Персональний сайт - Словник термінів
Види мікросхем
Класифікаціявиробівмікроелектроніки
Класифікація мікросхем може бути проведена за різними ознаками. За функціональною складністю ІС прийнято характеризувати ступенем інтеграції, що умовно оцінюється за десятковим логарифмом числа елементів і компонентів, що містяться в корпусі мікросхеми. За цією ознакою нині розрізняють вісім ступенів інтеграції:
перший ступінь - 1 ... 10 елементів;
другий ступінь - 10 ... 102 елементів;
третій ступінь - I02 ... 103 елементів;
четвертий ступінь - 103 ... 104 елементів;
п'ятий ступінь - 104 ... 105 елементів;
шоста ступінь - 105 ... 106 елементів;
сьомий ступінь - 106 ... 107 елементів;
восьма ступінь - понад 107 елементів.
Інтегральні схеми першого та другого ступенів інтеграції отримали назву малих інтегральних схем (МІС). В англомовній літературі вони позначаються терміном "Integrated Circuit" (1С). Зазвичай вони містять один або кілька цифрових чи аналогових елементів (логічні вентилі, тригери, операційний підсилювач тощо). Середня інтегральна схема (СІС або MSI — Medium Scale Integration) — це інтегральна схема другого-третього ступеня інтеграції, що містить не елементи, а функціональні вузли пристрою (регістр, лічильник, дешифратор та інших.). Велика інтегральна схема (LSI - Large Scale Integration) має третій або четвертий ступінь інтеграції і містить один або кілька функціонально закінчених пристроїв або його елементів. Надвелика інтегральна схема (СВІС або VLSI - Very Large Scale Integration) - інтегральна схема п'ятого-сьомого ступеня інтеграції. До цього класу належать, наприклад, мікросхеми мікроконтролерів, пам'яті великого обсягу тощо. Зрештою,ультравеликі інтегральні схеми (УБІС або ULSI — Ultra Large Scale Integration) мають ступінь інтеграції вище сьомого. До НВІС та УБІС належать, наприклад, центральні мікропроцесори сучасних ЕОМ.
Ще однією ознакою, що характеризує рівень технології виробництва мікросхем, є густина упаковки - кількість елементів, розміщених на одиниці площі кристала.
В даний час для мікросхем з низьким ступенем інтеграції цей параметр має порядок 102 ... 103 мм-2, тобто. одному квадратному міліметрі міститься приблизно 100… 1 000 елементів. У той самий час окремих випадках (наприклад, в сучасних мікропроцесорах) щільність упаковки може досягати величини близько 105 елементів/мм2.
Залежно від виду оброблюваних сигналів всі інтегральні мікросхеми поділяють на аналогові та цифрові. Аналогові інтегральні мікросхеми призначені для перетворення та обробки сигналів, що змінюються за законом безперервної функції. Областью їх застосування є насамперед пристрої апаратури телебачення та зв'язку, а також вимірювальні прилади та системи контролю. Цифрові інтегральні схеми призначені для обробки сигналів, що змінюються згідно із законом дискретної, як правило, двійкової функції. Вони використовуються для побудови цифрових обчислювальних машин, цифрових вузлів вимірювальних приладів, систем автоматичного керування тощо. В даний час спостерігається тенденція все більш широкого та успішного проникнення цифрових методів (отже, і мікросхем) у традиційно аналогові області. Прикладом можуть бути цифрові методи обробки та запису звуку, що дозволили отримати недосяжну раніше якість.
За структурою та базовою технологією виготовлення мікросхеми поділяються на два принципово різних типи:напівпровідникові та плівкові. Своєрідне змішання цих двох технологій дозволяє виробляти гібридні та суміщені інтегральні схеми.
Основу сучасної мікроелектроніки складають напівпровідникові ІВ, елементи якої виконані в тонкому (1...10 мкм) приповерхневому шарі напівпровідникової підкладки, роль якої виконує монокристал кремнію товщиною 200...300 мкм. Залежно від ступеня інтеграції площа підкладки може змінюватись у досить широких межах: від кількох одиниць до 600…700 мм2.
Елементи плівкової мікросхеми виконані у вигляді різноманітних провідних та непровідних плівок, нанесених на діелектричну (зазвичай скляну або керамічну) підкладку. Чисто плівкові ІВ містять лише пасивні елементи (резистори, конденсатори, іноді елементи індуктивності), оскільки плівкова технологія не дозволяє отримувати на підкладці активні елементи (транзистори), тому застосування плівкових ІВ обмежене.
Гібридна ІВ є плівковою мікросхемою, на якій після її виготовлення розміщують у вигляді навісних елементів спеціально виготовлені безкорпусні діоди і транзистори.
Основою поєднаної мікросхеми служить напівпровідникова ІВ зі сформованими активними елементами, яку після ізоляції поверхні нанесені пасивні плівкові елементи.
Усередині кожного типу ІС існує своя класифікація, яка обумовлена як фізичними принципами роботи, так і технологічними особливостями виробництва.
Види транзисторів
Біполярнітранзистори
Пристрійіпринципдіїбіполярного
транзистора
Транзисторами (від англ. Transfer of resistor - перетворювач опору) називаються триелектроднінапівпровідникові прилади з одним або двома переходами, які здатні посилювати потужність електричних сигналів. За будовою та принципом дії їх поділяють на два основні класи: біполярні та уніполярні.
Першим був винайдений біполярний транзистор, який був сукупністю двох включених «назустріч» взаємодіючих р-п-переходів. Взаємодія переходів конструктивно забезпечується досить близьким розташуванням їх щодо один одного (меншим, ніж дифузійна довжина вільного пробігу неосновних носіїв заряду).
Транзистор - це напівпровідниковий монокристал, в якому сформована тришарова структура з типами електропровідності, що чергуються. Залежно від чергування шарів, що мають різний тип електропровідності, розрізняють п-p-n-іp-n-p-структури.