Τύποι σύγχρονων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων - τύποι λογικής, περιπτώσεις

Όλα τα σύγχρονα μικροκυκλώματα χωρίζονται σε τρία είδη: ψηφιακά, αναλογικά και αναλογικά ψηφιακά, ανάλογα με το είδος των σημάτων με τα οποία λειτουργούν. Σήμερα θα μιλήσουμε για ψηφιακά μικροκυκλώματα, αφού τα περισσότερα μικροκυκλώματα στα ηλεκτρονικά είναι ψηφιακά, λειτουργούν με ψηφιακά σήματα.

Ένα ψηφιακό σήμα έχει δύο σταθερά επίπεδα - ένα λογικό μηδέν και μια λογική μονάδα. Για μικροκυκλώματα που γίνονται σύμφωνα με διαφορετικές τεχνολογίες, τα επίπεδα λογικού μηδενός και ενότητας διαφέρουν.

Στο εσωτερικό του ψηφιακού μικροκυκλώματος, μπορούν να υπάρχουν διάφορα στοιχεία των οποίων τα ονόματα είναι γνωστά σε κάθε ηλεκτρονικό μηχανικό: RAM, ROM, σύγκριση, αθροιστής, πολυπλέκτης, αποκωδικοποιητής, κωδικοποιητής, μετρητής, σκανδάλη, διάφορα λογικά στοιχεία κ.λπ.

Μέχρι σήμερα, τα πιο κοινά είναι τα ψηφιακά κυκλώματα των τεχνολογιών TTL (τρανζίστορ-τρανζίστορ λογική) και CMOS (συμπληρωματικές τεχνολογίες μετάλλου-οξειδίου-ημιαγωγού).

Στα τσιπ τεχνολογίας TTL, το μηδενικό επίπεδο είναι 0,4V και το επίπεδο της μονάδας είναι 2,4V. Για τα τσιπ τεχνολογίας CMOS, το επίπεδο μηδέν είναι σχεδόν μηδενικό και το επίπεδο της μονάδας είναι σχεδόν ίσο με την τάση τροφοδοσίας του τσιπ. Η μηδενική τάση του τσιπ CMOS επιτυγχάνεται συνδέοντας την αντίστοιχη έξοδο με το κοινό καλώδιο και η τάση υψηλού επιπέδου συνδέεται με το δίαυλο ισχύος.

Το όνομα του μικροκυκλώματος δείχνει τη σειρά του, η οποία αντανακλά τον τύπο της τεχνολογίας με την οποία κατασκευάζεται αυτή η μικροκυκλοφορία. Τα διαφορετικά μικροκυκλώματα έχουν διαφορετικές ταχύτητες, κυμαινόμενες στη συχνότητα περιορισμού, στο επιτρεπόμενο ρεύμα εξόδου, την κατανάλωση ενέργειας κλπ. Ο παρακάτω πίνακας δείχνει ορισμένους τύπους μικροκυκλωμάτων και τα χαρακτηριστικά τους.

Χαρακτηριστικά γνωστών τύπων τσιπ

Κατά το σχεδιασμό ενός κυκλώματος μιας ηλεκτρονικής συσκευής, προσπαθούν να χρησιμοποιούν κυρίως τσιπ του ίδιου τύπου λογικής για να αποφευχθούν ασυνέπειες στα επίπεδα των ψηφιακών σημάτων (άνω και κάτω επίπεδα).

Η επιλογή της συγκεκριμένης λογικής τσιπ βασίζεται στην απαιτούμενη συχνότητα λειτουργίας, την κατανάλωση ενέργειας και άλλα χαρακτηριστικά του τσιπ, καθώς και το κόστος του. Εντούτοις, μερικές φορές δεν είναι δυνατόν να περάσετε με ένα είδος μικροκυκλώματος, επειδή ένα μέρος του σχεδιαζόμενου κυκλώματος μπορεί να απαιτεί, για παράδειγμα, υψηλότερη ταχύτητα, χαρακτηριστική των μικροκυκλωμάτων τεχνολογίας ESL, και την άλλη, χαμηλή κατανάλωση ρεύματος, τυπική για μάρκες CMOS.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι προγραμματιστές πρέπει μερικές φορές να στραφούν στη χρήση επιπρόσθετων μετατροπέων στάθμης, αν και συχνά είναι δυνατόν να γίνει χωρίς αυτές: το σήμα εξόδου από το τσιπ CMOS μπορεί να τροφοδοτηθεί στην είσοδο TTL, αλλά δεν συνιστάται η παροχή του σήματος από το τσιπ TTL στο τσιπ CMOS. Στη συνέχεια, ας δούμε τις πιο δημοφιλείς περιπτώσεις σύγχρονων μικροκυκλωμάτων.

Βυθίστε

Μια κλασική ορθογώνια θήκη με δύο σειρές οδηγεί συχνά σε παλιές σανίδες. PDIP - πλαστική θήκη, CDIP - κεραμική θήκη. Η κεραμική έχει συντελεστή θερμικής διαστολής πλησίον του κρυστάλλου ημιαγωγού, επομένως η θήκη CDIP είναι πιο αξιόπιστη και ανθεκτική, ειδικά αν το μικροκυκλωματικό σύστημα χρησιμοποιείται σε δύσκολες κλιματολογικές συνθήκες.

