6.8 Рекомендации по применению ис кмоп

Для обеспечения высокой надежности работы устройств на КМОП- структурах необходимо применять дополнительные меры защиты от воздействия статического электричества, от воздействия импульсных полей и др. Электростатический разряд возникает, если электростатический заряд с высоким потенциалом относительно земли попадает на выходы ИС. Если микросхема хотя бы однажды подвергалась воздействию статического электричества, она становится менее надежной. Уровень безопасного электростатического потенциала ИС К564, обеспечиваемого схемой защиты, составляет 100 В. Второй вид пробоя – это тиристорная защелка, которая приводит к перегоранию микросхем, расплавлению и металлизации. Защелка формируется двумя паразитными биполярными транзисторами, образующими четырехслойную структуру – тиристор. Большой импульсный ток переводит тиристор в положение «Включено». Если тиристор пробудет во включенном состоянии хотя бы сотые доли миллисекунды, то ток включенного тиристора может разрушить микросхему. Поэтому все входные сигналы не должны выходить за пределы напряжения питания U_n. Тиристор срабатывает при кратковременном замыкании на U_n или заземлении, либо от импульсов фототока, создающего прямое смещение на переходе. Если проектируются мультивибраторы на ИС КМОП, в них следует ограничивать токи перезарядки конденсаторов микроамперными уровнями, включая последовательные резисторы. Входы КМОП не должны оставаться неприсоединенными. Опасны случаи разъединения печатных плат, находящихся под питанием. При совместной работе ТТЛ на нагрузку КМОП рекомендуется подключать резисторы утечки между питанием и входом КМОП (1–10 кОм). Если требуется параллельное соединение входов и выходов элементов, то они должны быть из одной микросхемы. Нельзя применять нагрузки С_н > 5000 пФ для буферных и высоковольтных оконечных элементов, потому что такой незаряженный конденсатор равноценен короткому замыканию. Устойчивость переключения синхронных устройств зависит от длительности фронтов нарастания и спада тактового импульса, которые должны быть меньше 5 – 15 мкс. При затянутых фронтах КМОП инвертор долгое время находится в активном режиме, через него течет сквозной ток, отчего структура может перегреться и разрушиться.

7 Интегральные схемы эсл

7.1 Общие сведения

Микросхемы на основе эмиттерно-связанной логики (ЭСЛ) нашли широкое применение в быстродействующих вычислительных устройствах благодаря таким преимуществам перед другими микросхемами, как высокое быстродействие, большая нагрузочная способность, высокая стабильность динамических параметров при изменении питающих напряжений и температуры, независимость тока потребления от частоты переключения. Микросхемы ЭСЛ-типа являются самыми быстродействующими схемами на основе кремния, выпускаемыми отечественной промышленностью. Высокое быстродействие обусловлено тем, что в этих элементах транзисторы работают в ненасыщенном режиме. Уменьшение времени задержки распространения достигается также в результате малого перепада выходного напряжения, хотя это влечет снижение помехоустойчивости. К этому типу относятся микросхемы серий 100, К100 (в корпусах с планарными выводами), 500, К500 (в корпусах типа DIP) и 1500, К1500. Наибольшим быстродействием среди ЭСЛ ИС обладают ИС К1500 (аналог F100K фирмы Fairchild, США). Схемотехника, конструкция, технология изготовления существенно отличаются от ИС К500. При создании новой серии субнаносекундного быстродействия были применены более совершенные схемотехнические решения, которые обеспечили улучшение основных электрических параметров микросхем.