86. Основные параметры цифровых интегральных схем;
Основными параметрами являются:
– реализуемая логическая функция;
– быстродействие;
– коэффициент объединения по входу;
– коэффициент разветвления по выходу (нагрузочная способность);
– помехоустойчивость;
– потребляемая мощность;
– устойчивость против внешних воздействий;
– степень интеграции, надежность.
Если цепь состоит из N последовательно включенных однотипных логических ИМС, то время прохождения сигнала по цепи
,(одной
ИС) тогда
и зависит от режима работы транзистора в микросхеме и потребляемой мощности.
По среднему времени задержки ИС делятся на:
– сверхбыстродействующие tзд ср < 5 нс;
– быстродействующие 10 нс > tзд ср > 5 нс;
– среднего быстродействия 100 нс > tзд ср > 0 нс;
– низкого быстродействия tзд ср > 100 нс.
Коэффициент объединения по входу m – макс. число входов, кот. может иметь логический элемент. Чаще всего коэффициент объединения по входу не превышает 8, что определяется ограниченным числом выводов ИС.
Коэффициент разветвления по выходу n – нагрузочная способность, определяется числом схем этой же серии, входы которых могут быть присоединены к выходу данной схемы без нарушения ее работоспособности. Чем выше n, тем шире логические возможности микросхемы и тем меньшее число микросхем необходимо для построения сложного вычислительного устройства. Однако увеличение n, т.е. увеличение числа нагрузок, ухудшает помехоустойчивость и быстродействие.
Помехоустойчивость Uп макс – наибольшее значение напряжения на входе микросхемы, при котором еще не происходит изменение уровней выходного напряжения.
Помехи бывают статические и динамические.
Потребляемая мощность. Мощность, потребляемая микросхемой от источника питания, определяется выражением
, где Uипj –
напряжение j-го
источника питания; Ij –
ток в соответствующем выводе схемы.
Потребляемая схемой мощность в любой момент времени не является постоянной, а зависит от логического состояния и типа логического элемента и изменяется при переключении схемы. Поэтому в качестве основного параметра используют не мгновенное, а среднее значение мощности, потребляемой микросхемой за достаточно большой промежуток времени
,где P0
и P1 –
мощности, потребляемые схемой в состоянии
логического нуля "включено" и в
состоянии логической единицы "выключено".
Надежность интегральных логических элементов определяет их свойство выполнять заданные функции при сохранении эксплуатационных показателей в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки на отказ.
87. Система обозначений цифровых интегральных схем;
Система условных обозначений современных типов интегральных микросхем установлена ОСТ 11073915-80. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.
Первый элемент–цифра, обозначающая группу интегральной микросхемы по конструктивно-технологическому исполнению: 1,5,6,7 - полупроводниковые ИМС; 2,4,8 - гибридные; 3 - прочие (пленочные, вакуумные, керамические). Второй элемент - две или три цифры (от 01 до 99 или от 001 до 999), указывающие на порядковый номер разработки данной серии ИМС.
Первый и второй элемент образуют серию микросхем.
Третий элемент - две буквы, обозначающие функциональную подгруппу и вид микросхемы.
Четвертый элемент - число, обозначающее порядковый номер разработки микросхемы в серии.
В обозначение также могут быть введены дополнительные символы (от А до Я), определяющие допуски на разброс параметров микросхем и т. п. Перед первым элементом обозначения могут стоять следующие буквы:
К - для аппаратуры широкого применения; Э - на экспорт (шаг выводов 2,54 и 1,27 мм);
Р - пластмассовый корпус второго типа; М - керамический, металло- или стеклокерамический корпус второго типа;
Е - металлополимерный корпус второго типа; А - пластмассовый корпус четвертого типа;
И - стеклокерамический корпус четвертого типа Н - кристаллоноситель.
Для бескорпусных интегральных микросхем перед номером серии может добавляться буква Б, а после нее, или после дополнительного буквенного обозначения через дефис указывается цифра, характеризующая модификацию конструктивного исполнения:
1 - с гибкими выводами; 2 - с ленточными выводами;
3 - с жесткими выводами; 4 - на общей пластине (неразделенные);
5 - разделенные без потери ориентировки (например, наклеенные на пленку); 6 - с контактными площадками без выводов (кристалл).