Проектирование обозначения элементов электрических схем

Проектирование обозначения элементов электрических схем
Проектирование обозначения элементов электрических схем
Проектирование обозначения элементов электрических схем
Проектирование обозначения элементов электрических схем

 Общие сведения об интегральных устройствах  Надежность электронных устройств. Сложные современные элект­ронные устройства содержат много  активных (ламп, транзисторов, диодов) и пассивных (резисторов, конденсаторов, дросселей) эле­ментов. Рост сложности электронных устройств требует повышения надежности элементов схем и электрических соединений между ними, миниатюризации элементов, снижения потребляемой мощности.

Повысить надежность устройства можно при значительном уменьшении числа комплектующих элементов и соединений за счет увеличения выполняемых ими функций при одновременном повышении их надежности работы. При использовании функционально сложных элементов вместо обычных транзисторов, диодов, резисторов, конден­саторов уменьшаются размеры и масса устройств, а также потреб­ляемая мощность и стоимость.

Новые комплектующие изделия созданы на основе элементной интеграции, т. е. объединения в одном сложном миниатюрном функ­циональном узле ряда простейших элементов (диодов, транзисторов, резисторов и т. п.). Эти изделия, полученные в результате объедине­ния более простых активных и пассивных элементов и соединитель­ных проводов, называют интегральными микросхемами (ИС). В интегральной электронике «проинтегрированы» процессы изготовле­ния деталей и схем и их соединений в общих технологических про­цессах одного предприятия. В основе интегральной электроники ле­жит планарная технология, использующая полупроводниковые струк­туры, тонкие пленки металлов и диэлектриков, физические процессы в твердом теле.

Интегральная микросхема, или просто интегральная схема ИС, — микроэлектронное изделие, с высокой плотностью упаковки электри­чески соединенных элементов (или элементов и компонентов) и кристаллов, выполняющее функцию преобразования и обработки сигналов. Под элементом ИС понимают такую ее часть, которая вы­полняет функцию одного простого радиоэлемента (например, резис­тора, конденсатора, диода, транзистора) и составляет нераздельное целое с кристаллом ИС или ее подложкой, т. е. не может рассмат­риваться как самостоятельное изделие. Интегральным элементом служит пленочный резистор, интегральный транзистор и т. д-. Ком­понентом ИС является ее часть, которая выполняет функцию одного или нескольких радиоэлементов и может рассматриваться как само­стоятельное изделие. Интегральным компонентом служит бескорпус­ный транзистор, керамический конденсатор большой емкости, транс­форматор. ;

Элементы конструкции. Основными элементами конструкции ИО являются следующие.

Корпус, предназначенный для защиты ИС от внешних воздей­ствий и ее соединения с внешними-электрическими цепями с помощью выводов. Выпускают также бескорпусные ИС, защита которых обес­печивается корпусом устройства, где они устанавливаются. Подложка — заготовка, предназначенная для нанесения на нее элементов, межэлементных или межкомпонентных соединений, а так­же контактных площадок. Плата — вся подложка или ее часть, на поверхности котодой на­несены пленочные элементы, межэлементные и межкомпомпонентные соединения и контактные площадки. Полупроводниковая пластина — заготовка из полупроводниково­го материала (или пластина со сформированными элементами полу­проводниковых микросхем), используемая для создания полупровод­никовых ИС. Кристалл — частица пластины, которую получают после ее рез­ки. Обычно элементы полупроводниковой микросхемы, межэлементные соединения и контактные площадки сформированы в объеме и на по­верхности кристаллов. Контактные площадки, представляющие собой металлизированные участки на плате или кристалле, используются для подсоединения микросхемы к внешним выводам корпуса, а так­же контроля режимов схем и измерения их электрических парамет­ров. Выводы бескорпусных ИС от контактных площадок кристалла могут быть жесткими (шариковые, балочные, столбиковые) или гиб­кими (проволочные, лепестковые). Жесткие выводы могут использо­ваться для механического крепления ИС, а гибкие — для соединения с внешними цепями.

Степени интеграции. В интегральной электронике неделимый эле­мент представляет функциональную электронную схему, выполняю­щую заданные функции. Степень интеграции ИС (т. е. показатель ее сложности) определяется числом содержащихся в ней элементов и компонентов и выражается коэффициентом, равним десятичному ло­гарифму от числа элементов и компонентов N, входящих в ИС: Kи=lgN. В зависимости от значения Kи различают интегральные схемы со степенью интеграции: первой при KИ=1(N<10); второй при Ки=2 (N=11-100); третьей при Kи=3 (N=101-МООО); четвертой при Я„=4 (N= 10014-10000); пятой при Kи=5 (N=10001-НООООО), В соответствии с этим наименованием схемы часто обозначают ИС1, ИС2, ИСЗ, .... В больших интегральных схемах БИС улучшаются показатели электромагнитной совместимости, поскольку уменьшают­ся длины соединений между элементами, снижается восприимчивость схемных узлов к помехам из-за уменьшения уровня емкостных и ин­дуктивных (перекрестных) наводок.

Плотность упаковки. При выборе элементной базы и построении электронной аппаратуры важна плотность упаковки элементов в ИС, являющаяся конструктивной характеристикой ИС. Плотность упа­ковки зависит: от размеров подложки, на поверхности или в толще которой формируется схема; от размеров элементов; уровня рассеи­ваемой мощности и других факторов. Под плотностью упаковки по­нимают отношение числа элементов и компонентов ИС к ее объему (без учета объема выводов).

С развитием микроэлектронной техники уменьшаются геометри­ческие размеры активных элементов ИС, вследствие чего возрастает плотность упаковки (табл. 138).

Таблица 138

ГОДЫ х

Площадь элемента, мм2

Число транзисторов в кристалле

1966

0,013 — 0,032

50

1973

0,0013 — 0,00032

5000

1980

0,00006 — 0,0002

Более 100000

В настоящее время преимущество получили гибридные ИС. При малых геометрических размерах пленочных элементов и большой пло­щади пассивных подложек на их поверхности можно разместить де­сятки — сотни кристаллов ИС. Таким путем создаются многокристаль­ные схемы с большим числом активных и пассивных элементов в не­делимом элементе. В этих комбинированных микросхемах можно раз­местить функциональные узлы, обладающие различными электричес­кими характеристиками.

Микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию и состоящее из элементов, компонентов и интегральных микросхем (корпусных и бескорпусных), а также других радиоэлементов, назы­вают микросборкой. Она может быть собрана в корпусе или без него.

Микроэлектронное изделие, которое кроме микросборок может содержать интегральные схемы и компоненты, составляет микроблок.

Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем Проектирование обозначения элементов электрических схем

Лучшие статьи:



Жакет спицами мохер схемы описание

Мыло из детского мыла своими руками косметика своими руками

Большой и малый круг кровообращения схема кратко

Схема погреба на участке

Поздравление от коллег при выходе на пенсию