1.4 Параметры микросхем

Каждая микросхема оценивается рядом параметров, обусловленных внутренней структурой и конструктивным исполнением. Некоторые из этих параметров касаются конкретной микросхемы, другие характеризуют все изделия данной серии. Если в условиях эксплуатации эти параметры будут выдержаны, завод изготовитель гарантирует нормальную работу микросхем. Значения параметров, как правило, задаются с запасом и не исчерпывают физических возможностей микросхемы, однако, превышать их не следует, особенно те, от которых зависят работоспособность и надежность приборов.

Оценивают микросхемы по следующим основным параметрам:

1. быстродействию (задержке переключения);

2. напряжению питания;

3. потребляемой мощности;

4. коэффициенту разветвления по выходу;

5. коэффициенту объединения по входу;

6. помехоустойчивости;

7. энергии работе переключения;

8. надежности;

9. стойкости к климатическим и механическим воздействиям.

Быстродействие характеризуется максимальной частотой смены входных сигналов, при которой еще не нарушается нормальное функционирование. Это один из важнейших параметров, так как определяет время обработки информации.

Инерционность полупроводниковых приборов и паразитные емкости служат причиной того, что каждое переключение сопровождается переходными процессами, отчего фронты импульсов растягиваются. Когда частота смены входных сигналов невелика, можно считать, что переключение происходитмгновенно, а при повешенных частотах приходится считаться с искажениями импульсов. Фронты искаженных прямоугольных импульсов представляют собой участки кривых, но для простоты их принято заменять кусочками прямых.

Для оценки временных свойств микросхем существует несколько параметров. На практике обычно пользуются так называемой задержкой распространения сигнала, которая представляет собой интервал времени между входным и выходным импульсами, измеренными на уровне 0.5. Времена задержки распространения сигнала при включении t_зд.р^1,0и при выключении t_зд.р^0,1 близки, но не равны. Обычно пользуются усредненным параметром (1.1)

t_{зд.р.ср.} = 0,5 (t^{1, 0}+t^{0, 1}), которой называют средним временем задержки распространения.

На рисунке 4 приведена оценка задержки сигналов.

Состояние «Вкл. - Выкл.» - характеризуется t _ЗД.Р^0,1; «Выкл. – вкл». – t _ЗД.Р^0,1;

а)

б)

в)

а) входной импульс; б) выходной импульс и инверсный; в) выходной импульс

Рисунок 5 - Оценка задержки сигналов

t_{ЗД.Р.СР.} - используют при расчете временных характеристик последовательно соединенных цепочек. По этому параметру ИС можно разделить на:

1. Сверхбыстродействующие t_{ЗД.Р.СР.} < 5 нс; Pпот.ср.=50…100 мВт;

2) Быстродействующие tзд.р.ср. = 50...100 нс; Pпот.ср. = 20…50 мВт;

3) Среднего tзд.р.ср. = 10..100 нс Pзд.р.ср. = 1..30 мВт

4) Малого tзд.р.ср > 100 нс; Рпот.ср. < 1 мВт

Иногда пользуются близкими параметрами – временем, задержкой включения t_ЗД.^1,0 и выключения t_ЗД.^0,1, они измеряются на уровнях 0,1 и 0,9 соответственно.

Применительно к последовательным устройствам (триггерам, счетчикам и т.д.) используются некоторые дополнительные временные параметры, обусловленные принципом действия. Например: время задержки переключения, максимальная частота переключения и др.

Коэффициент разветвления по выходу (коэффициент нагрузки).

К_раз. – характеризует нагрузочную способность микросхемы. Этот параметр определяет максимальное число входов элементов данной серии, которым можно нагружать выходы микросхемы без нарушения ее норм. функционирования.

