2.2. Классификация имс

Классифицирование ИМС ведется по нескольким признакам. Различают следующие ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ группы МС: цифровые, аналоговые и цифроаналоговые. По ТЕХНО­ЛОГИЧЕСКОМУ признаку различают интегральные (ИМС – выращенные полностью на одном полупроводниковом кристалле), гибридные (ГМС – собранные из нескольких кристаллов и других компонентов) и прочие микросхемы (например, наборы однородных нескоммутированных элементов – диодов, транзисторов, а также микросборки, микроблоки и др.). В соответствии со СТЕПЕНЬЮ СЛОЖНОСТИ выделяют ИС малой сложности (например, ОУ с числом активных элементов, т.е. транзисторов, менее 30, логику с числом элементов менее 100), ИС средней сложности (аналоговые ИС с числом элементов менее 100. биполярные цифровые ИС с числом элементов менее 500), большие ИС или БИС (ОУ с числом элементов менее 300, биполярные цифровые схемы с числом элементов менее 2000), сверхбольшие ИС или СБИС (ОУ с числом элементов более 300, цифровые схемы с числом элементов более 2000, микросхемы оперативной памяти – более 10000).

Уровни иерархии	Примеры
Технологическая группа	Интегральные МС
Функциональная группа	Цифровые МС
Технологическая подгруппа (семейство)	ТТЛ
Серия	К555
Функциональная подгруппа	Триггеры
Вид	Синхронные
	D-триггеры
Тип	ТМ2, ТМ5, ТМ8

Основным понятием в этой классификации является серия.

Определение

Серию можно определить как совокупность функционально связанных МС, совместимых по статическим, динамическим и энергетическим параметрам, единых по технологии и элементной базе и имеющих единое конструктивное оформление.

Согласно действующей в России системе условных обозначений каждой серии присваивается четырехзначный номер (ранее – трехзначный). Первая цифра обозначает принадлежность к технологической группе (1, 5, 6, 7 – интегральные МС, 2, 4, 8 – гибридные МС, 3 – прочие, например, наборы элементов); вторая цифра – функциональное назначение серии (например, 0 – бытовое применение, 4 – операционные усилители, 5 – цифровая микросхемотехника, 6. 7 – запоминающие устройства, 8 – микропроцессоры). Остальные цифры – порядковый номер разработки. Принадлежность к тому или иному семейству (ТТЛ, КМОП, ИИЛ) в кодировке не отражается. Перед номером серии может указываться одно- или двухбуквенный префикс. Значения букв можно определить по справочникам, например по /7-15/. В основном, буквы префикса определяют тип корпуса. Так, В обозначает металлополимерный корпус микросхемы с вертикальным расположением выводов (ВРВ), М – металлокерамический, керамический или металлостеклянный с ВРВ, Р – пластмассовый с ВРВ, А – пластмассовый планарный, И – металлокерамический планарный, Н – керамический безвыводный (кристаллодержатель), Ф – миниатюрный металлокерамический, Б – бескорпусное исполнение и т.д. Перед этими буквами может стоять буква К – признак того, что серия предназначена для работы в аппаратуре широкого (коммерческого) применения, буква О – признак опытной партии ИС. Отсутствие этих букв перед идентификатором корпуса – признак приемки спецзаказчика (который может вводить и некоторые другие признаки приемки). Отсутствие идентификатора корпуса на микросхемах коммерческого применения обычно означает пластмассовый корпус типа Р, а на микросхемах с приемкой заказчика – металлокерамический планарный корпус.

В обозначении конкретной микросхемы после номера серии идут две буквы: первая обозначает функциональную подгруппу (например, Л – логические микросхемы малой сложности), вторая – вид (например, ЛА – логика И-НЕ).

Тип МС обозначается цифровым кодом в конце условного обозначения, код может состоять из одной или нескольких цифр. Цифровые МС обычно не имеют разбиения по номиналам, свойственного аналоговым схемам и определяющего границы их параметров.

Обозначение микросхемы маркируется на ее корпусе (полностью или сокращенно).

Технологическими базисами, в которых разрабатываются серии микросхем, являются эмиттерно-связанная логика, интегрально-инжекционная логика (И²Л) и ее разновидности (изопланарная – И³Л, с элементами Шоттки – ИШЛ), транзисторно-транзисторная логика ТТЛ (см. ниже), р-МОП-, n-МОП- и КМОП-технологии логических элементов (униполярная логика) с такими современными их разновидностями, как МНОП, ЛИПЗМОП, БиКМОП. Основные характеристики этих базисов приведены в табл. 5, а параметры логических элементов некоторых наиболее распространенных серий сведены в табл. 6. В этих таблицах P_ст – статическая мощность рассеяния одного логического элемента (вентиля), t_{зд. р} – время переключения вентиля или время задержки распространения сигнала, Q_п – энергия переключения вентиля (произведение P_ст* t_{зд. р}), U_пд – допустимое напряжение помехи на входе. Сравнительный анализ студенты могут сделать самостоятельно или с помощью литературы /5, 7-14/ и Интернета. Основным результатом анализа должно стать обоснование того, почему именно транзисторно-транзисторная технология получила наибольшее распространение в цифровой микросхемотехнике, применяемой в системах управления объектами и процессами в промышленности.