Integroidun piirin kirjoittaja. Integroituja järjestelmiä

Vain kaksikymmentäviisi vuotta sitten radioyhtiöiden ja korkealaatuisten asiantuntijoiden oli tutkittava uusia laitteita transistoreille. Ei ollut helppoa luopua elektronisista valaisimista, jotka ovat niin tottuneet ja siirtymään puolijohdelaitteeseen, joka on myös tottunut koko kasvavaan "perheeseen".

Ja nyt tämä "perhe" on tullut yhä enemmän luopumaan paikasta radiotekniikasta ja elektroniikasta puolijohdelaitteilla Viimeisimmät sukupolvet - integroidut pelimerkit, joita kutsutaan usein lyhennettyksi IC: ksi.

Mikä on integroitu siru

Integraalinen mikrokiirtymä - Tämä on miniatyyri sähköinen yksikkö, joka sisältää transistoreita, diodit, vastukset ja muut aktiiviset ja passiiviset elementit yleisesti, kymmeniä tuhansia kymmeniä tuhansia kymmeniä.

Yksi mikrokäytön voi korvata koko radion, elektronisen laskentakoneen (tietokoneet) ja elektronin automaation. Esimerkiksi ranteen sähköisten tuntien "mekanismi" on vain yksi suurempi siru.

Sen toiminnallisen tarkoituksen kannalta integroidut sirut on jaettu kahteen pääryhmään: analoginen tai lineaarinen impulssi ja looginen tai digitaalinen sirut.

Analogiset sirut on tarkoitettu parantamaan, tuottamaan ja muuntaa sähköisiä värähtelyjä eri taajuuksista, esimerkiksi vastaanottimille, vahvistimille ja loogiselle - käytettäväksi automaatiolaitteissa, tietokoneessa tietokoneessa.

Tämä työpaja on sitoutunut tuttavaksi laitteeseen, työn periaatteeseen ja mahdollisimman yksinkertaisimpien analogisten ja loogisten integroidun sirun mahdollisen käytön.

Analoginen mikrokäytön

Valtava "perhe" Analogista yksinkertaisimmat ovat kaksois mikrosirut "K118un1A (K1US181A) ja K118UN1B (K1181B), jotka sisältyvät K118-sarjaan.

Jokainen niistä on vahvistin, joka sisältää ... Kuitenkin on parempi puhua sähköisestä "täyteestä". Tällä välin harkitsemme heitä "mustat laatikot", joilla on päätelmät virtalähteiden, lisäosien, syöttö- ja lähtöketjujen yhdistämiseksi.

Niiden välinen ero koostuu vain matalataajuisten värähtelyjen vahvistuskertoimissa: vahvistuskerroin K118UN1A 12 kHz: n taajuudella on 250 ja sirut K118UN1B - 400.

Korkeilla taajuuksilla näiden sirujen vahvistus on sama - noin 50. Joten mitä tahansa niistä voidaan käyttää sekä alhaisten että korkeiden taajuuksien värähtelyjen parantamiseksi, mikä tarkoittaa kokeita varten. Näiden vahvistimen sirun ulkonäkö ja ehdollinen nimitys laitteiden käsitteisiin on esitetty kuviossa 2. 88.

Heillä on muovinen suorakulmainen muovilaji. Yläosasta kotelo - etiketti, joka palvelee viitenumeroita. Sirut lasketaan 6,3 V jännitelähteen virtalähteestä 6,3 V: n, joka toimitetaan päätelmien 7 (+ Up) ja 14 (— U.pete).

Virtalähde voi olla virtalähdeyksikkö, jossa on säädettävä lähtöjännite tai akku, joka koostuu neljästä elementistä 334 ja 343.

Ensimmäinen kokemus K118UN1A: n (tai K118UN1B) sirun (tai K118un1b) kanssa kuviossa 2 esitetyn järjestelmän mukaisesti. 89. Piirilevyn avulla käytä pahvilaattia, jonka mitat ovat noin 50x40 mm.

Sirun päätelmät 1, 7, 8 ja 14 nukkua lanka kiinnikkeisiin ohitetaan punktuurien läpi pahvi. Kaikki heistä suorittavat telineiden roolin, jotka pitävät mikrokytkin kartonkia ja johtopäätöksiä 7. ja 14, lisäksi yhteystietojen liittäminen akkuun GB.1 (tai verkkovirtalähde).

Niiden välillä, molemmin puolin mikropiirin, heillä on vielä kaksi tai kolme kontakteja, jotka ovat väliaineita lisätietoja. Asenna kondensaattorit laudalle C1(tyyppi K50-6 tai K50-3) ja C2.(KAS, BM, MBM), Liitä sirut kuulokkeiden lähtöön AT 2.

Pistokkeen mikropiirin tuloon (lauhduttimen läpi) C1)elektrodynaaminen mikrofoni KOHDASSA 1kaikki tyyppiset tai puhelimen kapselit DEM-4M, käynnistä virta ja paina hienoin puhelimia korville, koputtaa kevyesti mikrofonin kynällä. Jos laitteistossa ei ole virheitä, pitäisi olla ääniä, jotka muistuttavat rummun napsautuksia.

Pyydä toveri sanomaan jotain mikrofonin edessä - puhelimissa kuulet hänen äänensä. Sirun syöttöön mikrokiiren sijaan voit liittää lähetyksen (tilaajan) kaiuttimen vastaavan muuntajan kanssa. Vaikutus on suunnilleen sama.

Jatkuva kokemus yksisuuntaisen toiminnan puhelinlaitteella, käynnistä kokonaismäärän (miinus) virtajohdon johdin ja lähtö 12 microcireits elektrolyyttinen lauhdutin Sz,suunniteltu kaaviossa, jossa on viiva linjat. Tällöin puhelimien äänenvoimakkuuden pitäisi kasvaa.

Puhelimet ovat jopa kovempia, jos sama kondensaattori sisältyy lähtöketjuun 5 (Kuva 89 - Lauhdutin C4).Mutta jos samanaikaisesti vahvistin on innostunut, yleisen johdon ja ulostulon 11 välillä on sisällytettävä elektrolyyttikondensaattori, jonka kapasiteetti on 5 - 10 μF. 10 V: n nimellisjännite.

Toinen kokemus: Ota yhteyttä päätelmiin 10 ja 3 keraamiset sirut keraaminen tai paperi kondensaattori, jonka kapasiteetti on 5-10 tuhatta pikfradia. Mitä tapahtui? Puhelimet ilmestyivät incessant-viskoosisen keskitason. Tämän kondensaattorin kapasitanssin lisääntyminen puhelimissa äänen äänen on vähennettävä ja laskua nousee. Tarkista tämä.

Ja nyt paljastamme tämän "musta laatikko" ja harkitsemme sitä "täyttö" (kuva 90). Kyllä, tämä on kaksijuttuavahvistin, jolla on suora yhteys transistoriensa välillä. Silicon Transistorit, rakenteet n -R-n.. Mikrofonin tuottama matalataajuussignaali tulee (C1-lauhduttimen kautta) sirun tuloon (lähtö 3).

Vastuksen jännitteen pudotus R.6 transistorin emitteripiirissä V.2, vastusten kautta R.4 ja R.5 tarjoillaan transistoripohjaan VI ja avaa sen. Vastus R.1 — lataa tämä transistori. Vahvistettu signaali poistetaan siitä siirtyy transistoritietokantaan V.2 lisä vahvistaa.

Kokeneen transistorin kuormitusvahvistin V.2 collector-ketjussa oli kuulokkeita, jotka muuttivat matalataajuisen signaalin ääneen.

Mutta hänen kuormituksensa voisi olla vastus R.5 siru, jos yhdistät yhteen päätelmät 10 ja 9. Tällöin puhelimet on sisällytettävä yhteiseen lankaan ja näiden päätelmien liittämisen väliin elektrolyyttikondensaattorin kautta useiden mikrofradien kapasiteetin (positiivinen kansi mikropiirille).

