Nykyaikaisten integroitujen piirien tyypit - logiikkatyypit, tapaukset

Kaikki nykyaikaiset mikropiirit on jaettu kolmeen tyyppiin: digitaalinen, analoginen ja analogi-digitaalinen, riippuen siitä, minkä tyyppisillä signaaleilla ne toimivat. Tänään puhumme digitaalisista mikropiireistä, koska suurin osa elektroniikan mikropiireistä on digitaalisia, ja ne toimivat digitaalisignaaleilla.

Digitaalisella signaalilla on kaksi vakaata tasoa - looginen nolla ja looginen yksikkö. Eri tekniikoiden mukaisesti valmistettujen mikropiirit loogisen nollan ja yhtenäisyyden tasot eroavat toisistaan.

Digitaalisen mikropiirin sisällä voi olla erilaisia ​​elementtejä, joiden nimet ovat jokaiselle sähkötekniikalle tiedossa: RAM, ROM, vertailija, summain, multiplekseri, dekooderi, kooderi, laskuri, liipaisin, erilaiset logiikkaelementit jne.

Tähän päivään mennessä TTL (transistori-transistorilogiikka) ja CMOS (komplementaarinen metallioksidi-puolijohde) tekniikat ovat digitaalipiirejä yleisimpiä.

TTL-tekniikan siruissa nollataso on 0,4 V ja yksikkötaso 2,4 V. CMOS-tekniikan piirien nollataso on melkein nolla ja yksikkötaso on melkein yhtä suuri kuin sirun syöttöjännite. CMOS-sirun nollajännite saadaan kytkemällä vastaava lähtö yhteiseen johtoon, ja korkea jännite kytketään tehoväylään.

Mikropiirin nimi osoittaa sen sarjan, joka heijastaa tekniikkaa, jolla tämä mikropiiri tehdään. Eri mikropiireillä on erilaiset nopeudet, jotka vaihtelevat rajataajuuden, sallitun lähtövirran, virrankulutuksen jne. Välillä. Seuraavassa taulukossa esitetään tietyt mikropiirit ja niiden ominaisuudet.

Suosittujen sirutyyppien ominaisuudet

Suunnitellessaan elektronisen laitteen piiriä he yrittävät käyttää pääasiassa saman tyyppisiä logiikkapiirejä, jotta vältetään epäjohdonmukaisuudet digitaalisten signaalien tasolla (ylemmät ja alemmat tasot).

Erityisen sirun logiikan valinta perustuu sirun vaadittuun toimintataajuuteen, virrankulutukseen ja muihin ominaisuuksiin sekä sen kustannuksiin. Toisinaan ei kuitenkaan ole mahdollista päästä läpi yhden tyyppisillä mikropiireillä, koska yksi osa suunniteltua virtapiiriä voi vaatia esimerkiksi suurempaa nopeutta, ESL-tekniikan mikropiireille ominaista, ja toista, alhaista virrankulutusta, tyypillistä CMOS-siruille.

Tällaisissa tapauksissa kehittäjien on joskus turvauduttava ylimääräisten tasomuuntajien käyttämiseen, vaikkakin on usein mahdollista tehdä ilman niitä: CMOS-sirun lähtösignaali voidaan syöttää TTL-tuloon, mutta TTL-sirun signaalin syöttämistä CMOS-sirulle ei suositella. Seuraavaksi tarkastellaan suosituimpia tapauksia nykyaikaisissa mikropiireissä.

DIP

Klassinen suorakulmainen kotelo, jossa kaksi riviä johtimia, löytyy usein vanhoista levyistä. PDIP - muovikotelo, CDIP - keraaminen kotelo. Keramiikalla on lämpölaajenemiskerroin lähellä puolijohdekitettä, joten CDIP-tapaus on luotettavampi ja kestävämpi, varsinkin jos mikropiiriä käytetään vaikeissa ilmasto-olosuhteissa.

Lähtöjen lukumäärä ilmoitetaan sirumerkinnässä: DIP8, DIP14, DIP16 jne. TTL-logic 7400 -sarjan siruilla on perinteinen DIP14-paketti. Tämä kotelo soveltuu hyvin sekä automaattiseen että manuaaliseen kokoonpanoon lähtönä asennuksen aikana (levyn reikiin).

DIP-pakettien komponentteja on yleensä saatavana tapilla 8 - 64. Tappien välinen väli on 2,54 mm ja riviväli 7,62, 10,16, 15,24 tai 22,86 mm.

Tappien numerointi alkaa vasemmasta yläkulmasta ja kulkee vastapäivään. Ensimmäinen johtopäätös sijaitsee lähellä avainta - erityinen syvennys tai pyöreä syvennys mikropiirin kotelon yhdellä reunalla.Jos katsot merkintää ylhäältäpäin, mikrosirun kotelo osoittaa alaspäin, ensimmäinen lähtö on aina vasemmasta yläkulmasta, sitten laskettu vasemmalle puolelle alaspäin, sitten oikealle puolelle alhaalta ylöspäin.

SOIC

Mikropiirien suorakulmainen kotelo pinta (tasomainen) asennusta varten. Kaksi riviä tapit sijaitsevat sirun molemmilla puolilla. Lähes SOIC-tapaukset vievät lähes kolmanneksen ja toisinaan puolet enemmän tilaa kuin DIP-tapaukset levyillä, ja SOIC-tapaus on kolme kertaa ohuempi kuin DIP-tapaukset.

Päätelmien numerointi, jos tarkastellaan sirua ylhäältä, alkaa avaimen vasemmasta yläkulmasta pyöreän syvennyksen muodossa, etenee sitten vastapäivään. Kotelot on merkitty SO8, SO14, jne. Tapien lukumäärän mukaan: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 ja 54. Tappien välinen etäisyys on 1,27 mm. Lähes kaikilla nykyaikaisilla DIP-mikropiireillä on nykyään analogioita tasoasennukseen SOIC-paketteihin.

PLCC (CLCC)

PLCC - muovi ja СLCC - neliön muotoiset keraamiset tasomaiset kotelot, joiden reunat ovat koskettimia neljästä sivusta. Tämä kotelo on tarkoitettu juottamiseen pinta (tasomaisesti) asentamalla levylle tai asennettavaksi erityiseen paneeliin (jota usein kutsutaan "pinnasängyksi").

Tällä hetkellä PLCC-paketin flash-muistipiirejä, joita käytetään emolevyjen BIOS-siruina, käytetään laajalti. Jäähdytin voidaan tarvittaessa asentaa helposti mikropiiriin, kuten SOIC: iin. Jalkojen väli on 1,27 mm. Päätelmien lukumäärä 20: stä 84: ään.

TQFP

TQFP on ohut neliömäinen pinta-asennettava mikropiirilaukku, joka muistuttaa PLCC: tä. Sen paksuus on pienempi (vain 1 mm) ja vakionappikoko (2 mm).

Mahdollisten johtopäätösten lukumäärä on 32 - 176, tapauksen yhden sivun koon ollessa 5 - 20 millimetriä. Kuparijohtimia käytetään asteikolla 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 ja 1 millimetri. TQFP antaa sinun ratkaista ongelmia, kuten painettujen piirilevyjen komponenttien tiheyden lisääminen, substraatin koon pienentäminen, laitteiden koteloiden paksuuden vähentäminen.

Katso myös: Kuinka integroidut piirit?