К_раз – логического элемента (нагрузочная способность) определяет максимального число идентичных элементов, которое может быть подключено к выходу данной схемы. При этом должна обеспечиваться устойчивая передача сигналов «0» или «1» при воздействии дестабилизирующих факторов: изменения окружающей температуры t⁰С; уменьшение номиналов источников питания в пределах допуска и т.д.

Нагрузочная способность логического элемента выражается целым положительным числом (К_раз = 2,4,6,10 и т. д.). Чем выше нагрузочная способность элемента, тем выше его логические возможности и тем меньше микросхем требуется для построения вычислительного устройства. Однако увеличивать бесконечно параметр К_РАЗ нецелесообразно, так как это ведет к снижению быстродействия логического элемента, увеличения мощности потребления, ухудшению частотных характеристик и помехоустойчивости.

Поэтому в состав серии ИС входят обычно элементы с низкой нагрузочной способностью (основные логические элементы с К_РАЗ = 2..10) и с высокой нагрузочной способностью (мощные или буферные с К_РАЗ = 20..50).

Это дает возможность разработчику проектировать ЭВМ с оптимальным соотношением между потребляемой мощностью и количеством ИС в машине.

Коэффициент объединения по входу (Коб)– определяет максимально возможное число входов ИС, по которым реализуется логическая функция.

Для простейших логических элементов это число равноценных входов по ИлибоИЛИ. Логические элементы массового производства выпускаются с 2,3,4 и 8 входами. Когда возникает надобность в большем числе входов, применяют специальные ИС – расширители (экспандеры) числа входов, которые не имеют самостоятельного применения, либо используют несколько однотипных элементов, которые соединяют с учетом законов Булевой алгебры. Увеличение Коб ведет к потере частотных характеристик, уменьшению помехоустойчивости увеличению мощности потребления.

Более сложные устройства содержат и другие входы: адресные, установочные, разрешающие, входы синхронизации и т.д. По отношению к индивидуальным каскадам каждый такой вход обычно представляет такую же нагрузку, как и логические (информационные) входы.

Помехоустойчивостьили, как ее еще называют, шумовой иммунитетопределяет допустимое напряжение помех на входах микросхемы и непосредственно связана с ее передаточной характеристикой. В общем случае этот параметр оценивается по нескольким показателям.

В зависимости от продолжительности помехи различают статическую и динамическую помехоустойчивость.

Статическую помехоустойчивостьсвязывают с помехами, длительность которых больше времени переходных процессов, адинамическую – с кратковременными помехами. Для обоих видов помехоустойчивости может учитываться воздействие напряжения низкого и высокого уровней.

Статической помехоустойчивостью по низкому уровню считается разность

U⁰_ПОМ= |U⁰_{ВЫХ. MAX}–U⁰_{ВХ. MAX}|, (1.2)

где U⁰_вых.max– максимально допустимое напряжение низкого уровня на выходе нагрузочной микросхемы;

U⁰_вх.max - максимально допустимое напряжение низкого уровня на входе нагружающей ИС;

U⁰_пом– отпирающая помеха.

Помехоустойчивость по высокому уровню определяется как

U¹_пом =|U¹_{вых. min}–U¹_вх.min|, (1.3)

где U¹_{вых. min}– минимальное напряжение высокого уровня на выходе нагруженной ИС.

U¹_вх.min– минимальное допустимое напряжение высокого уровня на нагружающем входе.

U¹_пом– запирающая помеха.

Так как логическая ИС может находиться в одном из двух устойчивых состояний (открытом или закрытом), то различают:

1. помехоустойчивость закрытой схемы по отношению к отпирающим помехам U⁰_пом;

2. помехоустойчивость открытой схемы по отношению к запирающим помехам U¹_пом.

Часто используют не абсолютные значения напряжений максимально допустимых помех по входу, а их отношение к минимальному перепаду напряжения ΔU_MINна выходе элемента при его переключении.

К^0,1_пом.ст.= (U^0.1_пом) / (ΔU_min) – это отношение называют коэффициентом статической помехоустойчивости.