Kun kytket kondensaattorin jaetun lanka ja lähtö 12 sirun äänenvoimakkuus kasvoi, miksi? Koska hän valuu vastus R.6 siru heikensi negatiivista palautetta siinä muuttuvalla virralla.

Negatiivinen palaute on edes heikompi, kun olet kääntänyt toisen lauhduttimen transistorin perusketjussa V.1. Ja kolmas kondensaattori, joka sisälsi yhteisen langan ja tuoton välillä 11, muodostettu vastuksella R.7 microcircuits Unlocking suodatin estää vahvistimen herätettä.

Mitä tapahtui, kun lauhdutin on päällä päätelmien välillä 10 ja 5? Se loi positiivisen palautetta vahvistimen lähdön ja tuloksen välillä, joka käänsi sen äänitaajuuden värähtelygeneraattoriksi.

Joten, kuten näet, K118UN1B (tai K118UN1A) siru (tai k118un1a) on vahvistin, joka voi olla pienikokoinen tai suurtaajuinen, esimerkiksi vastaanottimessa. Mutta se voi tulla generaattoriksi sekä alhaisista että korkeista taajuuksista.

Microcircuit radio vastaanotossa

Ehdotamme tämän sirun kokea vastaanottimen korkean taajuuden reitteessä, joka kerätään esimerkiksi kuviossa 1 esitetyn järjestelmän mukaisesti. 91. Tällaisen vastaanottimen magneettisen antennin syöttöpiiri muodostavat käämin L.1 ja kondensaattori muuttuva kapasiteetti C1. Suurtaajuinen radioaseman signaali, jonka aalto on konfiguroitu tietoliikkeen käämin kautta L.2 ja erottimen lauhdutin C2.siirtyy tuloon (päätelmä 3) mikrokurssit L1.

Mikrokäytön vapautumisesta (lähtö 10, liitetty ulostuloon 9) vahvistettu signaali syötetään kondensaattorin läpi C4.ilmaisimella, diodit VI ja V.2 joka sisältyy jännitteen kertolaskujärjestelmään ja niille suunnatut matalataajuiset puhelimet KOHDASSA 1muunna ääneen. Vastaanotin virtaa akku GB.1, koostuu neljästä elementistä 332, 316 tai viidestä paristosta D-01.

Monissa transistorivastaanottimissa, suurtaajuisten traktioiden transistoreiden vahvistin ja tässä sirussa. Vain tämä on niiden välinen ero. Ottaa kokemukset aiemmista työpajoista, toivon, että voit asentaa itsenäisesti ja g.voit luoda tällaisen vastaanottimen ja vaikka haluat, lisää se NCGDL: n äänekkäiden radion vahvistin.

Loogisella mikropiirillä

Monien digitaalisten integroidun piirin olennainen osa on looginen elementti eikä ehdollinen nimitys, jonka näet kuviossa. 92, mutta.Sen symboli on "&" -merkki, joka on sijoitettu suorakulmion sisään, yleensä vasemmassa yläkulmassa, korvaamalla unioni "ja" englanniksi. Vasen kaksi tai useampia tuloja, oikealla - tavalla.

Pieni ympyrä, johon lähtölinkki alkaa, symboloi loogista kieltämistä "ei" sirun ulostulossa. Digitaalisen tekniikan kielellä "ei" tarkoittaa, että elementti ei ole invertteri, eli laite, jonka lähtöparametrit ovat vastakkaisia \u200b\u200btuloon.

Loogisen elementin sähkötilassa ja toiminnalle on tunnusomaista signaalitasot tuloihin ja ulostuloon. Pienen (tai nolla) jännitteen signaali, jonka taso ei ylitä 0,3 - 0,4 V, vastaanotettu (binäärisen numerojärjestelmän mukaisesti) soittamaan loogisen nollan (0) ja suuremman jännitesignaalin (verrattuna Looginen 0), jonka taso voi olla 2,5 - 3,5 V, - looginen yksikkö (1).

Esimerkiksi he sanovat: "loogisen elementin 1" tuotoksessa. Tämä tarkoittaa sitä, että tällä hetkellä signaali ilmestyi elementin ulostuloon, jonka jännite vastaa loogisen 1 tasoa.

Jotta elementin tekniikka ja elementin laite ei pidä, pidämme sitä "mustana laatikkona", jolla on kaksi tulosta ja yksi lähtö sähkösignaalille.

Elementin logiikka on se, että kun sitä sovelletaan johonkin sen loogisen O: n tuloon ja loogisen 1 toiseen tuloon ilmestyy looginen 1 signaali, joka katoaa, kun signaalit levitetään molempiin tuloihin, jotka vastaavat Looginen 1.

Kokeita, jotka muodostavat tämän elementin ominaisuuden, tavallisin siru K155Laz, DC-volttimittari, tuore akku 3336 l ja kaksi vastusvastusta 1 ... 1.2 COM.

K155Laz mikrokytkin koostuu neljästä elementistä 2i - ei (kuvio 92, b)syöttäminen yhdestä tavallisesta suoravirran lähteestä, jonka jännite on 5 V, mutta jokainen niistä toimii itsenäisenä loogisena laitteena. Kuva 2 sirun otsikossa osoittaa, että sen elementeillä on kaksi tuloa.

Ulkonäkö ja rakentava, se, kuten kaikki K155-sarjan sirut, ei poikkea jo tuttuun analogiseen siruun K118un1, vain virtalähteen liittämisen napaisuus on erilainen. Siksi pahvipalkkio aikaisemmin sopii kokeisiin tämän mikrokäytön kanssa. Virtalähde on kytketty: +5 V - lähtö 7 " — 5 - päätelmä 14.

Mutta näitä päätelmiä ei hyväksytä sirun kaavamaisen kuvan nimeämiseksi. Se selitetään se, että päämiehillä siru muodostavat elementit, jotka muodostavat sirun erikseen, kuten kuviossa 1. 92, sisään. Kokeita varten voit käyttää mitä tahansa neljästä elementistä.

Sirun päätelmät 1 7, 8 ja 14 nukkua lanka telineille pahvilaatikossa (kuten kuviossa 89). Yksi sen elementtien syöttöpäätelmistä, esimerkiksi elementti, jossa on lähdöt 1 — 3, yhdistäminen uudelleen .zistorin kestävyys 1 ... 1.2 COM on päätelmä 14, toisen tuloksen lähtö on suoraan ("maadoitettu") johtoryhmän kokonais ("maadoitettu") ja DC-volttimittarin lähtö (kuvio 93, mutta).

Käynnistä virta. Mitä Voltmetri näyttää? Jännite, joka on noin 3 V. Tämä jännite vastaa loogista signaalia elementin ulostulossa. Sama voltmeretri mitataan jännite ensimmäisen tuloksen lähdössä, kuten näet, myös looginen 1. Siksi logiikka 1 on jossakin tuloa ja toisella loogisella 0, lähtö on looginen 1 .

Nyt lähtö ja toinen tuloliitäntä vastuksen kestävyyden 1 ... 1.2 COM lähdön kanssa 14 ja samanaikaisesti lanka hyppääjä - jaetun johdin, kuten kuviossa 1 on esitetty. 93, b.

Samalla tuotoksessa, kuten ensimmäisessä kokeessa, on looginen 1. Seuraavaksi saaden volttimittarin nuolen jälkeen poistamme lankapuskin antamaan loogista vastaavan signaalin toiseen tuloon.

Mitä Voltmeter Fix? Elementin pistorasiassa oleva signaali transformoitiin loogiseksi 0. Joten sen pitäisi olla! Ja jos jokin tulot lähemmin lähempänä kokonaisjohtoa ja siten jäljittelee loogisen tarjontaa, nykyiset pulssit näkyvät elementin ulostulossa, joka ilmaisee volttimittarin nuolen värähtelyn. Tarkista tämä kokeneessa tavalla.

