Цифровая схемотехника

Методическое пособие - Разное

Другие методички по предмету Разное

?ают следующие микроэлектронные устройства:

  1. Аналоговые
  2. Усилительные устройства (усилители).
  3. Функциональные преобразователи, выполняющие математические операции с аналоговыми сигналами (например, интегрирование, дифференцирование и т.д.).
  4. Измерительные преобразователи и датчики физических величин.
  5. Модуляторы и демодуляторы, фильтры, смесители и генераторы гармонических колебаний.
  6. Запоминающие устройства.
  7. Стабилизаторы напряжений и токов.
  8. Интегральные микросхемы специального назначения (например, для обработки радио- и видеосигналов, компараторы, коммутаторы и т.д.).
  9. Цифровые МЭУ
  10. Логические элементы.
  11. Шифраторы, дешифраторы кодов и кодопреобразователи.
  12. Запоминающие элементы (триггеры).
  13. Запоминающие устройства (ОЗУ, ПЗУ, ППЗУ, ПЛМ и др.).
  14. Арифметико-логические устройства.
  15. Селекторы, формирователи и генераторы импульсов.
  16. Счётные устройства (счётчики импульсов).
  17. Цифровые компараторы, коммутаторы дискретных сигналов.
  18. Регистры.
  19. Микросхемы специального назначения (например, таймерные, микропроцессорные комплекты ИС и т.д.).

Приведённая классификация далеко не исчерпывающая, но позволяет сделать вывод, что номенклатура цифровых устройств значительно шире номенклатуры аналоговых МЭУ.

Кроме перечисленных, существуют микросхемы преобразователей уровней сигналов, например триггеры Шмита, у которых входные сигналы являются аналоговыми, а выходные дискретными, двоичными. Такие микросхемы занимают промежуточное положение. Аналогично, микросхемы аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей (АЦП и ЦАП), коммутаторы аналоговых сигналов, управляющиеся дискретными сигналами, следует отнести к промежуточным МЭУ.

В зависимости от количества реализуемых функций различают однофункциональные (простые) и многофункциональные (сложные) МЭУ. В многофункциональных устройствах функции могут выполняться одновременно либо последовательно во времени. В зависимости от этого, в первом случае, устройства называют устройствами параллельного действия, а во втором случае устройствами последовательного действия или последовательностными. Если настройка многофункционального устройства на выполнение той или иной функции осуществляется путём коммутации входов (физической перекоммутацией электрических цепей), то такое устройство называют устройством с жёсткой логикой работы. А если изменение выполняемых функций производится с помощью дополнительных внешних сигналов (на так называемых управляющих входах), то такие МЭУ следует отнести к программно-управляемым. Например, ИМС арифметико-логических устройств (АЛУ) могут реализовать арифметические либо логические операции с двумя многоразрядными двоичными числами. А настройка на выполнение арифметических (либо логических) операций осуществляется одним дополнительным внешним сигналом, в зависимости от значения которого будут выполняться желаемые действия. Поэтому АЛУ следует отнести к программно-управляемым МЭУ.

По технологии изготовления все ИМС делятся на:

  1. Полупроводниковые;
  2. Плёночные;
  3. Гибридные.

В полупроводниковых ИС все компоненты и соединения выполнены в объёме и на поверхности кристалла полупроводника. Эти ИС делятся на биполярные микросхемы (с фиксированной полярностью питающих напряжений) и на униполярные с возможностью смены полярности питающего напряжения. В зависимости от схемотехнического исполнения внутреннего содержания биполярные микросхемы делятся на следующие виды:

  • ТТЛ транзисторно-транзисторной логики;
  • ТТЛш транзисторно-транзисторной логики с транзисторами и диодами Шотки;
  • ЭСЛ эмиттерно-связанной логики;
  • И2Л инжекционной логики и другие.

Микросхемы униполярной технологии выполняются на МДП-транзисторах (металлдиэлектрикполупроводник), либо на МОП-транзисторах (металлокиселполупроводник), либо на КМОП-транзисторах (комплиментарные металл окисел полупроводник).

В плёночных ИС все компоненты и связи выполняются только на поверхности кристалла полупроводника. Различают тонкоплёночные (с толщиной слоя менее 1 микрона) и толстоплёночные с толщиной плёнки более микрона. Тонкоплёночные ИС изготавливаются методом термовакуумного осаждения и катодного распыления, а толстоплёночные методом шелкографии с последующим вжиганием присадок.

Гибридные ИС состоят из простых и сложных компонентов, расположенных на одной подложке. В качестве сложных компонентов обычно используются кристаллы полупроводниковых либо плёночных ИС. К простым относятся дискретные компоненты электронной техники (транзисторы, диоды, конденсаторы, индуктивности и т.д.). Все эти компоненты конструктивно располагаются на одной подложке и на ней также выполняются электрические соединения между ними. Причём одна подложка с расположенными на ней компонентами образуют один слой гибридной ИС. Различают однослойные и многослойные гибридные ИС. Многослойная гибридная ИС способна выполнять достаточно сложные функции по обработке сигналов. Такая микросхема равносильна по действию микроблоку устройств, либо, если она предназначена для самостоятельного применения, действию целого блока.

Кроме того, любые микросхемы оцениваются количественным показателем их ?/p>