Интегральные микросхемы (имс)

Усложнение электронных устройств, в которых количество элементов достигает сотен тысяч, вызвало:

1) снижение надежности;

2) увеличение габаритов и массы;

3) рост потребляемой энергии;

4) повышение стоимости.

Создание новых изделий перспективно на основе элементной интеграции, т. е. объединения в одном миниатюрном элементе многих простейших элементов (диодов, транзисторов, резисторов). Полученный в результате объединения сложный элемент называют интегральными микросхемами (ИМС).

ИМC − это электронное изделие с высокой плотностью упаковки электрически соединенных элементов, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигнала (ГОСТ 17021-75).

Плотность упаковки (показатель миниатюризации) − количество элементов в единице объема (до 10⁵ эл/см³).

Степень интеграции − это количество элементов, входящих в ИМС; до 10 элементов − первая степень; от − 2 до 100 − вторая; до 101 – третья. Современная ИМС − до шестой степени.

Основные достоинства ИМС: высокая надежность, малые размеры и масса, экономичность, быстродействие.

Недостаток: небольшая выходная мощность.

По технологии ИМС делят на:

1) гибридно-пленочные, выполняемые в виде пленок, наносимых на поверхность из диэлектрика (керамика, стекло, пластмасса) и навесных бескорпусных активных элементов (транзисторов, дросселей, конденсаторов), прикрепленных к основанию. С помощью масок и трафаретов на подложке формируются пассивные элементы. Плотность упаковки − 150 эл/см³, степень интеграции − первая, вторая. Обеспечивается высокая точность параметров;

2) полупроводниковые, в которых все элементы формируются в объеме или на поверхности пластинки полупроводника. Изготовление осуществляется в несколько этапов с помощью фотолитографии, диффузии, ионного легирования. Плотность упаковки − 10⁵ эл/см³; степень интеграции – шестая.

По назначению ИМС делят на:

1) линейно-импульсные, в которых обеспечивается приблизительная пропорциональность между входными и выходными величинами (пример, усилитель);

2) логические ИМС, в которых выходное напряжение зависит от наличия или отсутствия напряжения на различных входах устройства. Обозначения ИМС состоит из четырех элементов: первый элемент − обозначает конструкторско-технологическое исполнение: 1, 5, 7 − полупроводниковые, 2, 4, 6, 8 − гибридные, 3 − прочие; второй элемент (две или три цифры) − порядковый номер разработки; третий элемент − две буквы − функциональное назначение; четвертый − порядковый номер разработки ИМС по функциональному признаку.

Пример, КI40УД14А

К − ИМС для широкого применения,

I – полупроводниковая

40 − порядковый номер серии;

УД − операционный усилитель;

14 − порядковый номер операционного усилителя;

А − коэффициент усиления определенного значения.