Elementin ominaisuus eikä sitä voi muuttaa syöttöohjaussignaalien vaikutuksen alaisena laajalti erilaisissa digitaalisten tietojenkäsittelylaitteiden laitteissa. Radio amatöörit, erityisesti aloittelijat, käyttävät usein loogista elementtiä inverttina - laite, jonka signaali on lähtösignaalin vastakkainen.

Vahvista tämä elementin ominaisuus, voi seuraava kokemus. Yhdistä molempien elementtitulon päätelmät ja vastusvastuksen 1 ... 1.2 kΩ Liitä ne ulostuloon 14 (Kuva 93, sisään).

Joten palvelet signaalin yleisen tuloon, joka vastaa loogista 1, jonka jännite voidaan mitata volttimittarilla. Mitä tapahtuu uloskäynnissä?

Volttimetrin nuoli, joka on liitetty siihen hieman poikkeamasta nolla-asteikolla. Tästä syystä signaali vastaa loogista 0.

Sitten irrottamatta lähtövastusta 14 sirut, useita kertoja riviin suljetussa lanka hyppääjä elementti syötetään yhteiseen johtimeen (kuviossa 93, sisäännäytetään este nuolilla) ja samalla seurata volttimittarin nuolta. Joten varmistat, että kun logiikka 0 invertteri syötetään, tuotoksessa tällä hetkellä on looginen 1 ja päinvastoin, kun looginen 1 on loogisen 0 ulostulossa.

Näin invertteri toimii, erityisesti yleisesti käyttävät radio-amatöörit, jotka on rakennettu pulssilaitteissa.

Esimerkki tällaisesta laitteesta voi olla impulssigeneraattori, joka on kerätty kuviossa 1 esitetyn kaavan mukaisesti. 94. Suorituksessaan voit varmistaa nyt, vain muutaman minuutin kuluttua.

Element-lähtö D1.1 Yhteys elementin sisäänkäynnin kanssa D.1.2 sama siru, sen tuotos - elementin sisäänkäynnillä DJ..3, ja tämän elementin (lähtö) 8) - elementin sisäänkäynnillä D.1.1 vaihtelevalla vastuksella R1 . Elementtilähdöön D.1.3 (tuotannon välillä 8 ja yleiset johdin) tulppa kuulokkeet B.1, a rinnakkain elementtejä D1.1 ja D.1.2 elektrolyyttikondensaattori C1.

Muuttuva vastus moottori, joka on asetettu oikealle (kaavion mukaan) sijainnin ja käynnistä virta - puhelimissa kuulet äänen, jonka tonasi voidaan muuttaa muuttuvalla vastuksella.

Tässä kokeiluelementeissä D.1.1, D.1.2 I.D.1.3, kolmen vaiheen vahvistimen yhteenliitetyt transistorit ovat toisiinsa yhteydessä toisiinsa kuin transistorit, muodostettiin multivibraattori - suorakulmainen sähköpulssigeneraattori.

Mikrokytkin on tullut generaattori, joka johtuu lauhduttimen ja vastuksen vuoksi, joka on luotu elementtien ja elementtien tuloksen, palautteen taajuuden riippuvaisten ketjujen välillä. Multivibratorin tuottaman pulssien muuttuva vastustaajuus voidaan tasaisesti muuttaa noin 300 Hz - 10 kHz: sta.

Mikä käytännön sovellus löytää tällaisen pulssilaitteen? Se voi olla esimerkiksi asuntopuhelulla, koetin testata vastaanottimen kaskadien ja pyöränvahvistimen suorituskyvyn, generaattorin koulutukseen telegrafin aakkosen kuulemisen vastaanottamiseksi.

Kotitekoinen pelikone siru

Samankaltainen laite voidaan kääntää hedelmään "punaiseksi tai vihreiksi". Tällaisen eluliikalaitteen kaavio on esitetty kuviossa. 95. Tässä elementtejä D.1.1, D.1.2, D.1.3 sama (tai sama) siru K155Laz ja lauhdutin C1muodostavat samanlaisen multivibratorin, joiden impulsseja ohjataan transistoreilla VI ja V.2, joka sisältyy yhteisen emitterin järjestelmän mukaisesti.

Elementti D.1.4 toimii inverttina. Sen ansiosta Multivibrator-pulssit menevät transistorien pohjaan antifasiin ja avaa ne vuorotellen. Niinpä esimerkiksi, kun taajuusmuuttajan syöttö on loogisen 1 taso ja ulostulo, looginen taso tuotetaan, sitten näissä hetkissä transistori-aika KOHDASSA 1kevyt lamppu on auki HEI keräysketjussaan valaistu ja transistori V.2 suljettu ja hänen lampunsa H2.ei polta.

Seuraavassa pulssissa invertteri muuttaa tilansa päinvastoin. Nyt transistori aukeaa V.2 ja hehkulamppu syttyy H2,transistori VI lampun sulkeutuu H.1 sammuu.

Multivibraattorien tuottamien pulssien taajuus on suhteellisen korkea (vähintään 15 kHz) ja lamppu, jotka luonnollisesti eivät voi vastata jokaiseen pulssiin.

Siksi he loistavat hämärästi. Mutta kannattaa painaa S1-painiketta sulkea kondensaattori C1ja siten häiritsee monibulatorin sukupolvea, kun hehkulamppu välittömästi syttyy välittömästi, jonka perusteella tällä hetkellä on loogisen 1 jännite ja toinen hehkulamppu menee ulos.

On mahdotonta sanoa etukäteen, mikä hehkulamppuista napsauttamalla painiketta painetaan - voit vain arvata. Tässä pelissä.

Slot Machine yhdessä tehon akun (3336L tai kolme elementtiä, jotka on kytketty sarjaan), voidaan sijoittaa pieneen kokoiseen ruutuun, esimerkiksi "tasku" -vastaanottimessa.

Hehkulamput HEI ja H2.(MN2,5-0,068 tai MN2,5-0,15) sijoitetaan reikiin kotelon etuseinämässä ja suljetaan punaisia \u200b\u200bja vihreitä värejä. On myös vahvistettava virtakytkin (TV-1-kytkin) ja painikytkin §yksi(Tyyppi P2K tai KM-N) Multivibrator Stop.

Syöttölaitteen säätö on vastuksen huolellinen valinta R.1. Sen vastuksen pitäisi olla sellainen, että kun pysäyttäen multivibraattorin painikkeella S.1 vähintään 80 - 100 kertaa kunkin hehkulamppujen valaistuksen määrä oli suunnilleen sama.

Tarkista ensin, onko Multivibrator toimii. Tehdä tämä, yhdensuuntainen lauhdutin C1,e, jonka stabiilius voi olla 0,1 ... 0,5 μF, liitä elektrolyyttikondensaattori 20 ... 30 μF: n kapasiteetilla ja multivibraattorilähtöön kuulokkeet - pienen tonalisuuden ääni tulee näkyviin puhelimissa.

Tämä ääni on merkki multivibratorista. Sitten poistettu elektrolyyttinen lauhdutin, vastus R.1 vaihda 1,2 ... 1.3 com, ja päätelmien välillä 8 ja 11 elementtiä Di.3 ja D.1.4 kytke DC: n volttimittari päälle. Muuttamalla kiinnitysvastuksen vastustaa tällaisen asennon saavuttamiseksi niin, että volttimittari näyttää nollajännitteen näiden sirun elementtien lähdöiden välillä.

Pelaajien määrä voi olla mikä tahansa. Joka kerta painaa Multivibrator Stop -painiketta. Hän voittaa sellaisen, joka on yhtä suuri määrä liikkeitä, esimerkiksi kaksikymmentä napsautusta painikkeella, suuremmat aikat auringonlaskujen värit sulkemalla multivibrator.

Valitettavasti tässä yksinkertaisella peliautomaattilla kuvatun monibulatorin taajuus, joka johtuu akun purkauksen vuoksi hieman muuttuu, mikä vaikuttaa tietenkin eri hehkulamppujen virtaluokaluetteloihin, joten on parempi ruokkia sitä lähteestä Stabiloitu jännite 5 V.