Статическая помехоустойчивость служит основным показателем защищенности микросхем от помех. В справочниках приводят одну величину, U⁰_помилиU^0.1_пом , ту, что меньше.

Динамическая помехоустойчивость выше, чем статическая, так как при кратковременных помехах сказываются паразитные емкости и инерционные процессы в микросхеме.

Динамическая помехоустойчивость в справочных данных не указывается, так как зависит не только от типа микросхемы, но и от условий ее работы.

Энергия (работа) переключения– определяется как А=Р_ПОТ*t_{ЗД.Р.СР.},

где Р_ПОМ– средняя потребляемая мощность.

t_{ЗД.Р.СР.}– среднее время задержки распространения.

Параметр характеризует качество разработки и исполнения микросхемы.

Более мощные схемы обладают повышенным по сравнению с маломощными схемами быстродействием. Снижение микросхемами мощности потребления при сохранении высокого быстродействия – одна из задач микроэлектроники.

Р_пот – средняя мощность потребления, важнейший параметр ИС.

Логическая ИС может находиться в четырех состояниях:

1. в стадии включения;

2. в состоянии “ Включено”;

3. в стадии выключения;

4. в состоянии “ Выключено”.

Каждое из этих состояний характеризуется различной мощностью потребления. При этом в зависимости от типа логического элемента мощность потребления будет происходить в основном при переключении из одного состояния в другое для одного типа элементов и в состояниях «Включено», «Выключено» для другого. Оба типа элементов характеризуются средним значением мощности потребления Р_потр.

Р_пот.ср. = (Р_пот⁰ + Р_пот¹) / 2, где

Р_пот⁰ – в состоянии “ Выключено ”

Р_пот¹ – в состоянии “ Включено ”.

По мощности потребления ИС делят на:

Мощные - 30 мВт < Р_{потр. ср.} <300мВт;

Средние - 3мВт < Р_{потр. ср.}< 30 мВт;

Маломощные - 0,3 мВт < Р_{потр.ср.} < 3 мВт;

Микроваттные - 1 мкВт < Р_{потр.ср.} < 300мкВт;

Нановаттные - Р_{потр.ср.}< 1 мкВт.

Для большинства семейств цифровых микросхем энергия переключения находится в пределах от 0,1 – 500 пДж. Чем меньше этот параметр, тем выше качество разработки. С другой стороны для микросхем с высокой помехоустойчивостью большая энергия является благом, так как импульсы помех даже большей амплитуды, но недостаточной энергии не создают ложных срабатываний.

Надежностьхарактеризуется тремя взаимосвязанными показателями:

1. Интенсивностью отказов λ;

2. Наработкой на отказ Т;

3. Вероятностью безотказной работы Р(t) в течение заданного времениt.

В ИС отсутствует перегрев, они мало подвержены вибрации и ударам, технология производства обеспечивает высокое качество продукции, и поэтому их надежность во много раз выше, чем у изделий, собранных из отдельных деталей.

Интенсивность отказов определяется в ходе испытаний большой партии изделий и характеризуется выражением λ=n/Nt,

где n– число отказов в ходе испытаний;

t– время испытаний;

N– число используемых изделий в партии.

Интенсивность отказов для современных микросхем λ=10^-8..10^-9(1/ч).

По этому параметру можно вычислить и остальные показатели надежности

Т = 1/ λ ч, и Р(t) = е^λt;

Приняв λ = 10^-8ч^-1, аt= 15000 , можно найти, что вероятность безотказной работы составляет Р(t) = 0,998, то есть –99,8,это исключительно высокий показатель.

Стойкость микросхем к механическим и климатическим воздействиямочень высока.

Они способны работать нормально при интенсивных механических нагрузках (вибрация, удары, центробежные силы) и в неблагоприятных климатических условиях: при повышенной влажности (до 98при 25⁰С) и в большом температурном диапазоне (от –10 до +70⁰С для ИС широкого применения и от –60 до +125⁰С - специального).

