Integrované schémata: typy a popisy

Chcete-li pracovat s více nebo méně složitou elektronikou, obvykle potřebujete spoustu detailů. Když je mnoho z nich, mohou se "spojit", například do integrovaných obvodů. Co jsou to? Jak jsou klasifikovány? Jak jsou vyráběny a jaké signály jsou předány?

Jaké jsou logické integrované obvody (IC)

Ve skutečnosti je toto mikroelektronické zařízení, které je založeno na krystalu libovolné složitosti, který je vyroben na polovodičovém filmu nebo desce. Je umístěn v neoddělitelném těle (i když to může dělat bez něj, ale pouze v případě, že je součástí mikroskopu). První integrovaný obvod byl patentován v roce 1968. Jednalo se o nějaký průlom v průmyslu, ačkoliv zařízení, které bylo poskytnuto, neodpovídalo velmi moderním nápadům, pokud jde o jeho parametry. Integrované obvody v hromadě jsou vyrobeny pro montáž na povrch. Často pod IC znamená pouze křišťál nebo film. Nejběžnější je integrovaný obvod na křemíkové desce. Tak se ukázalo, že jeho aplikace v průmyslu má řadu výhod, například účinnost přenosu signálu.

Úrovně designu

Tato zařízení jsou složitá, což je krásně zobrazeno. Nyní jsou vytvořeny pomocí speciálních CAD systémů, které automatizují a výrazně urychlují výrobní procesy. Takže při navrhování:

1. Logická úroveň (střídače, AND-NOT, OR-NOT a podobně).
2. Systémové a schematické (spouštěče, kodéry, ALU, komparátory atd.) Jsou zpracovány.
3. Elektrické (kondenzátory, tranzistory, rezistory a podobně).
4. Topologická úroveň - fotomasky pro výrobu.
5. Fyzikální - jak realizovat jeden tranzistor (nebo malou skupinu) na krystalu.
6. Software - vytváří pokyny pro mikroprocesory, mikroprocesory a FPGA. Model chování se vyvíjí pomocí vertikálního schématu.

Klasifikace

Když mluvíme o tom, jak rozlišovat integrované obvody, nemůžete zvolit pouze jeden parametr typu složitosti techniky, o kterém se diskutuje. Proto v rámci článku byly vybrány až tři.

Stupeň integrace

Počet prvků v krystalu je proto považován za zásadní:

1. Malý integrovaný obvod. Obsahuje méně než sto položek.
2. Průměrný integrovaný obvod. Počet prvků se pohybuje v rozmezí sto tisíc.
3. Velký integrovaný obvod. Obsahuje od 1000 do 10.000 prvků.
4. Velmi velký integrovaný obvod. Mají více než deset tisíc prvků.

Zpravidla se pro domácí zařízení často používá velký integrovaný obvod. Dřívější a další kategorie:

1. Velmi velký integrovaný obvod. To bylo připočítáno s těmi vzorkami, které se mohly pochlubit řadou prvků v rozmezí od 1 milionu do 1 miliardy.
2. Integrovaný obvod Gigabyte. Patří sem vzorky, jejichž počet přesahuje 1 miliardu prvků.

Ale v tuto chvíli neplatí. A všechny vzorky, které byly dříve odkazovány na UBIS a GBIS, nyní procházejí jako VLSI. Obecně lze říci, že je možné výrazně ušetřit na počtu skupin, protože poslední dva typy jsou obvykle používány zejména ve velkých výzkumných center, které provozují počítačové systémy, výkon se měří v desítkách a stovkách terabytů.

Výrobní technologie

Vzhledem k různým výrobním možnostem jsou integrované obvody také klasifikovány podle toho, jak jsou vyráběny a z nichž:

1. Polovodič. V nich jsou všechny prvky a spojení prováděny na stejném polovodičovém krystalu. Polovodičové integrované obvody používají materiály jako křemík, germanium, arsenid gallium a oxid hafnia.

2. Film. Všechny prvky a spojení jsou vytvořeny jako fólie:

- Tlustý film.

- Tenký film.

3. Hybridní. Má diody s otevřeným rámem, tranzistory nebo jiné elektronické aktivní součásti. Pasivní (jako rezistory, induktory, kondenzátory) jsou umístěny na společném keramickém podkladu. Všechny jsou umístěny v jednom uzavřeném pouzdře.

4. Smíšené. Zde není pouze polovodičový krystal, ale také pasivní prvky tenkého filmu (nebo tlustého filmu), které jsou umístěny na jeho povrchu.

Typ zpracovaného signálu

A třetí, poslední typ, je založen na signálech procesů integrovaného obvodu. Jsou to:

1. Analog. Zde se vstupní a výstupní signály liší podle zákona kontinuální funkce. Mohou mít hodnotu v rozsahu od negativního až po kladné napájecí napětí.
2. Digitální. Každý vstupní nebo výstupní signál může mít dvě hodnoty: logický nebo nula. Každý z nich odpovídá předem stanovené úrovni napětí. Takže, mikroobvody typu TTL v rozmezí 0-0,4V se odhadují na nulu a 2,4-5V na jednotku. Mohou existovat další dělení, vše závisí na konkrétním vzorku.
3. Analogově digitální. Kombinujte výhody a rysy předchozích vzorků. Mohou například zahrnovat signální zesilovače a převodníky analogově-digitální.

Právní funkce

Co říkáme o integrovaných obvodech v legislativě? U nás v zemi je dána právní ochrana topologií integrovaných mikroobvodů. Pod to znamená nastaví na určitý materiál nosiče geometrické prostorové uspořádání určitého souboru specifických prvků a vztahů mezi nimi (v souladu s článkem 1448 občanského zákoníku). Autor topologie má takové intelektuální práva k jeho vynálezu:

1. Autorské.
2. Výhradní právo.

Kromě toho autor topologie může mít také další preference, včetně možnosti získat odměnu za jeho použití. Výhradní právo působí deset let. Během této doby může vynálezce nebo osoba, kterému byl tento status postoupen, zaregistrovat topologii v příslušné službě duševního vlastnictví a patentů.

Závěr

To je všechno! Pokud máte chuť sbírat svůj plán - můžete jen přát úspěch. Současně bych chtěl upozornit na jednu věc. Pokud existuje snaha sestavit mikroobvod, pak je nutné tento proces důkladně připravit. Skutečnost, že je zapotřebí výjimečnou úroveň čistoty, chirurgické operační jeho vytvoření, kromě toho, vzhledem k jemnosti detailů pracovat páječka jako obvykle nebude fungovat - všechny kroky jsou prováděny pomocí strojů. Proto doma můžete vytvářet pouze schémata. Pokud chcete, můžete si koupit průmyslové vzory, které budou nabízeny na trhu, ale je lepší opustit myšlenku na výrobu domu bez významných finančních prostředků.