1.5 Сравнение различных типов микросхем.

В настоящее время промышленность выпускает множество серий логич. ИС и разработчику аппаратуры необходимо уметь проводить сравнение 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 развивать, 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, т.к. они занимают большую площадь кристалла и имеют более сложную эл. схему. Этим схемам отдают предпочтение в аппаратуре, в кот. требуется наибольшее быстродействие любой ценой. ЭЛС-микросхемы сохраняют работоспособность в большом интервале температуры и при колебаниях напряжения в цепях питания. Большая потребляемая мощность затрудняет получение ЭСЛ-микросхем высокой степени интеграции, отводимая от кристалла не может превышать несколько ватт. Поэтому ЭСЛ-микросхемы - это обычно МИС или СИС. При создании аппаратуры на ЭСЛ-микросхемах требуется значительная площадь коммутационных плат и, соответственно, большая длинна соед. их проводников, что влечет за собой искажение формы сигналов и требует установки соответствующих нагрузок на концах линии связи. Недостатком схем ЭСЛ явл. и то, что для их работы необходимы 2 ист. питания. Для сравнения различных типов микросхем используют параметр энергии переключения. Чем меньше его значение, тем предпочтительнее данный тип

микросхем, т.к. тоже самое быстродействие получают при меньшей мощности. Однако чем меньше его значение, тем более чувствительна микросхема к вых. нагрузке. В связи с этим микросхемы типа ЭСЛ и ТТЛ с большой потребляемой мощностью малочувствительны к вых. нагрузке.

Съемы ТТЛ менее дороги, чем ЭСЛ, и обладают несколько меньшим быстродействием, хотя и превосходят по нему стальные биномерные 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, кот. выигрывается при использовании ЭСЛ-схем, может быть потеряно в соединяющих их проводниках. ЭСЛ - применяются в ЭВМ сверхвысокого быстродействия и скоростных устройствах дискретной обработки информации. ТТЛ-ИС-106,130,133-135; 141,155,158,230,243,530; 531,533,555. Особенности эксплуатации:

для повышения устойчивости работы их свободные входы необходимо подключить через регистр = 1 ком к ист. питания.

к консольному регистру допускается подключение 20 свободных входов.

при монтаже ИС и 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 (ИЛИ) явл. малое знач. энергии переключения, малая площадь, занимаемая одним И²Л - эл-ом на кристалле, и механич. совместимость И²Л - эл-ов с др. типами биполярных логич. 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. МОП

Логич. МДП-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 эл-ты занимают малую площадь на кристалле, они более всего подходят для создания БИС и СБИС. Схемы КМДП обладают наименьшим потреблением энергии и набольшей помехозащищенностью. КМОП

КМДП-ИС - серий 164,176,564,764 обладают высоким быстродействием, очень малой потребляемой мощностью и большим коэф. разветвления по выходу.

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