnja vrsta, temelji na tem, kaj signalizira proces integriranega vezja. So:

1. Analogno. Tukaj se vhodni in izhodni signali razlikujejo po zakonu stalna funkcija. Vrednosti so lahko v območju od negativne do pozitivne napajalne napetosti.
2. Digitalno. Tukaj lahko katerikoli vhodni ali izhodni signal vsebuje dve vrednosti: logično ali ničlo. Vsak od njih ustreza vnaprej določeni ravni napetosti. Torej, razpon mikrovezij tipa TTL 0-0,4V je ocenjen na nič in 2,4-5V na enoto. Obstajajo lahko tudi druge delitve, vse je odvisno od posameznega vzorca.
3. Analogno-digitalni. Združite prednosti in lastnosti prejšnjih vzorcev. Na primer, lahko vključujejo signalne ojačevalnike in analogno-digitalne pretvornike.

Pravne značilnosti

Kaj je rečeno o integriranih vezjih v zakonodaji? Pri nas v državi je podana pravna zaščita topologij integriranih mikrovezij. Pomeni določeno vrsto posebnih elementov in povezav med njimi, ki so določeni na določenem materialnem nosilcu geometrijsko-prostorske ureditve (v skladu s členom 1448 Civilnega zakonika Ruske federacije). Avtor topologije ima tako intelektualne pravice do izuma:

1. Avtorja.
2. Izključna pravica.

Poleg tega ima lahko avtor topologije tudi druge nastavitve, vključno z možnostjo prejema nagrade za njeno uporabo. Izključna pravica deluje že deset let. V tem času lahko izumitelj ali oseba, ki ji je bil ta status odstopil, lahko registrira topologijo ustrezne službe intelektualne lastnine in patentov.

Zaključek

To je vse! Če imate željo, da bi zbrali vašo shemo, lahko le želijo uspeh. Toda hkrati želim opozoriti na eno od značilnosti. Če obstaja želja po sestavljanju mikrovezja, potem je potrebno temeljito pripraviti na ta proces. Dejstvo je, da je za ustvarjanje le-te potrebna izredna čistost na nivoju kirurške operacijske sobe, poleg tega pa zaradi finosti podrobnosti ni mogoče delati s spajkalnikom v običajnem načinu - vse ukrepe izvajajo stroji. Zato doma lahko ustvarite samo sheme. Če želite, lahko kupite industrijskega razvoja, ki bo na voljo na trgu, vendar je ideja s svojimi izdelanih domov brez večjega financiranja je bolje pustiti.