Измерение параметров интегральных микросхем Студент должен: иметь представление

Измерение параметров интегральных микросхем
Студент должен:
иметь представление:
- о видах интегральных схем;
- о параметрах интегральных схем;
знать:
- методику измерения параметров ИМС;
уметь:
- производить измерение параметров логических микросхем;
- производить измерение параметров аналоговых микросхем.
Классификация интегральных микросхем. В зависимости от технологии изготовления ИМС делятся на полупроводниковые и пленочные . Сочетание технологий позволяет реализовать еще одну группу -гибридные.
Полупроводниковые ИМС характеризуются повышенным количеством элементов и защищены от влияния внешней среды. Пленочные ИМС — схемы с пассивными элементами. В гибридных ИМС пленочными являются пассивные элементы и соединения, а активные элементы — бескорпусные диоды и транзисторы, выполненные на отдельных полупроводниковых кристаллах.
Сложность ИМС определяется количеством содержащихся в ней элементов и компонентов — степенью интеграции.
По степени интеграции различают следующие ИМС:
- маломасштабные (МИС) — 20—40 элементов;
-среднемасштабные (СИС) — 50—150 элементов;
-большие (БИС) — 150—900 элементов;
-сверхбольшие (СБИС) — более 1000 элементов.
Благодаря развитию технологии униполярных МОП- или МДП-транзисторов существенно повышена степень интеграции микросхем.
Относительная простота технологии изготовления, малая потребляемая мощность, невысокая стоимость, а также ряд ценных схемотехнических средств позволяют на основе ИМС создавать устройства различной сложности и степени ответственности—от микропроцессоров до сложнейших приборов, работающих в космосе.
ИМС различают по двум признакам; по конструкции корпуса и расположению выводов (с пленарными выводами –DIP, PDIP; со штырьковыми выводами – SOIC) и по функциональному назначению( аналоговые, или линейные АИМС; цифровые -ЦИМС).
АИМС предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции и используются в усилителях сигналов низких и высоких частот, в генераторах, смесителях, детекторах, т.е. в устройствах, где активные элементы работают в линейном режиме.
ЦИМС предназначены для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Активные элементы ЦИМС работают в ключевом режиме. ЦИМС используются в ЭВМ в устройствах дискретной обработки информации, системах автоматики. Одним из видов ЦИМС являются логические элементы, которые предназначены для выполнения логических операций над переменными и способны принимать только два уровня напряжения - логический «0» и логическую «1». Логическому «о» соответствует низкий уровень напряжения, а логической «1» — высокий.
Несколько простейших логических функций можно реализовать с помощью основных логических элементов:
• логическое сложение (дизъюнкция, или операция ИЛИ) заключается в том, что функция принимает значение, равное «1», если хотя бы на одном входе присутствует «1»;
• логическое умножение (конъюнкция, или операция И) заключается в том, что функция принимает значение, равное «1», если на всех входах одновременно присутствует «1»;
• логическое отрицание (инверсия, или операция НЕ) заключился в получении переменной, противоположной данной.
На рисунке приведены условное графическое обозначение (УТО) элементов И, ИЛИ, НЕ и таблицы истинности. В таблице истинности «1» означает наличие сигнала на входах и выходе, а «0»- его отсутствие.

Помимо функциональных элементов одноступенчатой логики существуют элементы двухступенчатой и трехступенчатой логики.