Kirjallisuus: Borisov V. G. Noviisi Radio Amatööri. Cer., Persin. ja lisää. - M.: DOSAF, 1984. 144 s., IL. 55k.

Integraali Cxema (IP, integroitu siru, siru), toiminnallisesti valmistunut mikroelektroniikka tuote, joka on yhdistelmä sähköisesti yhteenliitettyjä elementtejä (transistorit jne.), Jotka on muodostettu puolijohdekon monoskiteisessä levyssä. ICS ovat kaikki nykyaikaisten radio-elektronisten laitteiden, tietojenkäsittelylaitteiden, tietoliikennejärjestelmien elementtipohja.

Historiallinen viittaus. Minua keksittiin vuonna 1958 J. K. Kilbi (Nobel-palkinto, 2000), joka jakamalla saksalaisen monokrologisen levyn erillisiin transistoreihin, jotka muodostuivat siihen, yhdistävät ne hienoimpiin johtimiin niin, että tuloksena oleva laite tuli valmiiksi radio-elektroniseksi piiriksi. Kuuden kuukauden kuluttua amerikkalainen fyysikko R. Neuss tajusi ns. Planar Silicon IP: tä, jossa kukin bipolaaristen transistorien (emitterin, pohja ja keräilijä) oli metalloituja alueita (ns. Ota yhteyttä tyynyjä) pinnalle piinlevyn ja niiden väliset yhdisteet suoritettiin ohutkalvojohtimet. Vuonna 1959 Silicon IS: n teollinen vapautuminen alkoi Yhdysvalloissa; IP: n massatuotanto YTSR: ssä järjestettiin 1960-luvun puolivälissä Zelenogradin kaupungissa K. A. Valjauksen johdolla.

IP-tekniikka. Puolijohdon rakenne on esitetty kuviossa. Transistorit ja muut elementit muodostetaan hyvin ohueksi (jopa useita mikronia) piisilevyn lähipinnan kerroksesta; Yllä on luodaan monitasoinen järjestelmä elementtiyhteyksien välisistä yhteyksistä. IP-elementtien määrän lisääntyminen tasojen määrä kasvaa ja voi saavuttaa 10 tai enemmän. Element-yhdisteillä on oltava alhainen sähköinen vastus. Tämä vaatimus täyttää esimerkiksi kuparin. Johtimien kerrosten välissä on eristäviä (dielektrisiä) kerroksia (Si02 jne.). Yhdellä PP-levyllä samanaikaisesti muodostuu useita satoja IC: tä, minkä jälkeen levy erotetaan yksittäisiin kiteisiin (sirut).

IP-valmistus teknologinen sykli sisältää useita satoja toimintoja, joista tärkein on fotolitografia (FL). Transistori sisältää kymmeniä osia, joiden piirejä muodostetaan FL: n seurauksena, mikä myös määrittää yhteenliittämiskokoonpanon kussakin kerroksessa ja johtavien alueiden (kontaktien) asennossa. FL teknologinen sykli toistaa useita kymmeniä aikoja. Kukin FL-toimintaa seuraa transistorien valmistus, kuten dielektristen, PP- ja metallisten ohutkalvojen saostuminen, syövytys, doping implantaatiomenetelmällä piidissä jne. Photolitografia määrittää vähimmäiskoko (MR) Yksittäiset osat. Pää FL-työkalu on optiset projektio-skannerit-skannerit, joiden avulla vaiheittainen vaihe (sirusta sirulle) altistuu kuvalle (siruvalaistus, jonka pinnalla on valoherkkä kerros - fotoresisti Maskin kautta nimeltä Photo Mask) vähenee (4: 1) kokoa kuvien suhteessa maskin koon ja skannauksen valon paikan samassa sirussa. MR on suoraan verrannollinen säteilylähteen aallon pituuteen. FL-asennuksissa käytettiin alun perin G- ja I-Lines (436 ja 365 nm) elohopean lampun päästöpistemäärästä. EXCIMER LASERS KRF molekyyleissä (248 nm) ja Arf (193 nm) tulivat korvaamaan elohopean lamppu. Optisen järjestelmän parantaminen, fotoresistien käyttö korkealla kontrastilla ja herkkyydellä sekä erityiset korkean resoluution tekniikat Photoshopin ja Stepper-skannereiden suunnittelussa 193 nm: n aallonpituuden valonlähteellä, jonka avulla MR: t ovat 30 nm Ja vähemmän suurissa siruilla (1-4 cm 2), joiden kapasiteetti on jopa 100 levyä (halkaisija 300 mm) tunnissa. Kampanja pienemmälle alueelle (30-10 nm) MP on mahdollista pehmeän röntgensäteilyn tai äärimmäisen ultravioletin (EUF) avulla, joiden aallonpituus on 13,5 nm. Säteilyn intensiivisen imeytymisen vuoksi tämän aallonpituuden materiaaleilla ei voida käyttää tulenkestävää optiikkaa. Siksi EUPH-Stepper käyttää heijastavaa optiikkaa röntgenpeilit. Myös malleja pitäisi myös heijastaa. EUF-litografia on projektio-optisen analoginen analogi, ei edellytä uuden infrastruktuurin luomista ja tarjoaa korkeaa suorituskykyä. Näin ollen IP: n teknologia vuoteen 2000 voitti 100 nm: n (MR) linjan ja tuli nanoteknologiaksi.

Integroidun piirin rakenne: 1- passivointi (suojaava) kerros; 2 - johdin yläkerros; 3 - dielektrisen kerroksen; 4 - Tason väliset yhteydet; 5 - Yhteystietopaikka; 6 - MOS-transistorit; 7 - Silicon-levy (substraatti).

Kehitysohjeet. IP jaetaan digitaaliseen ja analogiin. Digitaalisten (loogisten) mikrokuitujen pääosuus on prosessoreita ja muistia, jotka voidaan yhdistää yhteen kristalliin (siru) muodostaen "system-on-crystal". IP: n monimutkaisuus on ominaista integraatioaste, joka määritetään sirun transistorien määrän mukaan. Vuoteen 1970 asti digitaalisten ICS: n integrointi kasvoi kahdesti 12 kuukauden välein. Tämä malli (ensimmäistä kertaa amerikkalainen tiedemies G. Moore maksettiin sille vuonna 1965) sai Moore-lain nimen. Myöhemmin Moore selvitti lainsä: kaksinkertaistaa muistijärjestelmien monimutkaisuus esiintyy 18 kuukauden välein ja prosessorispiirit 24 kuukauden kuluttua. Koska IP-integraatio kasvaa, uudet ehdot otettiin käyttöön: Suuri IP (BIS, joiden transistorien määrä jopa 10 tuhatta), Super-suuri (SBI - enintään 1 miljoonaa), Ultrast IP (UBIV - enintään 1 miljardia) ja jättimäinen bis (GBIS - enemmän 1 miljardia).

Digitaaliset ICS: n bipolaarisessa (BI) ja MOP: llä (metallioksidi - puolijohde) transistorit, mukaan lukien CMOS-konfiguraatio (komplementaarinen MOS, ts. Täydentävät R-MOP- ja W-MOP-transistorit, jotka sisältyvät piiriin "Lähdevirta - piste, nolla potentiaali ") sekä bikmope (bipolaariset transistorit ja CMOS-transistorit yhdessä sirussa).

Integraation asteen kasvu saavutetaan transistorien koon pienenemisellä ja sirukokojen lisääntyminen; Tämä vähentää loogisen elementin kytkentäaikaa. Koska koko pienenee, virrankulutus ja energia väheni (tehon tuote kytkentäajan aikana) käytetty kunkin kytkentätoiminnon aikana. Vuoteen 2005 mennessä tutkimusajanjakso parani 4 tilausta ja saavutti nanosekuntien osuuden; Yhden sirun transistoreiden määrä oli jopa 100 miljoonaa kappaletta.

