Лекция. Лекция №14. Лекции Введение Прием доклада командира группы, осмотр внешнего вида курсантов и проверка готовности аудитории к занятию. Доведение темы и цели занятия
 Скачать 96.5 Kb.
|
|
Текст лекции Введение Прием доклада командира группы, осмотр внешнего вида курсантов и проверка готовности аудитории к занятию. Доведение темы и цели занятия. 1. Общие сведения о ИС В настоящее время весьма актуальной задачей является техническое перевооружение, быстрейшее создание и повсеместное внедрение принципиально новой радиоэлектронной техники. В решении этой задачи одна из ведущих ролей принадлежит цифровой технике. Интегральные микросхемы в настоящее время являются одним из самых массовых изделий современной микроэлектроники. Применение микросхем облегчает расчет и проектирование функциональных узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, ускоряет процесс создания принципиально новых аппаратов и внедрения их в серийное производство. Широкое использование микросхем позволяет повысить технические характеристики и надежность аппаратуры. Отечественной электронной промышленностью освоен выпуск широкой номенклатуры микросхем, ежегодно создаются десятки и сотни тысяч новых приборов для перспективных радиоэлектронных средств. В поиске и выборе элементной базы и схемотехнических решений существенную помощь может оказать систематизированная информация о существующих интегральных микросхемах. Справочные сведения о микросхемах составлены на основе данных, зафиксированных в государственных стандартах и технических условиях на изделия. Микроэлектроника – область электроники, охватывающая проблемы исследования, конструирования, изготовления и применения микроэлектронных изделий. Микроэлектронное изделие – электронное изделие с высокой степенью интеграции. Степень интеграции интегральной микросхемы – показатель степени сложности микросхемы К, характеризуемый числом N содержащихся в ней элементов и компонентов  .Интегральная микросхема (ИМС) – микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала и имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов или кристаллов, которые рассматриваются как единое целое. Элемент ИМС – часть микросхемы, реализующая функцию какого-либо радиоэлемента, которая выполнена нераздельно от кристалла. Кристалл ИМС – часть п/п пластины, в объеме и на поверхности, которой сформированы элементы п/п микросхемы, межэлементные соединения и контактные площадки. Полупроводниковая ИМС – микросхема, все элементы и межэлементные соединения которой выполнены в объеме и на поверхности п/п. Пленочная ИМС – микросхема, все пассивные элементы и межэлементные соединения выполнены в виде пленок. Гибридная ИМС – микросхема, содержащая бескорпусные радиокомпоненты или ИМС. Аналоговая ИМС (АИМС) – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции (частный случай – линейной функции). Цифровая ИМС (ЦИМС) – микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции (один из видов – логическая ИМС). Корпус ИМС – часть конструкции микросхемы, предназначенная для ее защиты от внешних воздействий и для соединения с внешними электрическими цепями посредством выводов. Серия ИМС – совокупность типов микросхем, которые могут выполнять различные функции, имеют единое конструктивно-технологическое исполнение и предназначены для совместного применения. Современные ИМС развиваются по двум базовым конструктивно-технологическим разновидностям: – полупроводниковые ИМС; – гибридные ИМС. Основой технологического процесса п/п микросхем является планарный процесс, обеспечивающий одновременное изготовление большого количества микросхем на одной пластине п/п материала. Полупроводниковые интегральные микросхемы Наибольшее распространение получили интегральные микросхемы, у которых все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводника. Их называют полупроводниковыми (интегральными) микросхемами.
Изготовление полупроводниковых микросхем осуществляется групповым методом, при котором на одной пластине 1 (рис.5.1) одновременно создается большое число (до 300–500) одинаковых функциональных структур (набор элементов и межсоединений). Одновременной обработке подвергается до 20 пластин. После выполнения всех операций по формированию элементов и межсоединений пластину разрезают на части 2, называемые кристаллами интегральной микросхемы. Каждый кристалл содержит одну функциональную структуру. Его закрепляют на основании корпуса 3: контактные площадки кристалла соединяют с траверсами (выводами) корпуса с помощью тонких проводников; на основание надевается крышка корпуса 4 и корпус герметизируют для обеспечения защиты микросхемы от воздействия окружающей среды. Классификация ИС Практические возможности интегральной технологии в настоящее время таковы, что большинство маломощных функциональных узлов радиоэлектронной аппаратуры может быть реализовано в виде микросхем. Однако промышленное производство микросхем определенного типа является целесообразным лишь в том случае, когда данный тип находит широкое применение в радиоэлектронной аппаратуре. При малом объеме сбыта затраты на разработку и подготовку производства могут существенно повысить стоимость микросхемы и применение ее в аппаратуре окажется нецелесообразным по экономическим причинам. Эти соображения обусловливают необходимость определенного ограничения номенклатуры микросхем. Следует отметить также, что микросхемы относятся к комплектующим изделиям и применяются самостоятельно или в совокупности с другими изделиями как составные части более сложных и притом весьма разнообразных устройств. Поэтому круг требований к микросхемам со стороны потребителей оказывается чрезвычайно широким и порой противоречивым. В то же время удовлетворение этих требований представляется трудной задачей, так как интегральные микросхемы отличаются большой сложностью и для их производства требуются уникальное оборудование, уникальные технологические процессы и высокая квалификация персонала. Эффективное решение проблемы удовлетворения запросов потребителей и обеспечения высокого качества микросхем возможно лишь на пути планового развития их номенклатуры и стандартизации требований к ним. Основу такого планового развития номенклатуры микросхем составляют государственные стандарты, определяющие