Интегральные микросхемы

Интегральная микросхема – это устройство с высокой плотностью упаковки электрически связанных элементов, выполняющих определенную функцию обработки и преобразования эл. сигналов, и рассматриваемое с точки зрения конструкции как единое целое.

Классификация микросхем

1. По конструктивно-технологическому признаку: полупроводниковый, пленочный, гибридный.

2. По степени интеграции: малые (МИС), средние (СИС), большие (БИС), сверхбольшие (СБИС).

3. По функциональному признаку, то есть зависит от функций, выполняемых схемой: генерирование, усиление, аналоговые, цифровые.

I. Полупроводниковая микросхема

Это такая микросхема, в которой все элементы и межэлементные соединения выполняются в объеме и на поверхности полупроводникового материала.

II. Пленочная микросхема

Это такая микросхема, все элементы и межэлементные связи которой выполняются только в виде проводящих пленок и диэлектрических материалов.

Виды:

Толстопленочный (более 1мк) и тонкопленочный (1 мк).

Пассивные элементы пленочной микросхемы наносятся на подложку, активные элементы: диоды, транзисторы – навешивают на пленочную схему, в результате чего получается смешанная пленочно-дискретная ИС, которая называется гибридной микросхемой.

Степень интеграции определяется коэффициентом интеграции по формуле: k = lgN; N – коэффициент интеграции.

МИС = 10² элементов на кристалле; СИС = 10³; БИС = 10⁴; СБИС = 10⁶; ультра большие (УБИС) = 10⁹; гига большие (ГБИС) = более 10⁹.

По функциональному назначению ИС делятся:

АИМ – эта микросхема предназначена для преобразования и обработки сигналов по закону непрерывной функции.

Аналоговые схемы:

Компараторы, генераторы сигналов, фильтры, в том числе на физоэффекте, аналоговые умножители, аналоговые аттенюаторы, стабилизаторы источника питания, преобразователь сигналов, схема синхронизации, различные датчики.

Цифровые ИМС

Это микросхема, предназначенная для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции. Пример: выраженный в двоичном или другом цифровом коде.

Виды: логические элементы, триггеры, счетчики, регистры, буксирный преобразователь, шифраторы, дешифраторы, цифровой компаратор, мультиплексоры, демультиплексоры, сумматоры, полусумматоры, ключи, АЛУ, микроконтроллеры, однокристальные микрокомпьютеры.

Элементы конструкции микросхем

Корпус

Подложка – предназначена для нанесения на нее элементов гибридных и пленочных элементов МС, межэлементных и межкомпонентных соединений, а так же контактных площадок.

Плита (стеклотекстолит) – это часть подложки, на которую нанесены пленочные элементы и межэлементные и межкомпонентные соединения.

Полупроводниковая пластина – это заготовка из полупроводникового материала, предназначена для изготовления полупроводниковой ИМС.

Кристалл – это часть пластины, в объеме и на поверхности которой сформированы элементы полупроводниковой микросхемы, межэлементные соединения и контактные пластины.

Вывод: бескорпусная ИМС – это проводник, соединенный электрически с контактной площадкой кристалла или механически с его поверхностью.