Pääosuus (enintään 90%) maailmanlaajuisessa tuotannossa vuodesta 1980 on digitaalinen CMOS IP. Tällaisten järjestelmien etu on se, että millä tahansa kahdesta staattisesta tilasta ("0" tai "1") yksi transistori suljetaan ja piirin virta määräytyy transistorivirralla I B C: n OFF-tilassa. Tämä tarkoittaa sitä, että jos i boll on vähäpätöinen, virtalähteestä kuluu virta vain kytkentätilassa ja virrankulutus on verrannollinen kytkentätaajuuteen ja voidaan arvioida suhteella ρ σ ≈c σ · · · f · u 2, jossa C σ on koko kuormituskapasiteetti loogisen elementin ulostulossa, N on sirun loogisten elementtien lukumäärä, F on kytkentätaajuus, u on syöttöjännite. Lähes kaikki kulunut voima on korostettu Joule-lämmön muodossa, joka on kohdennettava kristallisesta. Tällöin kytkintilassa kulutettu teho on lisätty staattisessa tilassa kulutetun tehoa (määritetty virrat i bol ja vuotovirrat). Transistorien kokoinen väheneminen staattinen teho voi olla verrattavissa dynaamiseen ja saavuttaa 1 kW 1 cm 2 kristallia kohti. Suuren energian vapautumisen ongelma pakotetaan rajoittamaan korkean suorituskyvyn CMOS IC: n kytkemisen suurinta taajuutta alueella 1-10 GHz. Siksi lisätään "Systems-On-Crystal" -ohjelman suorituskykyä lisäarkkitehtuurista (ns. Multi-ydinprosessoreita) ja algoritmisia menetelmiä.

Mos-transistorikanavan pituuksina kvantti-vaikutukset alkavat vaikuttaa transistorin ominaisuuksiin, kuten pituussuuntaiseen kvantisointiin (elektroni jakautuu kanavaan de brogly aaltona) ja poikittainen kvantisointi (kanavan kapea ), Elektronien suora tunnelointi kanavan kautta. Viimeinen vaikutus rajoittaa mahdollisuutta käyttää CMOS-elementtejä IP: ssä, koska se edistää suurta panosta kokonaisvuotovirralle. Se on välttämätöntä kanavan pituudella 5 nm. Ktantumalaitteet, molekyyliset elektroniset laitteet ja muut korvataan CMOS IP: llä.

Analogiset IC: t muodostavat laajan luokan vahvistimien, generaattoreiden, vaimentimien, digitaalisten ja digitaalisten digitaalisten muuntimien, vertailijoiden, vaihekauppojen jne. Toiminnot, mukaan lukien matalataajuus (LF), suurtaajuus ( HF) ja ultra-taajuus (mikroaaltouuni) IP. Mikroaaltouuni on suhteellisen pieni integraatio, joka voi sisältää paitsi transistorit, vaan myös suodattimen induktorit, kondensaattorit, vastukset. Sitä käytetään paitsi perinteisen piisteknologian luomiseen, vaan myös heterokraattisen IP: n tekniikka kiinteisiin liuoksiin SI-GE, yhdisteet A III BV (esimerkiksi arsenidi ja galliumnitridi, fosfidi) jne. Tämän avulla voit saavuttaa Toimintataajuudet 10-20 GHz SI-GE: lle ja 10-50 GHz: lle ja yli Mikroaaltouuntaan IP-liitäntöihin III BV. Analogisia ICS: tä käytetään usein kosketuksissa ja mikromekaanisilla laitteilla, biochanpeillä jne., Joka toimivat mikroelektronisten laitteiden vuorovaikutuksen ihmisen ja ympäristön kanssa, ja ne voidaan sulkea niiden kanssa yhteen tapaukseen. Tällaisia \u200b\u200brakenteita kutsutaan monikristaliksi tai "B-Corps-järjestelmille".

Tulevaisuudessa IP: n kehittäminen johtaa kahden suunnan sulautumiseen ja monimutkaisten monimutkaisten mikroelektronisten laitteiden luomiseen, jotka sisältävät voimakkaita laskentalaitteita, ympäristönvalvontajärjestelmiä ja viestintävälineitä ihmisen kanssa.

Valaistu. Katso taidetta. Mikroelektroniikka.

A. A. Orlikovsky.

Mikrokäytön elektroninen laite tai osa siitä kykenee suorittamaan yhden tai muun tehtävän. Jos tällainen tehtävä oli tarpeen ratkaista, monet sirut ratkaistavat erillisillä elementeillä transistoreilla, sitten laite pienen suorakulmion sijaan, joiden mitat ovat 1 senttimetriä 5 senttimetriä, ja se olisi koko vaatekaappi, ja se olisi paljon Vähemmän luotettavaa. Mutta tietojenkäsittelykoneet näyttävät puoliksi satoja vuosia sitten!

Elektroninen ohjauskaappi - Kuva

Tietenkin, koska siru ei riitä käyttämään ruokaa siihen, tarvitset vielä niin sanotun " ruumispussi"Toisin sanoen aluksella olevat lisäosat, joiden kanssa siru pystyy suorittamaan tehtävänsä.

Lastulevy - piirustus

Punaisen kuvan yläpuolella oleva kuva itsessään on kaikki muut yksityiskohdat - se on hänen " ruumispussi". Hyvin usein pelimerkkejä kuumennetaan työnsä kanssa, se voi olla stabilisaattoreita, mikroprosessoreita ja muita laitteita. Tässä tapauksessa, jotta siru ei polta, se on kiinnitettävä jäähdyttimeen. Sirut, jotka työskentelyä tulisi lämmittää, on suunniteltu välittömästi erityisellä jäähdytyslevyllä - pinta, joka on tavallisesti sirun kääntöpuolella, joka sopii tiiviisti jäähdyttimeen.

Mutta yhdessä huolellisesti kiillotetussa jäähdyttimessä ja levyt, mikroskooppiset aukot ovat edelleen, mikä johtuu siitä, minkä seurauksena sirun lämpö on vähemmän tehokas lähettämään jäähdyttimen. Näiden aukkojen täyttämiseksi sovelletaan lämpöjohtavaa tahnaa. Se, jota me haemme tietokoneen prosessoriin ennen säteilijän kiinnittämistä siihen. Yksi yleisimmin käytetyistä tahnista on KPT-8..

Chipsin vahvistimet voidaan juottaa kirjaimellisesti 1-2 PM: ssä, ja ne alkavat työskennellä välittömästi ilman, että tarvitset konfiguraation määrittämistä ja korkealuokkaisia. Erikseen haluan sanoa autovahvistimien siruista, joskus kirjaimellisesti 4-5 osaa. Tällaisen vahvistimen kokoaminen tietyllä tarkkuudella jopa painettua piirilevyä ei tarvita (vaikka se on toivottavaa) ja voit kerätä kaikki asennetun asennuksen oikein sirun päätelmiin.

Todellinen, tällainen vahvistin, kun kokoonpano on parempi laittaa välittömästi kehoon, koska tällainen rakenne on epäluotettava, ja johdot satunnaisen sulkemisen tapauksessa voit helposti polttaa mikrosiru. Siksi suosittelen kaikkia aloittelijoita, anna sen viettää hieman enemmän aikaa, mutta tehdä painettu piirilevy.

Säädettävät virtalähteet siruilla - Stabilisaattorit ovat vieläkin helpompi valmistaa transistoreilla. Katso kuinka monta osaa korvaa yksinkertaisimman LM317 mikrokytkimen:

PCB-mikrokohtaiset mikrokohtaiset elektroniset laitteet voidaan juottaa sekä suoraan tulostusreunoihin että istutetaan erikoispaneeleihin.

Dip Dip Microcirit - Valokuva

Ero on se, että ensimmäisessä tapauksessa, jotta voimme korvata siru, meidän on ennen syksyttävä. Ja toisessa tapauksessa, kun istutettiin siru paneeliin, riittää meille saamaan mikrokäytön paneelista, ja se voidaan helposti korvata sen kanssa. Tyypillinen esimerkki mikroprosessorin vaihtamisesta tietokoneessa.

