Интегральные схемы, виды и классификация

Интегральная схема – микроминиатюрное электронное устройство, все или часть элементов которого нераздельно связаны конструктивно и соединены между собой электрически. Различают 2 основных типа полупроводниковые (ПП) и плёночные.

Виды:

1. ПП изготавливают из особо чистых ПП материалов (обычно кремний, германий), в которых перестраивают саму решётку кристаллов так, что отдельные области кристалла становятся элементами сложной схемы. Маленькая пластинка из кристаллического материала размерами ~1 мм ² превращается в сложнейший электронный прибор, эквивалентный радиотехническому блоку из 50—100 и более обычных деталей. Он способен усиливать или генерировать сигналы и выполнять многие другие радиотехнические функции.

2. Плёночные И. с. создаются путём осаждения при низком давлении (порядка 1×10^-5 мм рт. ст.) различных материалов в виде тонких (толщиною < 1 мкм) или толстых (толщиной > 1 мкм) плёнок на нагретую до определённой температуры полированную подложку (обычно из керамики). В качестве материалов применяют алюминий, золото, титан, нихром, окись тантала, моноокись кремния, титанат бария, окись олова и др. Для получения И. с. с определёнными функциями создаются тонкоплёночные многослойные структуры осаждением на подложку через различные маски (трафареты) материалов с необходимыми свойствами. В таких структурах один из слоев содержит микрорезисторы, другой — микроконденсаторы, несколько следующих — соединительные проводники тока и другие элементы. Все элементы в слоях имеют между собой связи, характерные для конкретных радиотехнических устройств.

8.Гибридные интегральные микросхемы – Гибридные ИС представляют собой комбинацию плёночных пассивных элементов и навесных активных компонентов расположенные на общей диэлектрической подложке. Технологию гибридных ИС можно разделить на технологию изготовления плёночных элементов и технологию монтажа навесных активных компонентов.

9.Полупроводниковые интегральные микросхемы - Полупроводниковые ИС изготавливаются путем формирования в монокристаллическом теле полупроводника структуры ИС при помощи технологических операций. Создаются различные области, обладающие дырочной (р-область) и электронной (п-область) проводимостями. Образованные области в полупроводнике соответствуют по своим функциям определенным элементам: активным (транзистор, диод) и пассивным (резистор, конденсатор и др.). Объемные токоведущие дорожки создаются нанесением на поверхность полупроводника инверсного слоя высокой проводимости. Такая полупроводниковая ИС может представлять собой законченную конструкцию микроэлектронного изделия, т. е. конструкцию электрической цепн, непосредственно реализующей параметры и характеристики этой цепи.

10. Аналоговые микросхемы – это микросхемы предназначенные для преобразования и обработки сигналов, изменяющиеся по закону непрерывной функции. Такие ИС иногда называют линейными, хотя такое название подходит только для усилитилей и стабилизатров,а для других микросхем являются условными.

Аналоговые микросхемы можно разделить на две группы:

1) ИС универсального назначения: матрицы, регистры, диоды, транзисторы.

2) Специалезированые аналоговые ИС: каждая из которых выполняет свою функцию, например перемножение аналоговых сигналов, фильтрацию, ограничение, стабилизацию напряжения и тока, формирование сигналов.

11.Цифровые микросхемы – цифровые ИС предназначены для обработки и преобразования сигналов, изменяющиеся по закону дискретной функции. Чаще всего сигнал принимает два основных уровня: логический «0» и логическую «1». Это привело к тому что двоичная система счисления стала основной

12. Основные положения алгебры логики - Алгебра логики— это раздел математики,

изучающий высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций над ними.

Алгебру логику называют также алгеброй Буля, или булевой алгеброй, по имени английского математика Джорджа Буля, разработавшего в XIX веке ее основные положения. В булевой алгебре высказывания принято обозначать прописными латинскими буквами: A, B, X, Y. В алгебре Буля введены три основные логические операции с высказываниями? Сложение, умножение, отрицание. Определены аксиомы (законы) алгебры логики для выполнения этих операций. Действия, которые производятся над высказываниями, записываются в виде логических выражений.

Логические выражения могут быть простыми и сложными.

Простое логическое выражение состоит из одного высказывания и не содержит логические операции. В простом логическом выражении возможно только два результата — либо «истина», либо «ложь».

Сложное логическое выражение содержит высказывания, объединенные логическими операциями. По аналогии с понятием функции в алгебре сложное логическое выражение содержит аргументы, которыми являются высказывания.

В качестве основных логических операций в сложных логических выражениях используются следующие:

• НЕ (логическое отрицание, инверсия);

• ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция);

• И (логическое умножение, конъюнкция).

Логическое отрицание является одноместной операцией, так как в ней участвует одно высказывание. Логическое сложение и умножение — двуместные операции, в них участвует два высказывания. Существуют и другие операции, например операции следования и эквивалентности, правило работы которых можно вывести на основании основных операций.

Все операции алгебры логики определяются таблицами истинности значений. Таблица истинности определяет результат выполнения операции для всех возможны х логических значений исходных высказываний. Количество вариантов, отражающих результат применения операций, будет зависеть от количества высказываний в логическом выражении

13. Виды импульсных сигналов. Импульсные сигналы — сигналы, информацию в которых несут параметры импульсов. Импульс — кратковременное отклонение физического процесса от установленного значения. Кратковременное отклонение имеет не абсолютное, а относительное значение, т. е. длительность отклонения меньше или сопоставима с длительностью процесса.

Импульсные сигналы имеют преимущества перед непрерывными сигналами: средняя мощность импульсного сигнала значительно меньше средней мощности непрерывного сигнала при сопоставимой информационной емкости. Кроме того, в паузах между импульсами одного сигнала можно передавать импульсы другого сигнала и тем самым увеличить информационную вместимость канала. Одним из специальных видов импульсных сигналов есть сигналы цифровой и компьютерной техники.

Существуют два вида импульсов: видеоимпульсы и радиоимпульсы.

Видеоимпульсы — это кратковременное отклонение физического параметра, несущего информацию, от установленного значения.

Радиоимпульс — это отрезок высокочастотного колебания определенной формы. Радиоимпульсы широко используют для передачи информации каналами радиосвязи, в телевидении и радиолокации. На практике используют Последовательности импульсов, повторяющиеся через определенный интервал времени.