Оглавление

1. Введение 2

2. Краткое описание работы схемы 2

3. Технические требования на разрабатываемую ИС. 3

4. Технология изготовления данной ИС. 3

5. Выбор и обоснование схемы 4

5.1. Расчет резисторов 4

5.2. Расчет диффузионных перемычек. 12

5.3. Выбор диодов. 13

5.4. Расчет транзистора. 13

6.Тепловой расчет ИС. 19

7.Технические условия на ИС 20

8.Герметизация ИС 20

9.Заключение 20

Список литературы: 21

Приложение. 21

1. Введение

В настоящее время весьма актуальной задачей является техническое перевооружение, быстрейшее создание и повсеместное внедрение принципиально новой радиоэлектронной техники. В решении этой задачи одна из ведущих ролей принадлежит цифровой технике. Интегральные микросхемы в настоящее время являются одним из самых массовых изделий современной микроэлектроники. Применение микросхем облегчает расчет и проектирование функциональных узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, ускоряет процесс создания принципиально новых аппаратов и внедрения их в серийное производство. Широкое использование микросхем позволяет повысить технические характеристики и надежность аппаратуры. Отечественной электронной промышленностью освоен выпуск широкой номенклатуры микросхем, ежегодно создаются десятки и сотни тысяч новых приборов для перспективных радиоэлектронных средств. Целью данного курсового проекта является разработка интегральной микросхемы в соответствии с требованиями, приведенными в техническом задании

2. Краткое описание работы схемы

Данная нам схема представляет собой серийно выпускаемую микросхему К521СА2. Схема представляет собой специальное устройство – компаратор. Области применения: детекторы пересечения нуля, детекторы перенапряжений, широтно-импульсные модуляторы, аналого-цифровые преобразователи.

Сами по себе компараторы, являются специализированным операционными усилителями с дифференциальным входом и одиночным или парафазным цифровым выходом. Входной каскад компаратора построен аналогично схемам ОУ и работает в линейном режиме. На выходе компаратора формируются сигналы «1», если разность входных сигналов меньше напряжения срабатывания компаратора, или «О», если разность входных сигналов превышает напряжение срабатывания компаратора. На один вход компаратора подается исследуемый сигнал, на другой опорный потенциал.

Компаратор может применяться как пороговое устройство в схемах автоматики для квантования сигнала в высокоскоростных аналого-цифровых преобразователях. Его можно использовать в автогенераторах, в дискриминаторах амплитуды импульсов и пиковых детекторах, а также как усилитель считывания сигналов магнитной и полупроводниковой памяти. Основными параметрами компаратора являются: чувствительность (точность, с которой компаратор может различать входной и опорный сигналы), быстродействие (скорость отклика, определяемая задержкой срабатывания и временем нарастания сигнала), нагрузочная способность (способность компаратора управлять определенным количеством входов цифровых интегральных схем).

Компаратор на ИС типа 521СА2 имеет два дифференциальных усилительных каскада, выходной эмиттерный повторитель, стабилитронные схемы сдвига уровня и цепь ограничения амплитуды выходного сигнала. Дифференциальный входной каскад (транзисторы VT1 и VT4) имеет обычное для интегральных ОУ малое напряжение смещения нуля. Эмиттеры транзисторов VT1 и VT4 питаются от генератора стабильного тока (транзистор 1/75), благодаря чему коллекторные токи транзисторов первого каскада почти не зависят от входного синфазного сигнала.

Второй дифференциальный каскад (транзисторы VT3 и VT6) имеет в своей основе балансную схему подачи смещения. В сбалансированном состоянии напряжение одиночного выхода этого каскада при колебаниях положительного напряжения питания не меняется. Тем самым фиксируется потенциал базы транзистора VT2 (при увеличении положительного напряжения питания коллекторные токи транзисторов VT6 и VT3 также увеличиваются, оставляя напряжение коллектора транзистора VT3 постоянным).

Для увеличения нагрузочной способности выхода по току транзистор VT6 снабжен эмиттерным повторителем (транзистор VT8). Интегральный стабилитрон VD1, включенный в эмиттерные цепи транзисторов второго каскада, имеет опорное напряжение +6,2 В, что фиксирует потенциалы без транзисторов VT3 и VT6 на уровне примерно+6,9 В. Следовательно, допустимый сигнал входов компаратора может приближаться к 7В.

Стабилитрон VD2, включенный в цепь выходного эмиттерного повторителя, сдвигает уровень выходного сигнала «вниз» на 6,2 В, чтобы сделать его совместимым с входными сигналами для цифровых ИС ТТЛ-типа. Транзистор VT9 изолирует выходную цепь от схемы смещения генератора тока входного каскада (транзистор VT5) с компенсирующим диодом (транзистор VT10 в диодном включении). Транзистор VT7 (в диодном включении) ограничивает размах выходного сигнала в положительной области: при уровнях сигнала на выходе, больших +4В, транзистор VT7 открывается и замыкает дифференциальный выход второго каскада. Благодаря ограничению амплитуды значительно увеличивается быстродействие компаратора.

Компаратор типа 521СА2 прост в применении, но не имеет входов стробирования. Для компаратора применен один общий диод сдвига уровня и делитель смещения. Применение двухканального принципа позволяет реализовать более высокую степень интеграции, а также улучшить электрические параметры аппаратуры, особенно устройств считывания сигналов магнитной памяти.