Ο αριθμός των εξόδων υποδεικνύεται στον προσδιορισμό τσιπ: DIP8, DIP14, DIP16, κλπ. Τα τσιπ της σειράς TTL-logic 7400 έχουν ένα παραδοσιακό πακέτο DIP14. Αυτή η θήκη είναι κατάλληλη τόσο για αυτοματοποιημένη όσο και για χειροκίνητη συναρμολόγηση κατά την εγκατάσταση εξόδου (σε τρύπες στον πίνακα).

Τα εξαρτήματα σε πακέτα DIP είναι συνήθως διαθέσιμα με αριθμό ακίδων από 8 έως 64. Το βήμα μεταξύ των ακίδων είναι 2,54 mm και η απόσταση των γραμμών είναι 7,62, 10,16, 15,24 ή 22,86 mm.

Η αρίθμηση των πινάκων ξεκινάει από το επάνω αριστερό μέρος και πηγαίνει αριστερόστροφα. Το πρώτο συμπέρασμα βρίσκεται κοντά στο κλειδί - μια ειδική εσοχή ή μια κυκλική εσοχή σε μία από τις άκρες του περιβλήματος μικροκυκλωμάτων.Αν κοιτάξετε το σημάδι από πάνω, με το περίβλημα του μικροκυκλώματος στραμμένο προς τα κάτω, η πρώτη έξοδος θα είναι πάντοτε από την επάνω αριστερή πλευρά, τότε η μέτρηση πηγαίνει στην αριστερή πλευρά προς τα κάτω και έπειτα στη δεξιά πλευρά από κάτω προς τα πάνω.

SOIC

Ορθογώνιο περίβλημα μικροκυκλωμάτων για επιφανειακή (επίπεδη) συναρμολόγηση. Δύο σειρές ακίδων βρίσκονται και στις δύο πλευρές του τσιπ. Σχεδόν οι περιπτώσεις SOIC καταλαμβάνουν σχεδόν το ένα τρίτο, και μερικές φορές το μισό χώρο όπως οι περιπτώσεις DIP σε πίνακες, και η υπόθεση SOIC είναι τρεις φορές λεπτότερη από τα DIPs.

Η αρίθμηση των συμπερασμάτων, αν κοιτάξετε το τσιπ από ψηλά, ξεκινά από το πάνω αριστερό μέρος του κλειδιού με τη μορφή μιας στρογγυλής εσοχής, και μετά πηγαίνει αριστερόστροφα. Οι θήκες χαρακτηρίζονται ως SO8, SO14 κ.λπ., σύμφωνα με τον αριθμό των ακίδων: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 και 54. Η απόσταση μεταξύ των ακίδων είναι 1,27 mm. Σχεδόν όλα τα σύγχρονα μικροκυκλώματα DIP έχουν σήμερα αναλόγους για επίπεδη τοποθέτηση σε πακέτα SOIC.

PLCC (CLCC)

PLCC - πλαστικό και CLCC - κεραμικά επίπεδη περιβλήματα τετράγωνου σχήματος με επαφές κατά μήκος των άκρων σε τέσσερις πλευρές. Αυτή η θήκη έχει σχεδιαστεί για συγκόλληση με επιφανειακή (επίπεδη) τοποθέτηση σε πίνακα ή για τοποθέτηση σε ειδικό πλαίσιο (συχνά αποκαλούμενο "παχνί").

Επί του παρόντος, οι μάρκες μνήμης flash στο πακέτο PLCC, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως μάρκες BIOS στις μητρικές πλακέτες, χρησιμοποιούνται ευρέως. Εάν είναι απαραίτητο, ένα ψυγείο μπορεί εύκολα να εγκατασταθεί σε ένα μικροκυκλώνα, ακριβώς όπως σε ένα SOIC. Το βήμα μεταξύ των ποδιών είναι 1,27 mm. Ο αριθμός των συμπερασμάτων από 20 έως 84.

TQFP

Το TQFP είναι μια λεπτή τετραγωνική θήκη μικροκυκλώματος επιφανειακής στήριξης παρόμοια με την PLCC. Έχει μικρότερο πάχος (μόνο 1 mm) και έχει ένα τυποποιημένο μέγεθος πείρου (2 mm).

Ο πιθανός αριθμός συμπερασμάτων είναι από 32 έως 176 με μέγεθος μιας πλευράς της περίπτωσης από 5 έως 20 χιλιοστά. Οι αγωγοί χαλκού χρησιμοποιούνται σε αυξήσεις 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 και 1 χιλιοστό. Το TQFP σας επιτρέπει να επιλύσετε προβλήματα όπως η αύξηση της πυκνότητας εξαρτημάτων σε τυπωμένα κυκλώματα, μειώνοντας το μέγεθος του υποστρώματος, μειώνοντας το πάχος των περιβλημάτων των συσκευών.

Δείτε επίσης: Πώς τα ολοκληρωμένα κυκλώματα