Circuiti integrati: tipi e descrizioni

Per fare un lavoro più o meno complicatoelettronica, di solito sono necessarie molte parti. Quando ce ne sono molti, possono essere "combinati", diciamo, in circuiti integrati. Quali sono? Come vengono classificati? Come vengono prodotti e quali segnali vengono trasmessi?

Cosa sono i circuiti integrati logici (CI)

In effetti, è un dispositivo microelettronico quellosi basa su un cristallo di complessità arbitraria, realizzato su una pellicola o wafer semiconduttore. Si inserisce in una custodia non separabile (anche se può farne a meno, ma solo quando fa parte del microassieme). Il primo circuito integrato è stato brevettato nel 1968. Questo è diventato una sorta di svolta nel settore, sebbene il dispositivo fornito non corrispondesse molto alle idee moderne in termini di parametri. I circuiti integrati sono principalmente realizzati per il montaggio superficiale. Spesso, IC è inteso come un singolo cristallo o film. Il più utilizzato è un circuito integrato su un wafer di silicio. È successo così che la sua applicazione nell'industria ha una serie di vantaggi, ad esempio l'efficienza della trasmissione del segnale.

Livelli di progettazione

Questi dispositivi sono complessi chesplendidamente visualizzato. Ora vengono creati utilizzando speciali sistemi CAD che automatizzano e velocizzano notevolmente i processi di produzione. Quindi, durante la progettazione, viene elaborato quanto segue:

1. Livello logico (inverter, AND-NOT, OR-NOT e simili).
2. Sistema e circuiti (si stanno elaborando trigger, scrambler, ALU, comparatori, ecc.);
3. Elettrico (condensatori, transistor, resistenze e dispositivi simili).
4. Livello topologico - fotomaschere per la produzione.
5. Fisico: come viene implementato un transistor (o un piccolo gruppo) su un chip.
6. Software: vengono create istruzioni per microcontrollori, microprocessori e FPGA. Un modello di comportamento viene sviluppato utilizzando uno schema verticale.

classificazione

Parlando di come si distinguono i circuiti integrati, è impossibile scegliere un solo parametro del tipo di complessità della tecnologia in questione. Pertanto, nell'ambito dell'articolo, sono stati selezionati ben tre.

Grado di integrazione

Quindi, qui il numero di elementi nel cristallo è considerato fondamentale:

1. Piccolo circuito integrato. Contiene meno di cento articoli.
2. Circuito integrato medio. Il numero di elementi varia da centomila.
3. Ampio circuito integrato. Contiene da mille a 10.000 articoli.
4. Circuito integrato di grandissime dimensioni. Hanno più di diecimila elementi.

In genere, un circuito integrato su larga scala viene spesso utilizzato per gli elettrodomestici. In precedenza erano utilizzate altre categorie:

1. Circuito integrato su larga scala. Comprendeva quei campioni che potevano vantare il numero di elementi nell'intervallo da 1 milione a 1 miliardo.
2. Circuito integrato di grandi dimensioni. Ciò includeva campioni con oltre 1 miliardo di elementi.

Ma a questo punto non si applicano.E tutti i campioni precedentemente indicati come UBIS e GBIS sono ora classificati come VLSI. In generale, ciò ha consentito risparmi significativi sul numero di gruppi, poiché gli ultimi due tipi vengono solitamente utilizzati specificamente nei grandi centri di ricerca dove operano sistemi informatici, la cui potenza si misura in decine e centinaia di terabyte.

Tecnologia di produzione

A causa delle diverse possibilità di produzione, i circuiti integrati vengono classificati anche in base a come sono realizzati e da cosa:

1. Semiconduttore.In essi, tutti gli elementi e le connessioni sono realizzati sullo stesso cristallo semiconduttore. I circuiti integrati a semiconduttori utilizzano materiali come silicio, germanio, arseniuro di gallio e ossido di afnio.

2. Film. Tutti gli elementi e le connessioni sono realizzati come film:

- Film spesso.

- Pellicola sottile.

3. Ibrido.Dispone di diodi senza chip, transistor o altri componenti elettronici attivi. Quelli passivi (come resistori, induttori, condensatori) sono posti su un comune substrato ceramico. Si inseriscono tutti in un unico involucro sigillato.

4. Misto. Non c'è solo un cristallo semiconduttore, ma anche elementi passivi a film sottile (o film spesso) che sono posti sulla sua superficie.

Tipo di segnale elaborato

E il terzo e più recente tipo si basa su ciò che segnala i processi del circuito integrato. Sono:

1. Analogico. Qui i segnali di ingresso e uscita variano secondo la legge di una funzione continua. Possono variare da tensione di alimentazione negativa a positiva.
2. Digitale.In questo caso, qualsiasi segnale in ingresso o in uscita può avere due valori: uno logico o zero. Ognuno di loro ha il proprio livello di tensione predeterminato. Quindi, microcircuiti di tipo TTL, l'intervallo di 0-0,4 V è stimato a zero e 2,4-5 V per unità. Potrebbero esserci altre divisioni, tutto dipende dal campione specifico.
3. Analogico-digitale. Combinano i vantaggi e le caratteristiche dei campioni precedenti. Ad esempio, possono contenere amplificatori di segnale e convertitori analogico-digitali.

Specifiche legali

Cosa si dice dei circuiti integrati inlegislazione? Nel nostro paese abbiamo fornito protezione legale per topologie di circuiti integrati. Significa la disposizione geometrico-spaziale di un certo insieme di elementi specifici e connessioni tra loro fissate su un determinato supporto materiale (secondo l'articolo 1448 del codice civile della Federazione Russa). L'autore della topologia ha i seguenti diritti intellettuali sulla sua invenzione:

1. diritto d'autore.
2. Diritto esclusivo.

Inoltre, l'autore della topologia può possedere ealtre preferenze, inclusa la possibilità di ricevere un compenso per il suo utilizzo. Il diritto esclusivo è valido per dieci anni. Durante questo periodo, l'inventore, o la persona a cui è stato assegnato questo stato, può registrare la topologia con il servizio di proprietà intellettuale e brevetto appropriato.

conclusione

È tutto!Se desideri assemblare il tuo schema, puoi solo augurargli successo. Ma allo stesso tempo vorrei attirare la vostra attenzione su una caratteristica. Se si desidera assemblare un microcircuito, è necessario prepararsi a fondo per questo processo. Il fatto è che la sua creazione richiede una pulizia eccezionale a livello di una sala operatoria chirurgica, inoltre, a causa della piccolezza dei dettagli, non funzionerà per lavorare con un saldatore nella modalità abituale - tutte le azioni vengono eseguite da macchine. Pertanto, solo i circuiti possono essere creati a casa. Se lo desideri, puoi acquistare sviluppi industriali che verranno offerti sul mercato, ma è meglio lasciare l'idea di realizzarli a casa senza finanziamenti significativi.