Кроме того, когда это требуется, учитывается также стоимость микросхемы, число типономиналов изделий в серии, особые условия эксплуатации, возможность сопряжения с изделиями других серий и другие показатели.

1.5 Сравнение различных типов микросхем

В настоящее время промышленность выпускает множество серий логических ИС и разработчику аппаратуры необходимо уметь проводить сравнительный анализ по их основным параметрам, чтобы найти наилучшее соотношение в соответствии с требованиям к разрабатываемой МЭА.

Трудности выбора усугубляются тем, что технология производства многих типов схем продолжает развиваться, и разработчики аппаратуры должны уметь предвидеть, какая ситуация может сложиться через несколько лет.

Наибольшим быстродействием и сверхбыстроействием обладают микросхемы ЭСЛ-типа. Однако им присущи высокая потребляемая мощность и стоимость, так как они занимают большую площадь кристалла и имеют более сложную электрическую схему. Этим схемам отдают предпочтение в аппаратуре, в которой требуется наибольшее быстродействие любой ценой. ЭСЛ-микросхемы сохраняют работоспособность в большом интервале температур и при колебаниях напряжения в цепях питания.

Большая потребляемая мощность затрудняет получение ЭСЛ - микросхем высокой степени интеграции, так как тепловая мощность, отводимая от кристалла не может превышать нескольких ватт. (Чтобы ощутить тепловой поток от единицы поверхности кристалла, рассеивающего такую энергию, надо сравнить его с тепловым потоком с единицы поверхности электролампы мощностью в 500 Вт.). Поэтому ЭСЛ -микросхемы – это обычно МИС или СИС.

При создании аппаратуры на ЭСЛ -микросхемах требуется значительная площадь коммутационных плат и, соответственно, большая длинна соединяющих их проводников, что влечет за собой искажение формы сигналов и требует установки соответствующих нагрузок на концах линии связи. Недостатком схем ЭСЛ является и то, что для их работы необходимы два источника питания. ЭСЛ–схемы применяются в ЭВМ сверхвысокого быстродействия и скоростных устройствах дискретной обработки информации. (Микросхемы ЭСЛ: серии -100,137,138,191,224,225,500).

Для сравнения различных типов микросхем используют параметр энергия переключения. Чем меньше его значение, тем предпочтительнее данный тип микросхем, так как-то же самое быстродействие получают при меньшей мощности. Однако, чем меньше его значение, тем более чувствительна микросхема к выходной нагрузке. В связи с этим микросхемы типа ЭСЛ и ТТЛ с большой потребляемой мощностью малочувствительны к выходной нагрузке.

Схемы ТТЛ менее дорогие, чем ЭСЛ, и обладают несколько меньшим быстродействием, хотя и превосходят по быстродействию остальные биполярные микросхемы. Но здесь при сравнении должна учитываться степень интеграции. Если степень интеграции ЭСЛ-схем мала, то для изготовления одного и того же устройства таких схем потребуется больше, чем схем ТТЛ, обладающих большей степенью интеграции. То быстродействие, которое выигрывается при использовании ЭСЛ-схем, может быть потеряно в соединяющих их проводниках.

К ТТЛ-ИС относятся следующие серии 106,130,133-135; 141,155,158,230,243,530; 531,533,555.

Особенности эксплуатации ТТЛ-ИС:

• для повышения устойчивости работы их свободные входы необходимо подключить через резистор с сопротивлением 1ком к источнику питания.

• к каждому резистору допускается подключение 20 свободных входов.

• при монтаже ИС на ПП необходимо предусмотреть вблизи разъема подключение конденсатора из расчета 0,1мкф на одну ИС, исключающих НЧ-помехи. Для исключения ВЧ-помех устанавливают по одному керамическому конденсатору на груину ИС числом не более 10 из расчета 0,002мкф на одну ИС.

