3.Інтегральні мікросхеми: означення, класифікація, система умовних позначень.

Інтегральні мікросхеми (ІМС) - мікроелектронні вироби, які виконують функцію оброблення сигнал і накопичення інформації і мають високу щільність розміщення неподільно виконаних і електрично зєднаних елементів, компонентів і кристалів, які щодо вимог до випробувань, приймання, постачання і експлуатації розглядаються як неподільні. Перевагами ІМС є: малі розміри, маса та споживана потужність, високі надійність та швидкодія.

Елемент ІМС - конструктивно виділена і невіддільно від кристала сформована частина ІМС, якареалізує функцію одного з електрорадіоелементів (наприклад,діода,транзистора,резистора, конденсатора) і щодо вимог до випробувань, приймання, постачання і експлуатації не може розглядатись як самостійний виріб.

Компонент ІМС – частина ІМС, що реалізує функцію одного з електрорадіоделементів і щодо вимог до випробувань, приймання, постачання та експлуатації може бути виділена як самостійний виріб. Компоненти виготовляють коремо й установлюють у мікросхему при

виконанні складально-монтажних операцій. До простих компонентів належать безклрпусні діоди, транзистори, конденсатори, резистори, малогабаритні індуктивності й трансформатори. Складні компоненти – це безкорпусні ІМС, функціональні мікросхеми та ін.

Базовий кристал ІМС – конструктивно виділена частина напівпровідникової пластини з певним набором сформованих елементів, електриіно зєднаних і не зєднаних між собою, яка використовується для створення ІМС за допомогою виготовлення міжелементних зєднань. Для класифікації ІМС можна використовувати різні критерії: ступінь інтеграції, фізичний принцип роботи активних елементів, виконувану функцію, швидкодію, споживану потужність, застосовність в апаратурі й ін. За ступенем інтеграції ІМС поділяються на типи: прості ( не більш 10 елементів);cередні (від 10 до 100 елементів); великі (ВІС) ( від 100 до 1000 елементів; надвеликі (НВІС) - більш 1000 елементів. За характером функцій, які вони виконують: цифрові (тригери, шифратори, компаратори); аналогові (підсилювачі, генератори сигналів).Але найбільш поширеною є класифікація за конструктивно-технологічними ознаками, оскільки при цьому в назві мікросхеми міститься загальна інформація про її конструкцію і технологію виготовлення:(НІМС)(ПІМС)(ГІМС) (ВІС)(НВІС)(ГВІС)(дивись 2 питання)

4. Власна електронна та діркова електропровідність.

У роботі усіх мікроелектронних пристроїв визначальну роль відіграють явища переносу рухливих носіїв заряду або так звані кінетичні явища. Причиною цих явищ є те, що в процесі свого переміщення рухливі носії заряду переносять масу, заряд, енергію та ін. Якщо утворюються умови, за яких потоки носіїв заряду стають спрямованими, то виникає ряд електричних ефектів, які покладені в основі практичного використання напівпровідників (електропровідність, ефект Холла, зміна опору в магнітному полі, термоЕРС.). Електрони та дірки, які можуть переміщуватися, тобто створювати електропровідність, називають рухливими носіями заряду або носіями заряду. Генерація пар носіїв заряду - це виникнення пари електрон провідності - дірка провідності. Завдяки тому, що електрони та дірки провідності рухаються хаотично, обов’язково відбувається і процес, зворотний генерації пар носіїв - рекомбінація (електрони провідності займають вільні місця у валентній зоні, об’єднуються з дірками). Напівпровідник без домішок називають власним напівпровідником. Він має власну електропровідність, яка складається із електропровідності електронної та діркової. Незважаючи на те, що кількість електронів та дірок у власному напівпровіднику однакова, електронна електропровідність переважає, що пояснюється більшою рухливістю електронів порівняно з рухливістю дірок. Якщо до напівпровідника не прикладати напругу, то електрони та дірки провідності здійснюють хаотичний тепловий рух і ніякого струму немає. Під дією різниці потенціалів в напівпровіднику виникає електричне поле, яке прискорює електрони і дірки та утворює їх поступальний рух - струм провідності. Рух носіїв заряду під дією електричного поля називають дрейфом носіїв, а струм провідності - струмом дрейфу (ідр). Повний струм провідності складається з електронного та діркового струму: ідр = іnдр + іpдр. Щоб установити, від яких величин залежить струм дрейфу, розглянемо густину струму j: jдр = jnдр + jpдр. Густина струму - це фізична величина, яка чисельно дорівнює заряду, що проходить через одиницю площі за 1 с, тобто jnдр = n · e ·Vn ,де n - концентрація електронів, e - заряд електрона, Vn - середня швидкість поступального руху електронів під дією поля. Середня швидкість враховує хаотичний тепловий рух з численними зіткненнями електронів та атомів кристалічної решітки. Від одного зіткнення до іншого електрони прискорюються полем, і тому швидкість Vn, пропорційна напруженості поля Е: Vn = µn· Е, де µn - коефіцієнт пропорційності, який називається рухливістю носіїв заряду (в даному випадку електронів).