Часть 1

GJ – быстродействующие ТТЛ-схемы;

GM – маломощные с диодами Шоттки ТТЛ-схемы; НВ – комплементарные МОП-схемы 4000А;

НС – комплементарные МОП-схемы 4500В.

Третья буква обозначает рабочий диапазон температуры или как исключение – другую важную характеристику:

А – температурный диапазон не нормирован;

В – от 0 до +70 °С; С – от –55 до +125 °С; D – от –25 до +70 °С; Е – от –25 до +85 °С; F – от –40 до +85 °С; G – от –55 до +85 °С.

Затем следует серийный номер. Он может быть либо четырехзначным числом, либо серийным номером, состоящим минимум из четырех цифр существующего внутрифирменного номера. Если последний состоит менее чем из четырех цифр, то количество цифр увеличивается до четырех путем добавления нулей перед ними.

Кроме того, за цифрами может следовать буква для обозначения варианта (разновидности) основного типа.

При обозначении вариантов корпусов (после серийного номера) первая буква показывает тип корпуса:

С – цилиндрический корпус;

D – с двухрядным параллельным расположением выводов (DIP); F – плоский (с двусторонним расположением выводов);

G – плоский (с четырехсторонним расположением выводов); К – металлический корпус типа ТО-3;

Q – с четырехрядным параллельным расположением выводов. Вторая буква показывает материал корпуса: В – бериллиевая кера-

мика; С – керамика; G – стеклокерамика; М – металл; Р – пластмасса. Ниже приводятся другие условные обозначения ИМС некоторых за-

рубежных фирм. Вначале дается пример внутрифирменного обозначения, а затем на его основе показано цифро-буквенное кодирование ИМС.

241

Фирма Advanced Micro Devices

Пример обозначения AM 27 S 18 F M

1 2 3 4 5 6

1.Фирменное буквенное обозначение: AM.

2.Функциональное назначение и технология: 25 – специализированные схемы со средним уровнем интеграции (MSI); 26 – интерфейсные схемы; 27 – биполярные запоминающие устройства; 28, 90, 91, 92, 94, 95 – МОП-схемы; 29 – биполярные микропроцессоры.

3.Тип схемы: L – маломощные; S – с диодами Шоттки; LS – маломощные с диодами Шоттки.

4.Серийный номер.

5.Тип корпуса: D – с двухрядным вертикальным расположением выводов типа DIP; Р – пластмассовый; F – плоский; X – бескорпусная ИМС.

6.Рабочий диапазон температуры: С – от 0 °С до 4 – 75 °С (коммерческое назначение); М – от –55 °С до 125 °С (специальное назначение).

Фирма American Microsystems Inc.

Пример обозначения S 1103 А 2 Р

1

2

3

4 5

1. Фирменное буквенное обозначение: S (другие варианты: MX, UL, SP).

2; 3. Серийный номер прибора и его вариант.

4.Тип корпуса: 1– пластмассовый: 2 – керамический с двухрядным расположением выводов (Cer-DIP); 3 – керамический типа DIP с однослойной металлизацией (SLAM); 4 – керамический (трехслойный); 5 – типа ТО (стандартный корпус, принятый в США).

5.Количество выводов: С – 22; D – 14; F – 12 (корпус ТО); Н – 16;

1– 28; L – 24; М – 40 (SLAM); P – 18 (DIP); Т – 40; U – 16; W – 24; Z – 28.

Фирма Analog Devices

Пример обозначения AD 7520 J N

1 2 3 4

1.Фирменное буквенное обозначение: AD.

2.Серийный номер.

3.Диапазон температуры: А, В, С (промышленное назначение); J, К, L (коммерческое назначение); S, T, U (специальное назначение).

4.Тип корпуса.

242

Логотипы фирм-производителей приведены в табл. 13.2.

Таблица 13.2

Логотипы фирм-производителей

243

Окончание табл. 13.2.

Обозначение ИМС на электрических принципиальных схемах и УГО ИМС

Обозначение ИМС на схеме электрической принципиальной (Э3) производится согласно ГОСТ двумя буквами (табл. 13.3), и далее следует позиционный номер в схеме в пределах группы.

УГО ИМС имеют форму прямоугольника. УГО элемента может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного (рис 13.5).

244

				Таблица 13.3
	Обозначение ИМС на электрических принципиальных схемах
		Схемы интегральные,	Схема интегральная аналоговая		DA
D		микросборки	Схема интегральная цифровая		DD
			Устройство хранения информации		DS
			Устройство задержки		DT

Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков (меток, обозначения функции элемента), по высоте – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях. Ширина основного поля не менее 10 мм, дополнительных не менее 5 мм (при большом числе знаков в метках и обозначении функции эти размеры увеличиваются (масштабируются) с кратным коэффициентом по ГОСТ), расстояние между выводами 5 мм, выводом и горизонтальной стороной обозначения – не менее 2,5 мм и кратно этой величине. При разделении групп элементов, относящихся к одной ИМС, прибегают к маркировке на рис. 13.6. Возле вывода указывается номер в соответствии с цоколевкой корпуса. Причем порядок расположения нумерации на схеме может не совпадать с цоколевкой.

Рис. 13.5. Типовое УГО и внешний вид ИМС

а

Рис. 13.6. Фрагменты схем

сиспользование цифровых (а)

ианалоговой микросхемы (б) (см также с. 246)

245

б

Рис. 13.6. Окончание

На зарубежных схемах ИМС обозначают либо одной буквой (U), ли-

бо двумя (IC) (рис. 13.7).

