УСТРОЙСТВО ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ
Рис. 1.1. Функциональный узел Рис. 1.2. Интегральная микросхема
ИНТЕГРАЛЬНАЯ МИКРОСХЕМА-СОВРЕМЕННЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ УЗЕЛ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ
Глава первая
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Издательство «Радио и связь», 1983
Издательство «Энергия», 1978
Справочное пособие
МИКРОСХЕМЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Эталоны ответов на банк тестов ПМ01
раздел «Диагностика в акушерстве»
специальности «Лечебное дело»
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| | |||||||||
| |
XXVI съезд КПСС выдвинул среди других задачу технического перевооружения производства, быстрейшего создания и повсеместного внедрения принципиально новой техники и материалов. В решении этой задачи важная роль принадлежит современной Микроэлектронике. В планах экономического развития нашей страны указан ряд важнейших технических областей, таких как, например, Встроенные системы автоматического управления, где уже сегодня должна широко внедряться самая современная микроэлектронная элементная база, микропроцессоры и микро-ЭВМ.
Проникнув в разнообразные виды радиоэлектронной техники — от сложнейших управляющих комплексов до бытовых приборов и устройств, интегральные микросхемы значительно расширили сферу применения радиоэлектронных средств и обеспечили высокий технико-экономический эффект от их внедрения. В связи с этим возникает необходимость в ознакомлении широкого круга читателей, интересующихся успехами полупроводниковой электроники и имеющих опыт работы в данной области, с номенклатурой и с практическими вопросами применения интегральных микросхем, выпускаемых отечественной промышленностью, с особенностями конструирования радиоэлектронной аппаратуры на их основе.
Первое издание книги вышло в 1978 г. За прошедшее время достигнуты значительные успехи в развитии микроэлектронной элементной базы. Популярные серии микросхем пополнились сложными микроэлектронными функциональными узлами с высокой степенью интеграции. Разработаны и освоены в серийном производстве новые серии аналоговых и цифровых микросхем, построенные на перспективных схемотехнических принципах и имеющие улучшенные функциональные и электрические характеристики.
В практику разработки радиоэлектронной аппаратуры все шире внедряются программно-управляемые универсальные микроэлектронные устройства — микропроцессоры. Выпускаемые серийно комплекты микропроцессорных интегральных схем по своим функциональным возможностям и электрическим характеристикам удовлетворяют требованиям многих областей применения: аппаратуры автоматического управления, связи, измерительной техники, бытовых приборов и т. д. Появились первые однокристальные микро-ЭВМ.
Значительно расширена номенклатура микроэлектронных операционных усилителей, микросхем для запоминающих устройств, аналого-цифровых и цифроаналоговых преобразователей и др.
Накоплен большой практический опыт по применению микросхем в радиоэлектронной аппаратуре, в том числе и радиолюбительской.
Указанные изменения, произошедшие после выхода в свет первого издания книги, обусловили необходимость ее второго издания, переработанного и дополненного.
В предлагаемой читателям книге даны общие сведения об интегральных микросхемах, выпускаемых промышленностью, рассмотрены принципы их функциональной классификации, приведены количественные значения основных параметров, изложены конструктивные особенности микросхем. Рассмотрен состав основных серий аналоговых и цифровых микросхем, приведены примеры реализации на них функциональных узлов. Изложены особенности и примеры применения микросхем в радиолюбительских разработках.
Рассмотрены также особенности проектирования, конструирования и эксплуатации аппаратуры на микросхемах.
В целом задачей книги является показ возможностей отечественных микросхем, а также условий их применения на базе обобщения практического опыта.
Во втором издании книги существенно обновлены все главы, включен материал по микросхемам, выпущенным отечественной промышленностью в последние годы, значительное внимание уделено тем из них, в рекомендациях по применению которых особенно остро нуждаются радиолюбители. В книгу введены две новые главы, посвященные микропроцессорам, большим интегральным схемам памяти, аналого-цифровым и цифроаналоговым преобразователям, даны описания и принципы реализации новых устройств промышленной и бытовой техники.
Глава 1 написана Батушевым В. А., гл. 2 — Вениаминовым В. Н., гл. 3 и § 7.6 — Ковалевым В. Г., гл. 4 и 5 — Лебедевым О. Н., гл. 6, 7 (кроме § 7.6) и 8 — Мирошниченко А. И., § 7.3 — написан совместно Ковалевым В. Г. и Мирошниченко А. И.