Esimerkiksi, jos keräät laitteen mikrokontrollerille painetussa piirilevyllä, eikä se tarjonnut sisäisen ohjelmoinnin, voit, jos olet ollut vastuussa, ei itse siru, vaan paneeli, jossa se on lisätty , mikrokytkin voidaan saavuttaa ja muodostaa yhteyden erityiseen ohjelmoijalle.

Tällaisissa maksuissa on jo juotetut paneelit eri mikrokontrollereille ohjelmoinnissa.

Analogiset ja digitaaliset mikrokurssit

Digitaalinen signaali on yksiköiden ja nollien sekvenssi, korkea ja alhainen signaalien taso. Korkea taso on varustettu 5 volttia tai jännite lähelle tätä, alhainen taso on jännitteen tai 0 voltin puute.

Myös mikrokurkkua ADP. (analoginen - digitaalinen muunnin) I. Dac (digitaalinen - Analoginen muunnin) Mikä muuntaa signaalin analogisesta digitaaliksi ja päinvastoin. Yleispiirissä käytetään tyypillistä ADC-esimerkkiä, muuntaa mitatut sähköiset arvot ja näyttää ne yleismittariin. Seuraavassa kuvassa ADC on musta pudotus, johon kappaleet sopivat kaikkiin sivuihin.

Mikrokontrollerit

Tämä on erityinen siru, voidaan vapauttaa Dip. Joten B. SMD. Suoritus, jonka muistossa, josta ohjelma voidaan tallentaa, niin sanottu HEX. tiedoston. Tämä on koottu laiteohjelmistotiedosto, joka on kirjoitettu erityisohjelman koodieditoriin. Mutta ei riitä kirjoittamaan firmware, sinun on siirrettävä, salama, se on mikrokontrollerin muistissa.

Ohjelmoija - kuva

Tätä tarkoitusta varten palvelee ohjelmoija. Niin paljon tunnettua, on monia erilaisia \u200b\u200bmikrontroller - AVR., KUVA Ja muut, eri tyypeille vaadimme erilaisia \u200b\u200bohjelmoijia. On myös olemassa, ja kaikki voivat löytää ja tehdä itsensä sopiviksi tietämyksen ja mahdollisuuksien suhteen. Jos ei halua tehdä ohjelmoijaa itse, voit ostaa valmiita verkkokauppaa tai tilaa Kiinasta.

Edellä oleva kuvio esittää mikrokontrollerin SMD-kotelossa. Mitä edut ovat mikrokontrollereiden käytössä? Jos aikaisemmin suunnittelu ja keräävät laitteen erillisiin elementteihin tai siruihin, asetat laitteen toiminnan tietyllä, usein monimutkaisella liitoksilla painetussa piirilevyllä useilla yksityiskohdilla. Nyt meillä on tarpeeksi kirjoittamaan ohjelma mikrokontrollerille, joka tekee myös saman ohjelmiston, usein nopeammin ja luotettavamman kuin järjestelmän ilman mikrokontrollerien käyttöä. Mikrokontrolleri on koko tietokone, jossa syöttöportit kyky liittää näyttö ja anturit sekä ohjata muita laitteita.

Tietenkin mikrokuitujen parantaminen ei pysähdy tässä, ja voidaan olettaa, että 10 vuoden kuluessa sanasta on todella pelimerkkejä " mikro"- Näkymätön silmään, joka sisältää miljardeja transistoreita ja muita elementtejä, kooltaan useissa atomeissa - näin ei todellakaan ole edes kokenut radiomatöörit! Lyhyt yleiskatsaus päättyi, kun olit Akv.

Keskustele artikkelisirusta

Aikaisemmissa sähköisissä tietokoneissa piirin käyttötoiminnan komponentit olivat tyhjiöputkia. Nämä putket muistuttavat sähkölamppuja, kulutti paljon sähköä ja kääritty paljon lämpöä. Kaikki on muuttunut vuonna 1947 transistorin keksinnöllä. Tässä pienessä laitteessa käytettiin puolijohdemateriaalia, joten kykyä toteuttaa ja viivyttää sähkövirtaa riippuen siitä, onko itsessään sähkövirta itse. Tämä uusi teknologia on mahdollistanut kaikenlaisten sähkökytkinten rakentamisen piikiskun päälle. Transistoreiden järjestelyt miehittivät vähemmän tilaa ja kuluttaneet vähemmän energiaa. Tehokkaampia tietokoneita luotiin integroidut piirit tai IP.

Nykyään transistorit ovat muuttuneet mikroskooppisesti pieniksi ja koko IP-ketju sijoitetaan puolijohdelle, jonka pinta-ala on 1 tuumaa neliö. Pienet lohkot, rivit, jotka on asennettu tietokoneen painettuun piirilevyyn, ja muovikoteloihin sisältyvät integroidut piirit. Jokainen mikrotyöt sisältävät järjestelmän yksinkertaisia \u200b\u200belementtejä tai laitteita. Useimmat niistä ovat transistorit. IP voi sisältää myös diodit, joiden avulla sähkövirta voi mennä vain yhteen suuntaan ja vastukset, jotka estävät virtaa.
Still osat. Tietokoneen sisäisissä osastoissa integroidut piirit suojakoteloissa, kuten alla on esitetty, on asennettu tietokoneeseen painettuun piirilevyyn (vihreä). Jokainen vaaleanvihreä viiva merkitsee polkua, jolla sähkövirta on käynnissä; Kaikki yhdessä ne muodostavat "moottoriteitä", joiden mukaan sähkövirta toteutetaan kaaviossa.

Pieni liitetty. Sirun reunaa, magnetoidut johdot, ihmisen karvat muistuttavat, lähettävät sähköiset signaalit sähköpiiristä (ylhäältä). Nämä kultaa tai alumiinilijoittelua ei käytännössä ole korroosiota ja se toteutetaan hyvin sähköä.

Transistorin anatomia
Transistorit ovat elektronisen piirin tärkeimmät mikroskooppiset elementit - nämä ovat kytkimiä, jotka sisältävät ja sammuttavat sähkövirran. Pienet metalliset kappaleet (harmaa) käyttävät nykyisiä (punaisia \u200b\u200bja vihreitä värejä) näistä laitteista. Järjestetään yhdistelmäksi, nimeltään looginen "portti" (looginen järjestelmä), transistorit reagoivat sähköpulsseihin erilaisilla esiasennetuilla menetelmillä, jolloin tietokone voi suorittaa laajan valikoiman tehtäviä.

Logiikkajärjestelmä. Jos saapuva sähkövirta (punaiset nuolet) aktivoi kunkin transistorin tietokannan, syöttövirta (vihreät nuolet) ryntää lähtöjohdotukseen.

) Ensimmäistä kertaa hän esitti ajatuksen yhdistää standardin elektroniset komponentit monoliittisessa puolijohdeliskelissa. Näiden ehdotusten täytäntöönpanoa näinä vuosina ei voitu pitää teknologian riittämättömän kehityksen vuoksi.

Vuoden 1958 lopussa vuoden 1959 alkupuoliskolla läpimurto tapahtui puolijohdeteollisuudessa. Kolme henkilöä edustavat kolme yksityistä amerikkalaista yritystä päättivät kolme perusongelmia, jotka estävät integroidun piirin luomisen. Jack Kilby on Texas Instruments. Patentoitu yhdistyksen periaate, luotiin ensimmäisen, epätäydellisen, prototyyppien prototyypit ja toivat ne massatuotantoon. Kurt Levazets on. Sprague sähköyhtiö. Keksittiin yhdelle puolijohdelistekidelle muodostuneiden komponenttien sähköeristyksen (P-N-siirtymäeristys (ENg. P-N Junction eristys)))). Robert Neus on. Fairchild Semiconductor Keksiin IP-komponenttien sähköliitäntämenetelmän (alumiinin metallisointi) ja ehdotin parannettua vaihtoehtoa komponenttien eristämisestä Jean Erniein viimeisimmän tasomaisen tekniikan perusteella (englanti. Jean Hoerni.). 27. syyskuuta 1960 Jaya Lasta Group (englanti. Jay viimeinen.) Luonut Fairchild Semiconductor Ensimmäinen toimiva puolijohde On ideoilla Neys ja Ernie. Texas Instruments.Vladimir Kilbin patentti vapautti patenttisodan kilpailijoita vastaan, joka päättyi vuonna 1966 maailmanlaajuisen tekniikan lisensointisopimuksen mukaan.