функциональную классификацию и типы изделий, ряды разрешенных значений параметров изделий, определяющих их возможности (параметрические ряды), и ряды габаритных и присоединительных размеров, типов и размеров корпусов (размерные ряды), величин, питающих напряжений. Функциональная классификация интегральных микросхем определена государственным стандартом ГОСТ 18682-73. Интегральные микросхемы по роду выполняемой функции разбиваются на подгруппы (усилители, преобразователи, триггеры и т. д.); внутри каждой подгруппы микросхемы подразделяются по виду выполняемой функции (УВЧ, преобразователи фазы, RS-триггеры и т. д.). В соответствии с функциональной классификацией микросхемам присваиваются определенные наименования. Интегральные микросхемы выпускаются промышленностью в виде серии, включающих микросхемы, предназначенные для совместного использования в радиоэлектронной аппаратуре. Все микросхемы, входящие в одну серию, имеют один тип корпуса, одинаковые напряжения питания, ресурс, надежность, допустимые уровни воздействия. При выборе микросхем для аппаратуры определенного типа необходимо руководствоваться не только функциональным предназначением микросхемы, но и их характеристиками и параметрами, т. е. величинами, определяющими свойства микросхемы, режим и условия ее работы. Обычно это: – функциональные параметры микросхемы, определяющие ее возможности; – параметры рабочего режима, определяющие совокупность условий, необходимых для правильного функционирования микросхемы; – эксплуатационные характеристики, определяющие уровни воздействий факторов окружающей среды (механических, климатических), не нарушающие нормального функционирования микросхемы в пределах гарантированного ресурса при заданной надежности; – конструктивные параметры, характеризующие габаритные и присоединительные размеры. Конкретные численные значения параметров и указания по применению приводятся в нормативно-технической документации на изделие и в справочниках. При решении вопроса о применении той или иной микросхемы в проектируемой аппаратуре необходимо исходить из ее параметров и указаний по применению, приведенных в данной документации. 3. Аналоговые ИС Все ИМС делятся на аналоговые и цифровые. Аналоговые ИМС делятся на две большие группы: – операционные усилители и компараторы (усилители постоянного тока); – радиочастотные: усилительные и преобразовательные (усилители переменного тока). Аналоговые интегральные микросхемы находят применение в аппаратуре связи, телевидения и телеуправления, в аналоговых вычислительных машинах, в магнитофонах, в медицинском оборудовании, в измерительных приборах и системах контроля. Благодаря совершенствованию технологии и методов проектирования номенклатура интегральных микросхем постоянно расширяется. В настоящее время в интегральном исполнении реализуются самые различные аналоговые функциональные элементы и устройства. В большом количестве выпускаются интегральные микросхемы для различных по назначению и функциональным возможностям генераторов, детекторов, модуляторов, преобразователей, усилителей, коммутаторов, ключей, фильтров, вторичных источников питания, схем селекции и сравнения, а также многофункциональные микросхемы и микросхемы, представляющие собой наборы элементов. Серии существенно различаются по областям преимущественного применения, функциональному составу и количеству входящих в них интегральных микросхем. Большая группа серий предназначена в основном для создания приемопередающей аппаратуры радиосвязи, выпускаются серии для телевизионной аппаратуры, магнитофонов, электрофонов и линейных импульсных устройств. Все эти серии условно можно подразделить на функционально-полные и функционально-неполные. Функционально-полные состоят из широкого круга специализированных микросхем, относящихся к разным функциональным подгруппам. Каждая из этих серий позволяет создать практически все реализуемые сейчас в микроэлектронном исполнении узлы таких устройств, как радиоприемники, телевизоры и подобные им по сложности. Функционально-неполные серии состоят из небольшого числа специализированных микросхем. Они предназначены в основном для создания отдельных трактов аналоговой аппаратуры. Кроме серий специализированного назначения промышленность выпускает широкий круг серий, микросхемы которых одинаково успешно могут применяться для создания отдельных узлов аппаратуры различных классов. Особого внимания специалистов и радиолюбителей заслуживают серии, объединяющие наиболее универсальные по своим функциональным возможностям микросхемы - операционные усилители. Каждый операционный усилитель может служить основой для большого числа узлов, относящихся к различным функциональным подгруппам п видам. Для характеристики микросхем различных серий и для сравнительной оценки микросхем, относящихся к одному виду, в основном используют совокупности функциональных параметров. Однако в инженерной и радиолюбительской практике важную роль играют и такие факторы, как напряжение питания, конструктивное оформление, масса, предельно допустимые условия эксплуатации микросхем. В ряде случаев именно они имеют решающее значение при выборе элементной базы для конкретной аппаратуры. Условное обозначение представляет собой код, отражающий конструктивно-технологические особенности микросхем и характер выполняемой функции. Первый элемент – три (четыре) цифры, указывающие номер серии. Первая из этих цифр обозначает конструктивно-технологическое исполнение микросхем: 1, 5 – полупроводниковые, 2, 4, 8 – гибридные, 3 – пленочные, 7 – бескорпусные. Вторые две (три) цифры – порядковый номер разработки серии (от 00 до 999). Второй элемент – две буквы, отражающие функциональное назначение микросхем. Третий элемент – порядковый номер одноименных по функциональному признаку микросхем в данной серии. За третьим элементом обозначения могут располагаться дополнительные цифробуквенные обозначения. Перед условным обозначением, предназначенных для бытовой и промышленной аппаратуры, ставится буква К.
Заключение. Подведение итогов занятия. Доведение оценок с указанием курсантов, которые работали активно, и тех, кто работал слабо. На самоподготовке необходимо еще раз внимательно повторить вопросы лекции. Задание на самоподготовку: Изучить пройденный материал лекции. |
