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 мм2 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 основныхлогических 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 возможных 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.