Особенностями схем интегральной инжекционной логики (ИИЛ) является малое значение энергии переключения, малая площадь, занимаемая одним И²Л - элементом на кристалле, и механическая совместимость И²Л – элементов с другими типами биполярных логических схем: они могут быть изготовлены в одном кристалле вместе с ЭСЛ и ТТЛ-схемами.

Для микроэлектронных устройств с автономными источниками питания целесообразно использовать И²Л-схемы или МДП-схемы, потребляющие намного меньшую мощность, чем рассмотренные выше схемы, и имеющие сравнительно низкую стоимость.

Логические МДП (МОП) ИС – серий 108,120,144,147,172,178 выполнены на транзисторах с каналами одного типа проводимости – относятся к схемам низкого быстродействия средней мощности.

В связи с тем, что p-n-МДП и КМДП-схемы потребляют малую мощность и их элементы занимают малую площадь на кристалле, они более всего подходят для создания БИС и СБИС. КМДП (КМОП) ИС – серий 164,176,564,764 обладают высоким быстродействием, очень малой потребляемой мощностью и большим коэффициентом разветвления по выходу. По стоимости и степени интеграции они уступают ИС с каналами одного типа проводимости.

Схемы КМДП обладают наименьшим потреблением энергии и набольшей помехозащищенностью.

При выборе ИС необходимо избегать применения разных серий. Если это неизбежно, то лучше применять ИС с одинаковым напряжением питания.

1.6 Микросхемы полупроводниковой памяти

Одной из больших подгрупп цифровых микросхем являются запоминающие устройства (ЗУ) или микросхемы полупроводниковой памяти, которые выполняются в виде СБИС.

Их можно классифицировать по ряду независимых признаков:

1. способу хранения информации;

2. способу обращения к памяти;

3. принадлежности к подсистемам памяти ЭВМ;

4. типу носителя информации;

5. функциональному назначению;

6. схемно - технологическому исполнению и т.д.

По способу хранения информацииЗУ делятся на статические, динамические и квазистатические.

В статических ЗУ хранение информации обеспечивается с помощью постоянного источника питания, информация в режиме хранения не- подвижна относительно массива ячеек (носителя информации), при отключении источника питания информация разрушается.

В динамических ЗУ информация хранится в виде зарядов, для чего используются емкости p-n переходов и МДП-структур. Время хранения информации ограничено, вследствие чего необходимо периодически ее восстанавливать.

По способу обращения к информацииразличают адресные, ассоциативные ЗУ и ЗУ с произвольной выборокой (ЗУПВ).

По функциональному назначению ЗУ делятся на постоянные, логические и оперативные.

Постоянные ЗУ (ПЗУ) служат для хранения констант и программ.

Основными требованиями к ним являются:

• неразрушающее считывание;

• высокая надежность;

• энергонезависимость хранения информации.

Различают ПЗУ:

• программируемые при изготовлении, в которых информация заносится один раз в конструкцию запоминающего массива ячеек и не подвергается изменению;

• ППЗУ – однократно программируемые ПЗУ;

• РПЗУ – многократно программируемые ПЗУ, в которых запись информации осуществляется пользователем этих интегральных схем памяти.

Особую разновидность элементов памяти представляют программируемые логические устройства (ПЛУ), в которых в одном кристалле сформированы логические элементы одного типа. Созданием систем соединений этих элементов (программирования) обеспечивается функционирование ПЛУ.

Таким образом, ПЛУ функционально сходны с ПЗУ, запись программ в ПЛУ технологически осуществляется также как и программирование ПЗУ, пережиганием перемычек в металлизации, фотошаблоном для формирования контактных окон и т.д.