Sarjan varhaiset loogiset IC: t olivat kirjaimellisesti standardi Komponentit, joiden koko ja kokoonpano asetettiin teknisen prosessin avulla. Mahdollisuus, suunniteltuja loogisia näytteitä tietystä perheestä, jotka toimivat samoilla tyypillisillä diodeilla ja transistoreilla. Vuonna 1961-1962 Design Paradigm rikkoi johtavan kehittäjän Sylvania.Tom Longo, ensin erilaisia \u200b\u200berilaisia transistorikokoonpanot riippuen niiden toiminnoista kaaviossa. Vuoden 1962 lopussa Sylvania.olen julkaissut ensimmäisen kehitetyn Longo Transistori-Transistorin logiikan (TTL) - historiallisesti ensimmäinen kiinteä logiikka, joka kykeni vahvistamaan markkinoita pitkään. Analoginen kaaviotekniikka, tämän tason läpimurto teki toimintavahvistimien kehittäjän vuosina 1964-1965 Fairchild.Bob Vidar.

Ensimmäinen USSR-hybridin paksu-aidattu integroitu mikrotyöt (Sarja 201 "TRAIL") kehitettiin vuonna 1963-65 täsmällisen teknologian tutkimuslaitoksessa ("Angstrom"), Massatuotanto vuodesta 1965 lähtien. NIEM: n asiantuntijat osallistuivat kehitykseen (nyt "argon").

Ensimmäinen puolijohde-integroitu mikrokiirtymä perustettiin vuoden 1960 alussa kehittyneen tasomaisen tekniikan perusteella NII-35: ssä (sitten nimettiin sitten Pulsar-tutkimuslaitos), joka myöhemmin käännettiin NIIME ("Micron"). Ensimmäisen kotimaisen pii-integroidun piirin luominen keskittyi kehitykseen ja tuotantoon, jossa on sotilaallinen hyväksyntä integroitujen pii-kaavioiden TS-100 (37 elementtiä - vastaavan liipaisimen piirin monimutkaisuuden, analogisen amerikkalaisen sarjan analogista Sn.-51 yritykset Texas Instruments.). Näytteen prototyypit ja tuotantonäytteet piin integroiduista piireistä lisääntymiselle saatiin Yhdysvalloista. Työ toteutettiin NII-35: ssä (Trouter) ja Fryazin puolijohdekasvi (Kolmogorovin johtaja) puolustusjärjestyksessä käytettäväksi ballistisen ohjusohjausjärjestelmän autonomisella korkeudessa. Kehittämiseen sisältyi TS-100-sarjan Tyypillistä integroitua silikonin tasomaista järjestelmää ja koko tuotantolaitoksella kesti-35 kolme vuotta (1962 vuoteen 1965). Kaksi vuotta myöhemmin meni hallitsemaan tehtaan tuotantoa sotilasvaihtimella Fryazinossa (1967).

Samanaikaisesti integroidun piirin kehittämistyö tehtiin Keski-design-toimistossa puolijohdelaitteiden Voronezh-tehtaalla (nyt -). Vuonna 1965 sähköisen teollisuuden ministerin vierailun aikana AI Shokine, tehtaalla on uskottu tutkimustyötä silikonimonolithic-järjestelmän luomisessa - NIR "Titan" (ministeriön määräys 16. elokuuta 1965 ei. 92), mikä oli vuoden loppuun mennessä tehty aikataulu. Valtion valiokunta toimittanut aiheen ja diodi-transistorin logiikkahakemusten sarja 104 tuli ensimmäinen kiinteä saavutus kiinteän tilan mikroelektroniikan alalla, mikä heijastui 30. joulukuuta 1965 EI MEP: n järjestyksessä . 403.

Suunnittelutasot

Tällä hetkellä (2014) suurin osa integroiduista piireistä on suunniteltu erikoistuneilla kadulla, joiden avulla voit automatisoida ja nopeuttaa tuotantoprosesseja, esimerkiksi topologisten valokuvien naamioiden valmistelu.

Luokitus

Integraation aste

Integraation asteesta riippuen integroidut piirilevyjen nimet:

• pieni integroitu piiri (MIS) - jopa 100 elementtiä kristallissa,
• keskimääräinen integroitu piiri (SIS) - jopa 1000 elementtiä kristalliin,
• suuri integroitu piiri (bis) - jopa 10 tuhatta elementtiä kristallissa,
• erittäin suuri integroitu piiri (SBI) - yli 10 tuhatta elementtiä kristallissa.

Aikaisemmin käytettiin myös jo vanhentuneita nimiä: Ultrabas integroitu piiri (UBIV) - 1-10 miljoonaa 1 miljardiin elementtiin kristalliin ja joskus gigabolin integroitu piiri (GBI) - yli miljardia elementtiä kristallissa. Tällä hetkellä vuoden 2010 nimet "Ubius" ja "GBIS" ovat käytännössä käytettyjä, ja kaikki pelimerkit, joiden elementtien määrä ovat yli 10 tuhatta CRS-luokkaan kuuluvia.

Valmistustekniikka

• Semiconductor-siru - Kaikki elementit ja elementtiyhdisteet tehdään yhdellä puolijohdekodeilla (esimerkiksi pii, germanium, gallium arsenidi, gafeniaoksidi).

• Elokuvan integroitu siru - kaikki elementit ja välikorvayhteydet tehdään kalvojen muodossa:
  • tolstoparic integroitu piiri;
  • sMIDLOCK Integroitu piiri.
• Hybridimikrospyörä (usein viitataan microsoft), sisältää useita sopimattomia transistoreja ja (tai) muita elektronisia aktiivisia komponentteja. Myös MicroSalon voi olla sopusoiva integroitu sirut. Microfictorsin (vastukset, kondensaattorit, induktorit ") passiiviset komponentit valmistetaan tavallisesti ohutkalvojen tai paksuisten aivotekniikoiden menetelmillä yleisillä, yleensä keraamisella substraattilla hybridimikelissä. Koko substraatti komponenttien kanssa sijoitetaan yhteen suljetussa tapauksessa.
• Sekoitettu siru - puolijohde-kristallin lisäksi sisältää ohutkalvoja (paksut aivot) passiivisia elementtejä, jotka on sijoitettu kiteen pinnalle.

Näkymä jalostetusta signaalista

Valmistustekniikka

Logiikan tyypit

Analogisen sirun pääosa on transistori (bipolaari tai kenttä). Teollisuuden transistoreiden tekniikan ero vaikuttaa merkittävästi mikropiikan ominaisuuksiin. Siksi mikrokäytön kuvauksessa on usein valmistustekniikan korostamaan mikrokierron ominaisuuksien ja ominaisuuksien yleisiä ominaisuuksia. Nykyaikaisissa teknologioissa bipolaariset ja kentän transistorit yhdistetään parantamaan mikrokytkinominaisuuksia.

