Mūsdienu integrēto shēmu veidi - loģikas veidi, gadījumi

Visas modernās mikroshēmas ir sadalītas trīs tipos: digitālās, analogās un analog-digitālās, atkarībā no tā, ar kāda veida signāliem viņi strādā. Šodien mēs runāsim par digitālām mikroshēmām, jo ​​lielākā daļa elektronisko mikroshēmu elektronikā ir digitālās, un tās darbojas ar ciparu signāliem.

Digitālajam signālam ir divi stabili līmeņi - loģiskā nulle un loģiskā vienība. Mikroshēmām, kas izgatavotas pēc dažādām tehnoloģijām, loģiskās nulles un vienotības līmeņi atšķiras.

Digitālās mikroshēmas iekšpusē var būt dažādi elementi, kuru nosaukumi ir zināmi jebkuram elektroniskajam inženierim: RAM, ROM, salīdzināšanas ierīce, papildinātājs, multiplekseris, dekodētājs, kodētājs, skaitītājs, sprūda, dažādi loģiski elementi utt.

Līdz šim visbiežāk sastopamas TTL (tranzistora-tranzistora loģika) un CMOS (komplementārā metāla oksīda-pusvadītāja) digitālās shēmas.

TTL tehnoloģijas mikroshēmās nulles līmenis ir 0,4 V, bet vienības līmenis - 2,4 V. CMOS tehnoloģijas mikroshēmām nulles līmenis ir gandrīz nulle, un vienības līmenis ir gandrīz vienāds ar mikroshēmas barošanas spriegumu. CMOS mikroshēmas nulles spriegums tiek iegūts, savienojot atbilstošo izeju ar kopējo vadu, un augsta līmeņa spriegums ir savienots ar strāvas kopni.

Mikroshēmas nosaukums norāda tās sēriju, kas atspoguļo tehnoloģijas veidu, ar kuru šī mikroshēma tiek izgatavota. Dažādām mikroshēmām ir dažādi ātrumi, kas atšķiras pēc ierobežojošās frekvences, pieļaujamās izejas strāvas, enerģijas patēriņa utt. Zemāk esošajā tabulā parādīti daži mikroshēmu veidi un to raksturlielumi.

Populāru mikroshēmu veidu raksturojums

Projektējot elektroniskas ierīces shēmu, viņi galvenokārt mēģina izmantot tāda paša veida loģikas mikroshēmas, lai izvairītos no neatbilstībām digitālo signālu līmeņos (augšējā un apakšējā līmenī).

Konkrētas mikroshēmas loģikas izvēle ir balstīta uz nepieciešamo mikroshēmas darbības frekvenci, enerģijas patēriņu un citām īpašībām, kā arī tās izmaksām. Tomēr dažreiz nav iespējams iztikt ar viena veida mikroshēmām, jo ​​vienai projektētās shēmas daļai var būt nepieciešams, piemēram, lielāks ātrums, kas raksturīgs ESL tehnoloģijas mikroshēmām, bet otrs, ar mazu enerģijas patēriņu, kas raksturīgs CMOS mikroshēmām.

Šādos gadījumos izstrādātājiem dažreiz nākas ķerties pie papildu līmeņa pārveidotāju izmantošanas, lai gan bieži vien ir iespējams iztikt bez tiem: izejas signālu no CMOS mikroshēmas var padot uz TTL ieeju, taču nav ieteicams piegādāt signālu no TTL mikroshēmas uz CMOS mikroshēmu. Tālāk apskatīsim populārākos mūsdienu mikroshēmu gadījumus.

Iemērciet

Klasisks taisnstūrveida korpuss ar divām vadu rindām, kas bieži atrodams uz veciem dēļiem. PDIP - plastmasas korpuss, CDIP - keramikas korpuss. Keramikai ir termiskās izplešanās koeficients tuvu pusvadītāju kristālam, tāpēc CDIP korpuss ir ticamāks un izturīgāks, īpaši, ja mikroshēma tiek izmantota smagos klimatiskos apstākļos.

Izeju skaits ir norādīts mikroshēmas apzīmējumā: DIP8, DIP14, DIP16 utt. TTL-logic 7400 sērijas mikroshēmām ir tradicionāla DIP14 pakete. Šis korpuss ir labi piemērots gan automatizētai, gan manuālai montāžai izejas uzstādīšanas laikā (caurumos dēlī).

Komponenti DIP pakotnēs parasti ir pieejami ar tapām no 8 līdz 64. Slīpums starp tapām ir 2,54 mm, un attālums starp rindām ir 7,62, 10,16, 15,24 vai 22,86 mm.

Tapu numerācija sākas no augšējās kreisās malas un iet pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Pirmais secinājums atrodas netālu no atslēgas - īpaša padziļinājuma vai apļveida padziļinājuma vienā no mikroshēmas korpusa malām.Ja paskatās uz marķējumu no augšas, ar mikroshēmas korpusu vērstu uz leju, pirmā izvade vienmēr būs no augšas pa kreisi, tad skaitīšana notiek kreisajā pusē uz leju, tad labajā pusē no apakšas uz augšu.

SOIC

Mikroshēmu taisnstūra korpuss montāžai uz virsmas (plakana). Divās tapu rindās atrodas mikroshēmas abās pusēs. Gandrīz SOIC korpusi aizņem gandrīz trešdaļu un dažreiz uz pusi mazāk vietas nekā DIP korpusi uz dēļiem, un SOIC korpuss ir trīs reizes plānāks nekā DIP.

Secinājumu numerācija, ja skatāties uz mikroshēmu no augšas, sākas ar taustiņu augšējā kreisajā stūrī apaļas padziļinājuma formā, pēc tam iet pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Gadījumus apzīmē ar SO8, SO14 utt. Atbilstoši tapu skaitam: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 un 54. Attālums starp tapām ir 1,27 mm. Gandrīz visām mūsdienu DIP mikroshēmām šodien ir analogi plaknei montāžai SOIC pakotnēs.

PLCC (CLCC)

PLCC - plastmasas un СLCC - kvadrātveida formas keramikas plakani korpusi ar kontaktiem gar malām četrās pusēs. Šis korpuss ir paredzēts lodēšanai ar virsmas (plakana) montāžu uz dēļa vai uzstādīšanai speciālā panelī (ko bieži sauc par “gultiņu”).

Pašlaik plaši tiek izmantotas zibatmiņas mikroshēmas PLCC paketē, kuras mātesplatēs tiek izmantotas kā BIOS mikroshēmas. Ja nepieciešams, radiatoru var viegli uzstādīt uz mikroshēmas, tāpat kā uz SOIC. Laukums starp kājām ir 1,27 mm. Secinājumu skaits no 20 līdz 84.

TQFP

TQFP ir plāns, kvadrātveida, uz virsmas stiprināms mikroshēmu korpuss, kas līdzīgs PLCC. Tam ir mazāks biezums (tikai 1 mm), un tam ir standarta tapas izmērs (2 mm).

Iespējamais secinājumu skaits ir no 32 līdz 176, lietas vienas malas izmērs ir no 5 līdz 20 milimetriem. Vara vadus izmanto ar soli 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 un 1 milimetru. TQFP ļauj jums atrisināt problēmas, piemēram, palielināt komponentu blīvumu uz iespiedshēmas plates, samazināt pamatnes izmēru, samazināt ierīču lietu biezumu.

Skatīt arī: Kā notiek integrētās shēmas