Практически все типы микросхем памяти могут быть построены на биполярных и МДП-структурах, что обеспечивает широкий набор их характеристик

1.7 Микропроцессоры

Создание БИС позволило значительно повысить функциональную сложность микросхем, что привело к уменьшению их универсальности и неизбежному увеличению номенклатуры. Для выхода из этой ситуации, были созданы БИС, функции которых могли быть заданы подачей по определенной программе на их входы внешних электрических импульсов.

Процессор – это основная часть ЭВМ, непосредственно осуществляющая процесс обработки данных и управляющая им.

Микропроцессором (МП) – называется программно-управляемое устройство, осуществляющее обработку цифровой информации и построенное на одной или нескольких СИС, БИС или СБИС.

Микропроцессорный комплект микросхем (МПК) – это набор микросхем, предназначенных для совместного применения, включающий, необходимое и достаточное их количество для построения вычислительной техники.

Базовым микропроцессорным комплектом – называется минимальный набор интегральных микросхем, необходимый и достаточный для построения микропроцессора.

Как вычислительные устройства микропроцессоры характеризуется простотой управления, малым потреблением энергии, небольшими габаритами, возможностью встраивания в объект контроля или управления, возможностью адресации к большим объемам памяти, а как изделие электрической техники – конструктивно-технологическим исполнением, степенью интеграции, надежностью, способом защиты от внешних воздействий.

Таблица 4 – Микропроцессорные комплекты БИС и СИС.

Серия МПК	Базовая технология	Число БИС или СИС		Разрядность МП
		общее	в базовом комплекте
К536	p- МДП	12	2	8
К580	n-МДП	3	1	8
К581	n-МДП	4	2	16
К584	ИИЛ	3	2	4n
К586	n-МДП	4	1	16
К588	КМДП	3	2	16
К589	ТТЛШ	8	2	2n
К1800	ЭСЛ	8	2	4n
К1801	n-МДП	2	1	16
К1802	ТТЛШ	11	2	8n
К1804	ТТЛШ	4	4	4n
К1810	n-МДП	3	5	16
К1883	n-МДП	4	2	8n

По технологии изготовления, базирующейся на биполярных транзисторах (И²Л, ТТЛ, ТТЛШ), выпускают специализированные микропроцессоры с наращиваемой разрядностью обрабатываемых чисел: 2n, 4n, 8n и т.д., где n=1,2,3,…

Микропроцессорные БИС и СБИС являются типичными представителями программно - перестраиваемых интегральных микросхем.

Вторым путем сокращения номенклатуры БИС являются построение БИС на основе базового кристалла, представляющего собой матрицу не соединных между собой элементов, электрические связи между которыми формируется в соответствии с назначением БИС на этапе формирования разводки групповым способом с помощью одного или нескольких заказных фотошаблонов. Такие БИС называютсяматричными. На основе одного базового кристалла можно изготовить сотни функционально различных устройств. Например: быстродействующие ЭСЛ матричные БИС серий К1520ХМ1 и К1520ХМ2.

1.8 Взаимозаменяемость и аналоги микросхем

ВзаимозаменяемостьюИС называют способность равноценно заменить любую микросхему другой из множества однотипных.

Взаимозаменяемость микросхем можно разделить на внешнюю и внутреннюю.

Внешняя– связана с геометрическими размерами и формами присоединительных поверхностей и выводов микросхем, а также эксплутационными показателями: диапазоном температур окружающей среды, параметрами надежности, массой и т.д.

Внутренняя взаимозаменяемость определяется, прежде всего, функциональным назначением микросхем и электрическими параметрами, а также схемотехнологическим исполнением.

Степень взаимозаменяемости при сопоставлении микросхем может быть различной. При совпадении значений по всем параметрам, характеризующим, внешнюю и внутреннюю взаимозаменяемость обеспечивается полная взаимозаменяемость.

Если значения параметров несколько отличаются, но не хуже заданных, то сравниваемые микросхемы являются прямыми аналогами.

Микросхемы, совпадающие только по функциональному назначению, относят к функциональным аналогам.

