11 Дәріс. Интегралды микрохемалар (имс)

Қарастырылатын сұрақтар:

1. ИМСтердің түрлері, негізгі параметрлері мен сипаттамалары.

2. Жартылай өткізгішті ИМС.

3. Гибридті ИМС.

4. Қабыршақты ИМС.

5. Сызықты- импульсті ИМС.

6. Логикалық ИМС.

Негізгі әдебиет:

1. Гусев В. Г., Гусев Ю. М. Электроника и МПТ: Учебник для вузов - М.: Высш. шк., 2005. - 799 с.

2. Батоврин В.К., Бессонов А.С., Мошкин В.В. LabVIEW: практикум по аналоговой и цифровой электронике: Лабораторный практикум. Издание второе.-М., 2008.

Қосымша әдебиет:

1. Ф.И.Вайсбурд, Г.А.Панаев, Б.Н.Савельев. Электроные приборы и усилители. Изд.3-е, стереотипное. – М.: КомКнига, 2005. – 472 с.

2. Раимова А.Т., Якупов С.С. Электроника и основы микропроцессорной техники: Учебное пособие.- Оренбург: ГОУ ОГУ, 2003. – 145 с.

Көптеген күрделі техникалық мәселелерді шешуде электронды құрылғыларды қолдану олардың электр тізбектерінің шиеленісуіне алып келеді. Сонымен қатар жартылай өткізгішті құрылғылардың өлшемдері бір шама кішірейген. Бір актив элементтің өлшемі 1х1х0,2 мкм – ге дейін кішірейіп, бір микросхеманың ішіне 10⁶ (миллион) элементке дейін сыйдыру мүмкіншілігіне ие болды. Соңғы кезде сансыз көп элементті жаңа электронды құрылғылар құру микроэлектроника негізінде жүзеге асуда. Микроэлектроника дегеніміз электрониканың жаңа ғылыми-техникалық микроминиатюралық электронды құрылғылар құру мәселесімен шұғылданатын бағыты болып, бұл құрылғылар сенімді, арзан бағалы, тезәрекетті және энергияны аз пайдаланатындығымен ерекшеленеді. Микроэлектрониканың негізгі конструктивті-техникалық принципі - элементтік интеграциясы - бұл күрделі миниатюралық

элементтің ішінде бірнеше қарапайым элементтердің (диодтар, транзисторлар, резисторлар және т.б.) біріктірілуі. Осындай күрделі түрдегі микроэлементтер жиынтығын интегралды микросхемалар (ИМС) деп атайды.

Интегралды микросхема – бір технологиялық үрдіспен жасалған, өзара электрлік жалғанған, құрамында бесеуден кем болмаған актив (транзисторлар, диодтар) және пассив (рези­сторлар, конденсаторлар, дроссельдер) элементтері бар бүтін бір корпустың ішінде орналастырылған микроэлектронды құрылғы.

Интегралды микросхемалардың негізгі параметрлері болып жинақталу тығыздығы мен интеграция дәрежесі саналады. Жинақталу тығыздығы - интегралды микросхемалардың бірлік көлеміндегі элементтер санын, ал интеграция дәрәжесі - интегралды микросхема құрамына кіруші элементтер санын сипаттайды. Интегралды микросхемалар жасалу технологиясы бойынша жартылай өткізгішті, гибридті және қабыршақты болып бөлінеді.

Жартылай өткізгішті интегралды микросхемалар - барлық элементтері мен элементтер ара байланыстары жартылай өткізгіштің бетінде немесе бүкіл көлемінде орналастырылатын құрылғы.

Гибридті интегралды микросхема деп пассив элементтері шыны, керамика, ситалл немесе сапфир сияқты диэлектрик қабаттың үстіне әртүрлі қабрышақты жалату жолымен орналастырылған, ал актив элементтері корпуссыз іліндірілген жартылай өткізгішті құрылғыларды атайды.

Қабыршақты интегралды микросхема деп дараланған элементтері мен элементтер ара байланыстары диэлектриктің беткі қабатына жартылай өткізгішті материалдары қабыршақ (пленка) жолымен жалатылған құрылғыны атайды. Қабыршақты элементтерді жасаудағы жоғары дәлдігі біріктірілген технология бойынша жасалған микросхемаларда пайдалануы мүмкін болып, онда актив элементтері мен пассив элементтердің бір бөлігі жартылай өткізгіш көлемінде, ал пассив элементтердің қалған бөлігі оның беткі қабатында қабыршақты етіп жалату жолымен орналастырылады. Мұндай екі технологияны бірден қолдану микросхемалардың бағасын жоғарылатады, дегенмен олардың параметрлерінің дәлдігінің жоғары болғандықтан, көп қолданыста болады.

Соңғы кездерде гибридті микросхемалардың іліндірілген актив элементтері ретінде жартылай өткізгіштік микросхемалар қолданылатын біріктірілген технологиялар көп қолданылуда. Мұндай технологиялар тезәрекетті электронды-есептеу машинасы үшін қолданылады.

Интегралды микросхемалардың параметрлері. Жартылайөткізгіш диодтар мен транзисторларға қарағанда инте­гральды микросхемалар жеке элемент емес, электр сигналдарын өзгертуге арналған біртұтас функциональдық құрылғы. Қолдануына қарай интегралды микросхемалар

сызықтық-импульстік және логикалық болып екіге бөлінеді.

Сызықты - импульстік микросхемаларға кірмелі және шықпалы сигналдары арасында шамамен пропорциалық тәуелділікке әкелетін микросхемаларды жатады. Кірмелі сигнал ретінде кернеу болады, ал кірмелі тоқ өте сирек болады, шықпалы сигнал - шықпалы кернеу.

Логикалық интегралды микросхемалар, бірнеше кірмесі және шықпасы бар құрылғы. Оларда кірмелі, шықпалы кернеулері тек бір қалыпты көрсеткішке ие болады, ал шықпалы кернеуі әртүрлі кірмесіндегі құрылғылардағы кернеудің бар немесе жоқ болғанына байланысты болады. Бұл микросхемалардың басты параметрлері кірмелі және шықпалы кернеуі және жылдамдығы.