Skaitmeninės integrinės schemos
TERMINAI
Mikroelektronika – tai mokslo ir technikos sritis, aprėpianti mikrograndynų („mikrochemų“) tyrimą, projektavimą, konstravimą, gamybą ir taikymą. Mikrograndynu (integruotiniu grandynu) vadinamas didelės integracijos mikroelektronikos gaminys, kurio elementai ir juos jungiantys laidūs takeliai suformuoti vienu technologinių procesų ciklu ir sudaro nedalomą visumą.
Mikrograndynu (integruotiniu grandynu) vadinamas didelės integracijos mikroelektronikos gaminys, kurio elementai ir juos jungiantys laidūs takeliai suformuoti vienu technologinių procesų ciklu ir sudaro nedalomą visumą.
Mikrograndyno elementas - tai mikrograndyno dalis, kuri atlieka puslaidininkio įtaiso (diodo, tranzistoriaus), kondensatoriaus, rezistoriaus funkciją ir konstruktyviai neatskiriama nuo mikrograndyno.
PRANAŠUMAI IR TRŪKUMAIMikrograndynų pranašumai: mažas užimamas tūris, lengvi, patikimi, greitai veikia, vartoja mažai energijos.
Mikrograndynų trūkumai: blogesnės savybės aukštųjų dažnių srityje, ribotos rezistorių varžos, sunku realizuoti induktyvumo rites, dideles kondensatorių talpas, rezistorių varžas, neįmanoma realizuoti didelės galios įtaisų.
KLASIFIKAVIMASPagal atliekamą funkciją mikrograndynai klasifikuojami:
- analoginiai (tolydaus signalo);
- skaitmeniniai (diskretaus signalo).
- analogo skaimeninių ir skaitmeninių analoginių keitiklių mikrograndynai.
Pagal gamybos būdą mikrograndynai skirstomi į:
- puslaidininkinius (monolitinius);
- sluoksninius (plėvelinius);
- hibridinius.
- plonasluoksniai (plėvelės storis iki 1 µm);
- storasluoksniai (plėvelės storis yra didesnis už 1 µm).
GAMYBOS BŪDAI
Puslaidininkinis mikrograndynas sudaromas viename puslaidininkio kristale. Juose visi aktyvieji ir pasyvieji elementai sudaromi ploname paviršiniame puslaidininkio plokštelės sluoksnyje. Tam taikomi legiravimo, oksidavimo, litografijos, ėsdinimo, metalizavimo ir kt. būdai. Laidūs jungiamieji takeliai išdėstomi sluoksniais ir atskiriami dielektriniais izoliaciniais sluoksniais.
Sluoksniniame mikrograndyne pasyvieji elementai ir jų jungiamieji takeliai sudaryti iš laidžių, varžinių bei dielektrinių sluoksnių. Jie dedami ant dielektriko pagrindo.
Hibridinis mikrograndynas – tai sluoksninis mikrograndynas, kuriame dar yra atskirai pagamintų ir prie to paties lusto pritvirtintų aktyviųjų komponentų.
INTEGRACIJOS LAIPSNIS
Integracijos laipsnis įvertinamas integracijos laipsniu Ki , priklausančiu nuo elementų skaičiaus mikrograndyne skaičiaus. Ki lygus artimiausiam sveikajam skaičiui, ne mažesniam kaip
Ki = lg N
čia N – elementų skaičius mikrograndyne.
INTEGRACIJOS LAIPSNIS
|
Mikrograndyno karta |
Elementų skaičius mikrograndyne |
Integracijos laipsnis |
Integracijos tipas |
|
Pirmoji |
Iki 10 |
1 |
Mažas |
|
Antroji |
Iki 100 |
2 |
Vidutinis |
|
Trečioji |
Iki 1000 |
3 |
Vidutinis |
|
Ketvirtoji |
Iki 10000 |
4 |
Didelis |
|
Penktoji |
Iki 100000 |
5 |
Labai didelis |
|
Šeštoji |
Iki 1⋅106 |
6 |
Ypač didelis |
|
Septintoji |
Iki 1⋅107 |
7 |
Ypač didelis |
|
Aštuntoji |
Iki 1⋅108 |
8 |
Gigadidelis |
|
Devintoji |
Iki 1⋅109 |
9 |
Gigadidelis |
PASKIRTIS
Skaitmeniniai (loginiai) mikrograndynai naudojami skaitmeninėse sistemose priimti informaciją, saugoti, keisti (apdoroti) ir perduoti. Informacija keičiama, atliekant aritmetines ir logines operacijas. Įprastai informacija pateikiama dvejetainėje (binarinėje) skaičiavimo sistemoje, kurios pagrindas yra skaičius 2.
Loginėse arba skaitmeninėse sistemose naudojamos elektroninės grandinės, kurios vadinamos loginiais elementais ir dirba tik dviem būsenomis.