При подготовке второго издания были учтены критические замечания, пожелания и рекомендации многочисленных читателей, приславших письма. Авторы выражают признательность канд. техн. наук Бедрековскому М. А. за ценные замечания, сделанные им при рецензировании книги.
Авторы надеются, что книга будет с интересом встречена широким кругом радиолюбителей.
Отзыв о книге просим присылать по адресу: 101000, Москва, Главпочтамт, а/я 693, издательство «Радио и связь», Массовая радиобиблиотека.
Авторы
Полевые и биполярные транзисторы, полупроводниковые диоды и резисторы, конденсаторы и прочие электронные приборы и радиодетали часто называют элементами радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), или электрорадиоэлементами, так как они составляют основу функциональных структур, реализующих обусловленные назначением аппаратуры алгоритмы формирования, преобразования хранения, обработки и воспроизведения сигналов.
Предприятия электронной промышленности выпускают типовые электрорадиоэлементы в широком ассортименте в качестве комплектующих изделий. Изготовление же аппаратуры заключается фактически в сборке ее из готовых электрорадиоэлементов с применением межсоединений и конструктивных элементов, обеспечивающих необходимое пространственное расположение частей аппаратуры, соединение их в единую функциональную структуру, защиту от воздействий окружающей среды и поддержание теплового режима. Отдельные группы электрорадиоэлементов, совместно выполняющие единую функцию, могут из технологических или эксплуатационных соображений объединяться при этом в конструктивно завершенные сборочные единицы, называемые функциональными узлами (рис. 1.1). Узлы в свою очередь могут объединяться в субблоки, субблоки — в блоки (см. гл. 8) и т. д.
В последние 20 лет получила широкое распространение иная технология изготовления функциональных узлов, при которой процессы изготовления входящих в узел электрорадиоэлементов и процессы объединения их в функциональную конструктивно завершенную структуру совмещаются. Эта технология получила название интегральной (от латинского integre — целый, неразрывно связанный). Функциональные узлы РЭА, изготовляемые методом интегральной технологии, были названы интегральными микросхемами (ИС) (рис. 1.2). Приставка «микро» подчеркивает характерную особенность интегральной технологии — высокий уровень миниатюризации, достигаемый в ее изделиях.
Проблема миниатюризации традиционна для радиоэлектроники, но значение ее непрерывно растет по мере расширения областей применения РЭА, усложнения радиооборудования и повышения ответственности выполняемых им функций. Для функциональных узлов аппаратуры удобным показателем уровня миниатюризации является плотность упаковки, характеризуемая отношением числа элементов, содержащихся в узле, к объему, занимаемому узлом.
Опыт показал, что при сборке маломощных функциональных узлов из готовых электрорадиоэлементов не удается поднять плотность упаковки выше 2 эл/см3 даже при использовании самых миниатюрных полупроводниковых приборов и пассивных элементов. Интегральная же технология позволяет получить в тысячи раз большую плотность упаковки при невысокой стоимости и большой надежности. Эта замечательная черта интегральной технологии, открывшая широкие возможности миниатюризации радиоэлектронных изделий, и явилась причиной широкого и быстрого внедрения ИС в РЭА, где они в настоящее время стали основным типом функционального узла.
Переход от традиционных методов сборки функциональных узлов аппаратуры из готовых типовых электрорадиоэлементов к принципиально новой технологии, совмещающей процессы изготовления элементов и процессы объединения их в конструктивно завершенную функциональную структуру, стал возможным лишь благодаря полупроводниковой технологии, освоившей значительное количество новых весьма эффективных приемов и процессов. Результаты этого перехода оказались столь существенными, что знаменовали подъем всей электроники на качественно новый уровень, Появление ИС — это фактически создание новой, более совершенной элементной базы РЭА. Интегральная технология изменила представление об оптимальных функциональных структурах радиоэлектронных устройств и их функциональном базисе. Она вызвала к жизни новые принципы и способы конструирования аппаратуры, оказывает глубокое влияние на все этапы изготовления радиоэлектронных устройств и на способы их эксплуатации, невиданно расширяет сферу их применения. Произошло формирование специальной отрасли электроники, разрабатывающей проблемы конструирования и производства электронных изделий на базе интегральной технологии. Эта отрасль получила название микроэлектроники.