• Microcireits unipolarilla (kenttä) transistoreilla - taloudellisin (nykyinen kulutus):
  • Mop-oksidi-puolijohdeloginen logiikka) - Sirut muodostetaan kentän transistoreista n.-Mop tai p.-Mop tyyppi;
  • CMOS-luokittelu (komplementaarinen MOS Logic) - Jokainen sirun looginen elementti koostuu komplementaarisesta (komplementaarisesta) kentän transistoreista ( n.-Mop I. p.-Moppi).
• Mikrokohtaiset kaksisuuntaiset transistorit:
  • RTL - vastus-transistori logiikka (vanhentunut, korvattu TTL);
  • DTL - diodi-transistori logiikka (vanhentunut, korvattu TTL);
  • TTL - Transistori-transistori Logic - Mikrokohtaiset transistorit on valmistettu monikäyttöisten transistorien kanssa tuloaukossa;
  • TTLS - Transistori-transistori logiikka Schottky-diodit - parannettu TTL, jossa käytetään bipolaarisia transistoreita, joissa on Schottkkin vaikutusta;
  • ESL - Emittern-liittyvä logiikka - bipolaaristen transistoreiden, jonka toimintatapa valitaan siten, että ne eivät pääse kyllästystilaan - mikä lisää merkittävästi nopeutta;
  • Iil - Integraalinen injektiologiikka.
• Microcireits käyttävät molempia kenttää että bipolaarisia transistoreita:

Käyttämällä saman tyyppisiä transistoreita, sirut voidaan luoda eri menetelmillä, esimerkiksi staattisella tai dynaamisella. CMOS ja TTLSH) -tekniikka ovat yleisimmät logiikkapiirteet. Jos on tarpeen säästää nykyistä kulutusta, käytä CMOS-tekniikkaa, jossa nopeus on tärkeämpää eikä TTL-teknologiaa tarvitse virrankulutusta. CMOS-sirun heikko kohta on haavoittuvuus staattiselle sähkölle - riittää koskettamalla kättä sirun tuotoksen kanssa ja sen eheys ei enää ole taattu. TTL-teknologioiden ja CMOS-sirujen kehittäminen parametreilla ovat lähellä, ja sen seurauksena esimerkiksi sarja mikrokiirintä 1564 tehdään CMOS-tekniikalla ja toiminnallisuudella ja majoituksella koteloon TTL-tekniikkaksi.

ESC-teknologioiden mukaan valmistetut mikrokohtaiset mikropiirit ovat nopeimmin, mutta myös useimmat voimat ja joita käytetään laskentatekniikan tuotannossa tapauksissa, joissa tärkein parametri oli laskentaaste. USSR: ssä tuotettavia tietokoneita, kuten EC106X, valmistettiin ESL-siruilla. Nyt tätä tekniikkaa käytetään harvoin.

Teknologinen prosessi

Sirujen valmistuksessa käytetään fotolitografiamenetelmää (projektio, kosketus, kosketus jne.), Kun kaavio on muodostettu substraattiin (tavallisesti pii), joka on saatu leikkaamalla piin monokropologisia timanttilevyjä ohuilla levyillä. Sirujen elementtien lineaaristen mittojen pienuuden vuoksi näkyvän valon käytöstä ja jopa lähellä ultraviolettisäteilyä valaistuksen aikana, kieltäytyi.

Seuraavat prosessorit tehtiin UV-säteilyllä (Excimer Laser ARF, aallonpituus 193 nm). Keskimäärin alan uusien teknisten hankkeiden johtajien käyttöönotto ITRS-suunnitelman mukaisesti tapahtui 2 vuoden välein kaksinkertaistamalla transistoreiden lukumäärää yksikköalueella: 45 nm (2007), 32 nm (2009), 22 NM (2011), 14 nm: n tuotanto alkoi vuonna 2014, jonka hallitseminen 10 nm prosessin odotetaan olevan noin 2018.

Vuonna 2015 arvioitiin arvioita, että uuden teknisen jalostuksen käyttöönotto hidastuu.

Laadunvalvonta

Integroidun mikrokierroksen laadun hallintaa käytetään laajalti niin kutsuttuja testausrakenteita.

Tarkoitus

Integroidulla sirulla voi olla täydellinen, mielivaltaisesti monimutkainen, toiminnallisuus - jopa koko mikrotietokone (yhden sirun mikrotietokone).

Analogiset järjestelmät

• Suodattimet (mukaan lukien pietsoenefect).
• Analoginen multimiters.
• Analogiset vaimennat ja säädettävät vahvistimet.
• Virtalähde Stabilisaattorit: jännite ja nykyiset stabilisaattorit.
• Pulssin virtalähde Mikrokuitupyörät.
• Signaalin muuntimet.
• Synkronointijärjestelmät.
• Eri anturit (esimerkiksi lämpötila).

Digitaaliset piirit

• Puskurimuuntimet
• (Micro) jalostajat (mukaan lukien CPU: t tietokoneet)
• Mikrokohtaiset ja muistimoduulit
• FPGA (ohjelmoitavat loogiset integroidut piirit)

Digitaalisissa integroiduilla siruilla on useita etuja verrattuna analogiin:

• Vähentynyt virrankulutus Se liittyy pulssien sähköisten signaalien käyttöön digitaalisessa elektroniikassa. Kun vastaanotat ja muuntavat tällaisia \u200b\u200bsignaaleja, sähköisten laitteiden aktiiviset elementit (transistorit) toimivat "avain" -tilassa, eli transistori on joko "auki" - joka vastaa korkean tason signaalia (1) tai "suljettu" - (0) Ensimmäisessä tapauksessa transistorissa ei ole jännitepisua, toisessa - se ei mene sen läpi. Kummassakin tapauksessa energiankulutus on lähellä 0, toisin kuin analogiset laitteet, joissa suurin osa transistorista on välituote (aktiivinen).
• Korkea melu immuniteetti Digitaaliset laitteet liittyvät suuriin suuriin signaaleihin (esimerkiksi 2,5-5 V) ja alhainen (0-0,5 v) taso. Tila-virhe on mahdollista tässä häiriön tasolla, kun korkeataso tulkitaan pieniksi ja päinvastoin, mikä on epätodennäköistä. Lisäksi digitaalisissa laitteissa on mahdollista käyttää erityisiä koodeja virheiden korjaamiseksi.
• Suuri ero korkean ja alhaisen tason signaalien (loogiset "0" ja "1") tasoilla ja melko laaja valikoima niiden sallittuja muutoksia tekee digitaalisen tekniikan integroidun teknologian väistämättömään väistämättömäksi parametrien levittämiseksi Elementit eliminoi tarve valita komponentit ja säätää säätöelementtejä digitaalisissa laitteissa.

Analogiset digitaaliset järjestelmät

• digitaalinen analoginen (DAC) ja analogiset digitaaliset muuntimet (ADC);
• lähetinvastaanottimet (esimerkiksi liitäntämuunnin Ethernet);
• modulaattorit ja demodulaattorit;
  • radio-mallit
  • teksti-tv-dekooderit, VHF-radioteksti
  • nopeat Ethernet-lähetinvastaanottimet ja optiset linjat
  • Dial-up. Modeemit
  • digitaaliset TV-vastaanottimet
  • anturin optinen "hiiri"
• elektroniset laitteen ravitsemuspiirteet - stabilisaattorit, jännitteenmuuntimet, virtalähteet jne.;
• digitaaliset vaimentimet;
• taajuuden (FAPR) vaiheen automaation järjestelmät;
• generaattorit ja alentavat kellon synkronoinnin taajuuden aineita;
• basic Matrix Crystals (BMK): sisältää sekä analogisia että digitaalisia piirejä;

Microcham-sarja

Analogiset ja digitaaliset sirut valmistetaan sarjassa. Sarja on ryhmä mikropiiriä, joilla on yksi rakentava tekninen muotoilu ja joka on tarkoitettu yhteiskäyttöön. Yhden sarjan pelimerkit ovat pääsääntöisesti samat virtalähteen jännitteet, koordinoidaan syöttö- ja lähtövastukset, signaalitasot.

Nurmikko

Erityiset nimet

Mikroprosessori tuottaa laskentakoneen ytimen, lisätoiminnot, kehän viestinnän tyyppi suoritettiin erityisesti suunnitelluilla sirujoukoilla (piirisarja). Ensimmäisen tietokoneen osalta sarjojen mikrokiipipyörän määrä laskettiin kymmenillä ja sadoilla moderneissa järjestelmissä, tämä on joukko yhden tai kahden kolmen pelimerkin. Viime aikoina on suuntautuu vähitellen piirisarjan toiminnot (muistinohjain, rengasohjain PCI Express.) Prosessorissa.