Рис. 13.7. Фрагмент принципиальной схемы монитора Samsung

246

13.4. Элементы и компоненты ГИС

Одним из основных элементов гибридных ИМС (ГИС) является подложка из стеклокерамического материала. Форма всегда прямоугольная. К подложке предъявляются высокие требования по чистоте обработки поверхности, по химической стойкости и электрической прочности.

Контактные площадки и соединительные проводники. Контакт-

ные площадки предназначены для обеспечения электрического контакта между пленочными элементами и соединительными проводниками, а также между пленочными и навесными элементами. Контактные площадки чаще всего изготавливаются из алюминия, потом медь, реже серебро, золото. Для улучшения адгезии (прилипания) между проводником (контактной площадкой) и подложкой их напыляют на подслой из никеля (рис. 13.8).

Контактная

Площадка Проводник

Металл

Рис. 13.8. Изготовление контактной площадки

Резисторы. Пленочные резисторы имеют прямоугольную форму

(рис. 13.9).

R R

Рис. 13.9. Топология и расчет пленочных резисторов

247

= C0S ,

При необходимости получить большую величину сопротивления допускается их изготовлять в виде меандра. Материалами для изготовления резисторов служат никель, нихром, металлокерамика.

Пленочные конденсаторы представляют собой пленочную трехслойную структуру, между пластинами наносится диэлектрическая пленка. Для обкладок применяют алюминий, медь, реже серебро, золото. В виде диэлектрика наносится окись кремния (SiO2; SiO), моноокись германия (GeO), окись тантала (Ta2О5). Не рекомендуется, но допускается для получения больших емкостей напылять многослойные конденсаторы. В большинстве случаев пленочный конденсатор представляет собой трехслойную структуру (рис. 13.10), состоящую из нижней (проводящей) обкладки 1, диэлектрической пленки 2 и верхней проводящей обкладки 3. В качестве обкладок тонкопленочного конденсатора используется алюминий, в качестве диэлектрика – монооксид германия или кремния, диоксид кремния, оксид тантала и др. В толстопленочных конденсаторах для создания обкладок используется проводящая паста, а для диэлектрика – диэлектрическая паста. Емкость пленочного конденсатора рассчитывается по известной формуле:

С = 0,885 εdS

где S – площадь взаимного перекрытия обкладок, см; ε – относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрика; d – толщина диэлектрика, см; С0 = 0,0885 ε/d – удельная емкость, пФ/см.

Диэлектрическая проницаемость применяемых материалов лежит в пределах от 3 до 25.

1 2 3

Подложка

Рис. 13.10. Конструкция пленочного конденсатора

248

Катушки индуктивности. Очень редко применяются пленочные катушки индуктивности (рис. 13.11).

Рис. 13.11. Пленочная катушка индуктивности

Навесные элементы – диоды и транзисторы могут быть с гибкими или жесткими выводами. Применение навесных элементов с жесткими выводами затрудняет процесс проектирования интегральных микросхем. Но жесткие выводы позволяют автоматизировать процесс сборки.

13.5. Элементы и компоненты полупроводниковых ИМС

Основой полупроводниковой ИМС является подложка из кремния обычно р-типа проводимости. В основе изготовления полупроводниковых ИМС лежит диффузионно-планарная или эпитаксильно-планарная технология. Оба эти метода предусматривают создание внутри полупроводника (т.е. в подложке) участков с чередующимися слоями р- и n-типа проводи-

мости (рис. 13.12).

В качестве сопротивлений в полупроводниковых ИМС используют объемное сопротивление полупроводниковой области. Поскольку параметрами диффузионных слоев – толщиной слоя, концентрацией и распределением примеси – задаются требования к транзисторным структурам, то необходимое сопротивление резистивного элемента может быть получено лишь путем выбора типа слоя, его ширины и длины. Эмиттерный слой, имеющий более высокую концентрацию примесей, используют для получения резисторов с малым сопротивлением (от 2 до 30 Ом), а базовый слой – с большим сопротивлением (от 100 Ом до 20 кОм). Отклонение сопротивления от номинального достигает 20 %, предельная частота – 100 МГц, максимальное рабочее напряжение – 5 и 20 В соответственно для эмиттерного и базового слоев.

249

В полупроводниковых схемах обычно применяют диффузионные резисторы, но если требуемое номинальное сопротивление на их основе не может быть реализовано, то в качестве резистивного элемента используют проводящие дорожки из пленки высокоомного металла, напыленные, как и межсоединения, на изолирующий слой двуокиси кремния, покрывающий поверхность кристалла. Эти резисторы называют пленочными.

Рис. 13.12. Конструкции транзисторов, диодов и сопротивлений

вполупроводниковой микросхеме

Вкачестве резисторов в полупроводниковых микросхемах используется также канал МДП-транзистора. Сопротивление при этом может регулироваться с помощью напряжения, подаваемого на затвор.

Вкачестве емкости в полупроводниковых ИМС используют емкость обратносмещенного коллекторного p-n-перехода (емкость до 100 пФ).

Биполярные транзисторы

Главное отличие биполярных транзисторов связано с их планарной конфигурацией областей внутри ИМС, из-за чего возрастает сопротивление транзистора в режиме насыщения (Rк – десятки – сотни ом). Это недостаток по сравнению с дискретными транзисторами, у которых сопротивление не превышает десятков Ом. Устранения этого недостатка добились введением под область коллектора слоя n+. В некоторых случаях для повышения быстродействия и снижения времени рассасывания неосновных носителей параллельно коллекторному переходу включают диод на основе контакта металл – полупроводник. Для устранения эффекта выпрямления под металлизированные области электродов вводят дополнительные легирующие примеси, создавая низкоомные области.

250