Інтегральні мікросхеми

Інтегральна мікросхема (ІМС) — це пристрій з високою щільністю упаковки електрично зв’язаних елементів (або елементів і компонентів), що виконує певну функцію обробки і перетворення електричних сигналів і що розглядається з погляду конструктивно-технологічних і експлуатаційних вимог як єдине ціле. Елементом є частина ІМС (наприклад, транзистор, діод, резистор), виконану нерозривно з кристалом або підкладкою, яка з погляду експлуатаційних вимог, а також вимог до випробувань, упаковці і постачанню не може розглядатися як самостійний виріб. На відміну від елементу компонент, що є частиною ІМС, можна виділити як самостійний комплектуючий виріб (наприклад, безкорпусний транзистор в гібридній інтегральній мікросхемі).

Залежно від технології виготовлення інтегральні мікросхеми діляться на:

напівпровідникових ІМС;

гібридні ІМС;

плівкових ІМС і мікрозборки.

Плівкові ІМС, такі, що підрозділяються у свою чергу на тонкоплівкові і товстоплівкові, зазвичай мають в своєму складі як елементи, так і компоненти і називаються в цьому випадку гібридними ІМС.

Напівпровідниковою ІМС називається ІМС, в якій всі активні і пасивні елементи і їх з'єднання виконані у вигляді поєднання нероз’ємно зв’язаних р-n переходів в одному початковому напівпровідниковому кристалі. Напівпровідниковий кристал, в об’ємі і на поверхні якого за допомогою планарної технології формуються елементи мікросхеми і контактні майданчики, виконує, таким чином, активну роль.

Гібридною інтегральною мікросхемою (ГІС) називається ІМС, що містить діелектричну основу (підкладку), всі пасивні елементи на поверхні якої виконуються у вигляді одношарових або багатошарових плівкових структур, сполучених нерозривними плівковими провідниками, а напівпровідникові прилади, зокрема ІМС і інші компоненти (мініатюрні керамічні конденсатори, індуктивності) розміщені на підкладці у вигляді дискретних навісних деталей. Транзистори і інші напівпровідникові прилади в плівковому виконанні не знайшли застосування, оскільки отримання у виробничих умовах монокристалічних тонких плівок напівпровідника із задовільною структурою є дуже складним завданням.

На практиці широко застосовуються ІМС, виготовлені з використанням як напівпровідниковою, так і плівковою технологій. Оскільки кожен з цих технологічних принципів має свої переваги, то обидва типи ІМС взаємно доповнюють один одного. Наприклад, безкорпусні напівпровідникові ІМС у багатьох випадках є компонентами гібридних ІМС, що, особливо, характерний для мікрозборок.

Мікрозбірка, на відміну від напівпровідникових і гібридних ІМС, виконує задану складнішу функцію і складається з необхідного для цього поєднання елементів, компонентів і ІМС.

По характеру виконуваних функцій ІМС діляться на дві категорії: аналогові і цифрові.

Аналогова інтегральна мікросхема виконує функції перетворення і обробки електричних сигналів, що змінюються за законом безперервної функції. Такі ІМС застосовуються як підсилювачі, генератори гармонійних сигналів, фільтрів, детекторів.

Цифрова інтегральна мікросхема призначена для перетворення і обробки електричних сигналів, що змінюються за законом дискретної функції (двійкового або іншої цифрової коди). Варіантом терміну цифрова ІМС є термін логічна ІМС.

Аналогові і цифрові ІМС розробляються і виготовляються, як правило, у вигляді серій. Серія інтегральних мікросхем — це сукупність ІМС, що виконують різні функції, але мають єдине конструктивно-технологічне виконання і призначена для сумісного застосування в радіоелектронній апаратурі.