Обязательным условием взаимозаменяемости является одинаковое напряжение питания, а при сравнении габаритно - присоединительных размеров корпусов – шаг между выводами (1,25 или 1,27; 2,5 или 2,54), а также угол поворота для круглых корпусов.

1.9 Маркировка микросхем

На каждой микросхеме должны быть отчетливо нанесены:

1. товарный знак (код) предприятия-изготовителя;

2. обозначения типа (типономинала) микросхем;

3. дата изготовления (год, месяц) или код;

4. обозначение первого вывода микросхем, если он не указан другим способом;

5. розничная цена (при поставке в торговую сеть, если позволяют габаритные размеры);

6. порядковый номер сопроводительного листа (допускается наносить на дно корпуса).

Состав сокращенной маркировки и код устанавливают в стандартах или технических условиях на микросхемы конкретных типов.

Таблица 5 - Год и месяц – коды. (ГОСТ25486-82)

год	код	год	код	месяц	код
1983	R	1995	F	Январь	1
1984	S	1996	H	Февраль	2
1985	T	1997	I	Март	3
1986	U	1998	K	Апрель	4
1987	V	1999	L	Май	5
1988	W	2000	M	Июнь	6
1989	X	2001	N	Июль	7
1990	A			Август	8
1991	B			Сентябрь	9
1992	C			Октябрь	O
1993	D			Ноябрь	N
1994	E			Декабрь	D

Литература:

1. В.А. Зельдин, Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре. Л.. Энергоатом издат,1986

2. Справочник. Большие интегральные схемы запоминающих устройств / Под ред. Горданова А.Ю, М.: Радио и связь 1991

3. Справочник Интегральные схемы. М.: Радио и связь 1989.

4. Под ред. Г.И. Пухальского, Т.Я.Новосельцева. Проектирование дискретных устройств на интегральных микросхемах. Справочник.

5. Справочник. Под ред. Бедрековского М.А. Интегральные микросхемы: Взаимозаменяемость и аналоги. М.Энергоатом издат., 1991

6. ГОСТ 17021-88 Микросхемы интегральные термины и определения

7. ГОСТ 17467-88 Микросхемы интегральные. Основные различия.

8. ГОСТ 18725-88 Микросхемы интегральные Общие технические условия.

9. ГОСТ 21493-76 Изделия электронной техники. Требования по сохраняемости и методы испытаний.

10. ГОСТ 19480-89 ИМС. Термины, определения и буквенные обозначения электрических параметров.

11. ГОСТ 2.743-91 Обозначения условий графики в схемах электронных цифр.

2.Полупроводниковые приборы

Промышленные электронные устройства, как правило, содержат микропроцессорную систему управления, которая определяет логику работы устройств и строится на интегральных микросхемах и мощную исполнительную схему, которая передает в нагрузку, преобразованную электрическую мощность. В качестве нагрузки может выступать, например, электродвигатель, ЭВМ, громкоговоритель и т.д. Электронное устройство (схема) состоит из электрически связанных между собой пассивных компонентов (резисторов, конденсаторов и т.д.) и активных компонентов – полупроводниковых приборов. В ИС активные и пассивные элементы составляют единое целое, то есть полупроводниковый прибор нельзя выделить конструктивно из корпуса, как самостоятельный элемент.

Полупроводниковый прибор ИС будем называть интегральным прибором. В мощной схеме – полупроводниковый прибор – конструктивно самостоятельный элемент, и в этом применении его будем называтьдискретным прибором. Современный дискретный полупроводниковый прибор мощной схемы преобразует мощность до 10 кВт и более.

Внутри электронного устройства полупроводниковый прибор выполняет две основные функции:

замыкает и размыкает цепь электрического тока, то есть работает как ключ;

обеспечивает линейное усиление электрического сигнала, то есть работает как усилитель.

По функциональным возможностям можно выделить три основных класса полупроводниковых приборов: диоды, транзисторы и тиристоры.