Typy moderních integrovaných obvodů - typy logiky, případy

Všechny moderní mikroobvody jsou rozděleny do tří typů: digitální, analogový a analogově digitální, v závislosti na typu signálu, se kterým pracují. Dnes budeme hovořit o digitálních mikroobvodech, protože většina mikroobvodů v elektronice je digitální, pracují s digitálními signály.

Digitální signál má dvě stabilní úrovně - logickou nulu a logickou jednotku. U mikroobvodů vyrobených podle různých technologií se úrovně logické nuly a jednoty liší.

Uvnitř digitálního mikroobvodu mohou být různé prvky, jejichž jména jsou známa kterémukoli elektronickému inženýrovi: RAM, ROM, komparátor, sčítač, multiplexer, dekodér, kodér, čítač, trigger, různé logické prvky atd.

K dnešnímu dni jsou digitální obvody technologií TTL (tranzistor-tranzistorová logika) a CMOS (komplementární oxidy kovů a polovodiče) nejběžnější.

V čipech technologie TTL je nulová úroveň 0,4 V a jednotková úroveň 2,4 V. U čipů technologie CMOS je nulová úroveň téměř nulová a úroveň jednotky je téměř stejná jako napájecí napětí čipu. Nulové napětí čipu CMOS je získáno připojením odpovídajícího výstupu ke společnému vodiči a vysoké napětí je připojeno k napájecí sběrnici.

Název mikroobvodu označuje jeho řadu, která odráží typ technologie, kterým je tento mikroobvod vyroben. Různé mikroobvody mají různé rychlosti, měnící se v omezující frekvenci, v přípustném výstupním proudu, spotřebě energie atd. Níže uvedená tabulka ukazuje některé typy mikroobvodů a jejich vlastnosti.

Charakteristika populárních typů čipů

Při navrhování obvodu elektronického zařízení se snaží použít především čipy stejného typu logiky, aby nedocházelo k nesrovnalostem v úrovních digitálních signálů (horní a dolní úroveň).

Výběr specifické čipové logiky je založen na požadované provozní frekvenci, spotřebě energie a dalších charakteristikách čipu, jakož i na jeho ceně. Někdy však není možné obejít se s jedním typem mikroobvodů, protože jedna část navrženého obvodu může vyžadovat například vyšší rychlost, charakteristiku mikroobvodů technologie ESL, a druhá, nízká spotřeba energie, typická pro čipy CMOS.

V takových případech se vývojáři někdy musí uchýlit k použití dalších převodníků úrovně, i když je často možné se obejít bez nich: výstupní signál z čipu CMOS může být přiváděn na vstup TTL, ale nedoporučuje se dodávat signál z čipu TTL do čipu CMOS. Dále se podívejme na nejoblíbenější případy moderních mikroobvodů.

Dip

Klasické obdélníkové pouzdro se dvěma řadami vodičů, které se často nacházejí na starých deskách. PDIP - plastové pouzdro, CDIP - keramické pouzdro. Keramika má koeficient tepelné roztažnosti blízký polovodičovému krystalu, proto je případ CDIP spolehlivější a trvanlivější, zejména pokud se mikroobvod používá v náročných klimatických podmínkách.

Počet výstupů je uveden v označení čipu: DIP8, DIP14, DIP16 atd. Čipy řady TTL-logic 7400 mají tradiční balíček DIP14. Toto pouzdro je vhodné pro automatickou i ruční montáž během instalace výstupu (do otvorů na desce).

Komponenty v baleních DIP jsou obvykle k dispozici s počtem kolíků od 8 do 64. Rozteč mezi kolíky je 2,54 mm a rozteč řádků je 7,62, 10,16, 15,24 nebo 22,86 mm.

Číslování čepů začíná zleva nahoru a jde proti směru hodinových ručiček. První závěr je umístěn v blízkosti klíče - speciální vybrání nebo kruhové vybrání na jedné z okrajů pouzdra mikroobvodu.Pokud se podíváte na označení shora, s pouzdrem mikroobvodu směřujícím dolů, první výstup bude vždy zleva vlevo, pak se počet sníží na levé straně dolů a poté na pravé straně zdola nahoru.

SOIC

Obdélníkový kryt mikroobvodů pro povrchovou (rovinnou) montáž. Na obou stranách čipu jsou umístěny dvě řady kolíků. Téměř tři případy SOIC zabírají téměř třetinu a někdy i polovinu prostoru jako případy DIP na deskách a případ SOIC je třikrát tenčí než DIP.

Číslování závěrů, pokud se podíváte na čip shora, začíná vlevo nahoře od klíče v podobě kruhového vybrání, poté jde proti směru hodinových ručiček. Pouzdra jsou označena SO8, SO14 atd., Podle počtu kolíků: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 a 54. Vzdálenost mezi kolíky je 1,27 mm. Téměř všechny moderní DIP mikroobvody mají dnes analoga pro planární montáž v SOIC obalech.

PLCC (CLCC)

PLCC - plast a СLCC - keramické rovinné případy čtvercového tvaru s kontakty podél okrajů na čtyřech stranách. Toto pouzdro je určeno pro pájení povrchovou (planární) montáží na desku nebo pro instalaci do speciálního panelu (často nazývaného „postýlka“).

V současné době se široce používají čipy flash paměti v balíčku PLCC, které se používají jako čipy systému BIOS na základních deskách. V případě potřeby lze radiátor snadno nainstalovat na mikroobvod, stejně jako na SOIC. Rozteč mezi nohama je 1,27 mm. Počet závěrů od 20 do 84.

TQFP

TQFP je tenký čtvercový povrchový mikroobvod podobný PLCC. Má menší tloušťku (pouze 1 mm) a standardní velikost čepu (2 mm).

Možný počet závěrů je od 32 do 176 s velikostí jedné strany případu od 5 do 20 milimetrů. Měděné elektrody se používají v přírůstcích 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 a 1 milimetr. TQFP umožňuje řešit problémy, jako je zvýšení hustoty součástí na deskách plošných spojů, zmenšení velikosti substrátu, zmenšení tloušťky krytů zařízení.

Viz také: Jak integrované obvody