Видове съвременни интегрални схеми - видове логика, случаи

Всички съвременни микросхеми са разделени на три вида: цифрови, аналогови и аналогово-цифрови, в зависимост от това какъв тип сигнали работят. Днес ще говорим за цифрови микросхеми, тъй като повечето микросхеми в електрониката са цифрови, те работят с цифрови сигнали.

Цифровият сигнал има две стабилни нива - логическа нула и логическа единица. За микросхемите, направени според различни технологии, нивата на логическата нула и единството се различават.

Вътре в цифровата микросхема може да има различни елементи, чиито имена са известни на всеки електронен инженер: RAM, ROM, компаратор, суматор, мултиплексор, декодер, енкодер, брояч, тригер, различни логически елементи и т.н.

Към днешна дата най-често се срещат цифрови схеми на TTL (транзисторно-транзисторна логика) и CMOS (допълващи се металооксидни полупроводници) технологии.

В TTL технологичните чипове нулевото ниво е 0,4 V, а единичното ниво е 2,4 V. За чиповете на технологията CMOS нулевото ниво е почти нулево, а нивото на единицата е почти равно на захранващото напрежение на чипа. Нулевото напрежение на CMOS чипа се получава чрез свързване на съответния изход към общия проводник, а напрежението на високо ниво е свързано към захранващата шина.

Името на микросхемата указва нейната серия, която отразява типа технология, чрез която се прави тази микросхема. Различните микросхеми имат различни скорости, вариращи в ограничаващата честота, в допустимия изходен ток, консумацията на енергия и др. Таблицата по-долу показва някои видове микросхеми и техните характеристики.

Характеристики на популярните видове чипове

Когато проектират схема на електронно устройство, те се опитват да използват предимно чипове от същия тип логика, за да избегнат несъответствия в нивата на цифровите сигнали (горно и долно ниво).

Изборът на специфична логика на чипа се основава на необходимата работна честота, консумация на енергия и други характеристики на чипа, както и неговата цена. Понякога обаче не е възможно да се преодолее един тип микросхема, тъй като една част от проектираната схема може да изисква, например, по-висока скорост, характерна за микросхемите на технологията ESL, а другата - ниска консумация на енергия, характерна за CMOS чипове.

В такива случаи понякога разработчиците трябва да прибягват до използването на допълнителни преобразуватели на нива, въпреки че често е възможно да се направи без тях: изходният сигнал от CMOS чипа може да бъде подаден към входа на TTL, но не се препоръчва да подават сигнала от TTL чипа към CMOS чипа. На следващо място, нека разгледаме най-популярните случаи на съвременни микросхеми.

DIP

Класически правоъгълен калъф с два реда от отворите, често намиращи се на стари дъски. PDIP - пластмасов калъф, CDIP - керамичен калъф. Керамиката има коефициент на термично разширение, близък до полупроводников кристал, следователно CDIP - случаят е по-надежден и издръжлив, особено ако микросхемата се използва в тежки климатични условия.

Броят на изходите е посочен в обозначението на чипа: DIP8, DIP14, DIP16 и т.н. Чиповете от серия TTL-логика 7400 имат традиционен пакет DIP14. Този случай е подходящ както за автоматизиран, така и за ръчен монтаж по време на инсталирането на изхода (в дупки на платката).

Компонентите в DIP пакетите обикновено се предлагат с брой пинове от 8 до 64. Наклонът между щифтовете е 2,54 мм, а разстоянието между редовете е 7,62, 10,16, 15,24 или 22,86 мм.

Номерирането на щифтовете започва от горния ляв ъгъл и става обратно на часовниковата стрелка. Първият извод е разположен близо до ключа - специална вдлъбнатина или кръгла вдлъбнатина на един от краищата на корпуса на микросхемата.Ако погледнете маркировката отгоре, като корпусът на микросхемата е обърнат надолу, първият изход винаги ще бъде отгоре вляво, след това отброяването става от лявата страна надолу, а след това от дясната страна отдолу нагоре.

SOIC

Правоъгълен корпус на микросхеми за повърхностен (равнинен) монтаж. Два реда щифтове са разположени от двете страни на чипа. Почти случаите на SOIC заемат почти една трета, а понякога и половина по-малко място от случаите с DIP на дъските, а случаят SOIC е три пъти по-тънък от DIP.

Номерирането на изводите, ако погледнете чипа отгоре, започва горе вляво на клавиша под формата на кръгла вдлъбнатина, след което преминава обратно на часовниковата стрелка. Случаите са обозначени SO8, SO14 и т.н., в съответствие с броя на щифтовете: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 и 54. Разстоянието между щифтовете е 1,27 мм. Почти всички съвременни DIP микросхеми днес имат аналози за равнинен монтаж в пакети SOIC.

PLCC (CLCC)

PLCC - пластмасови и СLCC - керамични плоски кутии с квадратна форма с контакти по краищата от четири страни. Този калъф е предназначен за запояване чрез повърхностен (равнинен) монтаж върху дъска или за инсталиране в специален панел (често наричан "ясли").

В момента широко използвани са флаш паметта в пакета PLCC, които се използват като BIOS чипове на дънните платки. Ако е необходимо, радиатор може лесно да бъде инсталиран на микросхема, точно както на SOIC. Наклонът между краката е 1,27 мм. Броят на заключенията от 20 до 84.

TQFP

TQFP е тънък квадратен повърхностно монтиран микросхем, подобен на PLCC. Той е с по-малка дебелина (само 1 мм) и има стандартен размер на щифтове (2 мм).

Възможният брой изводи е от 32 до 176 с размер на едната страна на кутията от 5 до 20 милиметра. Медните проводници се използват на стъпки от 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 и 1 милиметър. TQFP ви позволява да решавате проблеми като увеличаване на плътността на компонентите на печатни платки, намаляване на размера на субстрата, намаляване на дебелината на загражденията на устройствата.

Вижте също: Как се правят интегрални схеми