Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Классификация ИМС

Читайте также:
  1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
  2. I. Понятие МПЗ, классификация и оценка материалов.
  3. II Классификация хромосом человека
  4. II Классификация.
  5. II. Классификация инвестиций
  6. II. Классификация Леонгарда
  7. II. Методы и источники изучения истории; понятие и классификация исторического источника.
  8. II. Объекты и субъекты криминалистической идентификации. Идентификационные признаки и их классификация.
  9. III. Классификация проблем абонентов ТД.
  10. V. Классификация ЭВМ по назначению

1.4.1. Конструктивно-технологическая классификация ИМС

Конструктивно-технологическая классификация учитывает способ изготовления и получаемую при этом структуру (рис.1.1). Различают:

- полупроводниковые ИМС – все элементы и межэлементные соединения выполнены в объеме и на поверхности полупроводника. В большинстве полупроводниковых ИМС элементы располагаются в тонком приповерхностном слое полупроводника (толщиной 1–10 мкм).

Si - основным полупроводниковым материалом ИМС является кремний, имеющий следующие преимущества:

1. Окисел SiO2, получаемый на поверхности кремния при окислении, используют в качестве маскирующего при локальном легировании кремния примесями, для изоляции элементов, в качестве подзатворного диэлектрика, для защиты поверхности кристалла от влияния окружающей среды.

2. Достаточно большая ширина запрещенной зоны кремния обуславливает малые обратные токи p-n переходов, что позволяет создавать ИМС, работающие при повышенных температурах (до 125°С) и при малых токах транзисторов (менее 1 мкА), т.е. низкой потребляемой мощности:

- Si-БТ кремниевая биполярная технология (основным активным элементом является транзистор npn-типа), кроме того, диоды на основе pn-перехода и перехода металл-полупроводник (диоды Шотки), полупроводниковые резисторы и в редких случаях конденсаторы небольшой емкости. Транзисторы pn–p-типа применяют значительно реже, в связи с неудовлетворительными параметрами;

- Si-МОП, КМОП кремниевая униполярная технология (основным элементом является МОП-транзистор с каналом n-типа и p-типа проводимости) и пассивные элементы;

- Si-БИКМОП кремниевая технология, реализующая как биполярный, так и полевой транзистор;

- Кремний на сапфире. Гетероэпитаксиальные кремниевые структуры получают путем наращивания тонкого эпитаксиального слоя n-Si или p-Si, в котором формируют элементы, на подложке из монокристаллического сапфира (Al2O3), что обеспечивает повышенную радиационную стойкость. Структуры кремний на сапфире (КНС) используют для изготовления комплементарных МДП-транзисторов, диодных матриц, тензодатчиков;

- GaAs полупроводниковые ИМС – активным элементом которых является полевой транзистор с управляющим переходом металл-полупроводник, кроме того, используются диоды Шотки и резисторы. Арсенид галлия отличается большей подвижностью электронов, поэтому на его основе создают схемы с повышенным быстродействием или более высокими рабочими частотами (диапазон СВЧ). Однако этот материал очень дорогой и менее технологичный;

- InP – фосфид индия, обладающий полупроводниковыми свойствами соединения АIIIВIV, применяется для изготовления полевых транзисторов, лавинно-пролетных диодов. Особенно велика роль в создании источников оптического излучения, быстродействующих фотоприемников;

- гибридная ИМС –ИС, выполняющие заданную функцию, содержат бескорпусной кристалл полупроводниковой ИМС, пленочные пассивные элементы и навесные компоненты. Многокристальная гибридная МС содержит несколько бескорпусных кристаллов. Электрические связи между элементами, компонентами и кристаллами осуществляют с помощью пленочных и проволочных проводников. Подложка, с расположенными на ее поверхности пленочными элементами, проводниками и контактными площадками называется платой.

В зависимости от способа нанесения пленок на поверхность диэлектрической подложки и их толщины различают:

а) тонкопленочные – толщина пленок < 1 мкм, элементы формируют как правило с помощью термического вакуумного испарения и ионного распыления;

б) толстопленочные – толщина пленок > 1 мкм, элементы наносят на подложку методом трафаретной печати с последующим вжиганием.

Гибридные МС отличаются от полупроводниковых большими размерами и более сложной технологией сборки.

1.4.2. Классификация по функциональному назначению

При классификации по функциональному назначению различают:

- аналоговые ИМС, предназначенные для обработки сигналов, изменяющихся по закону непрерывной функции;

- цифровые ИМС, предназначенные для преобразования и обработки сигналов, изменяющихся по закону дискретной функции.

- смешанные ИМС.

Цифровые ИМС подразделяются на:

1) комбинационные ИМС – функциональные блоки, логическое состояние выходов которых зависит только от комбинации логических сигналов на входах в данный момент времени. Комбинационные ИС собираются из отдельных элементов, выполняющих логические функции. Основными логическими функциями являются: НЕ, И, ИЛИ, =(эквивалентность);

2) схемы памяти выполняются на основе БЯ (бистабильных ячеек) и осуществляют функции записи, хранения, считывания двоичной информации в течение требуемого времени;

Загрузка...

3) последовательностные ИМС- ИМС, логическое состояние которых определяется последовательностью входных сигналов. К таким схемам относятся: регистры, счетчики, генераторы чисел.

1.4.3. Классификация по схемотехнической реализации

В зависимости от способа хранения информации различают:

1. В статических ИМС информацию определяет уровень сигнала, который хранится сколь угодно долго.

Основные типы статических ИС:

РТЛ - резисторно-транзисторная логика,

ДТЛ - диодно-транзисторная логика,

ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика,

ЭСЛ - эмиттерно-связанная логика,

n-МОП логика,

КМОП логика.

2. Динамические ИС состоят из элемента, накапливающего заряд (конденсатор, транзистор, диод). Динамическая ИС хранит информацию в течение некоторого времени, которое определяется параметрами накапливающего элемента.

1.4.4. Классификация ИМС по размеру

Критерием оценки сложности ИМС, т.е. числа элементов N, содержащихся в ней, является степень интеграции, которая определяется коэффициентом K, как

K = lgN.

Значение K округляется до ближайшего большего целого числа (табл.1.1).

Степень интеграции ограничивается следующими факторами:

- выходом годных изделий при интегральном производстве;

- соображениями теплового равновесия (Р < 4–5 Вт);

- себестоимостью ИС.

 

Таблица 1.1


Дата добавления: 2015-01-30; просмотров: 33 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2019 год. (0.01 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав