Электроника және микроэлектроника негіздері пәнінен "Интегралды микросхемалар" тақырыбына

Тақырыбы: Интегралды микросхемалар
Интегралдық сұлба – бірегей технологиялық циклде бір-бірімен өзара
электрлік байланысқан транзисторлар, шалаөткізгіш диодтар, конденсаторлар,
резисторлардың өте тығыз орналасқан жиынтығынан тұратын, сигналдарды
түрлендіру мен өңдеудің белгілі бір функциясын орындайтын біртұтас
микроэлекрондық құрылғы. Жасау технологиясына байланысты ИС
шалаөткізгіштік бір тұтас және гибридтік болып бөлінеді. Үлдірлік және
гибридтік ИС-лар жұқаүлдірлі және қалың үлдірлі болуы мүмкін. Атқаратын
функциясына қарай ИС анологты және сандық болып ажыратылады. Күрделі
және интеграция дәрежесі бойынша ИС кіші (КИС), орташа (ОИС), үлкен
(ҮИС) және аса үлкен (АҮИС) болып бөлінеді.
Аналогты ИМС-р- ол үздіксіз функция заңымен өзгеретін сигналдарды
өңдеуге және түрлендіруге арналған құрылым.
Сандық ИМС – ол үздікті немесе дискретті функция заңымен өзгеретін
сигналдарды өңдеуге және түрлендіруге арналған құрылым. Сандық ИМС-ң
бір түрі– логикалық МС болып табылады немесе индикаторлық сұлбалар б.т.
ИМС-ң интеграциялық дәрежесі ол МС-ң күрделі дәреже көрсеткішімен
және ондағы элементтермен жай құрылғылардан тұратын сандармен
сипатталады. ИМС-ң интеграциялық дәрежесі мына теңдеумен өрнектеледі:
k =lnN ,
k – интеграция дәрежесін анықтау коэффиценті. Ол көбінесе бүтін сан болып
келеді. Ал N - ИМС-ң элементтері мен компоненттерінің саны. Егер k
=1 болса, онда ИС кіші деңгейлі б.т. Ал k =2 болғанда, онда ИС орташа
интегралдың деңгейінде болады. Егер k =3,4 болғанда үлкен интегралдық
деңгейде болады. Ол ҮИС д.а. Егер k>4 болса, өте үлкен интеграл сұлба
болады.

Интегралдық микросұлбаның негізгі параметрлері жинастыру тығыздығы
және интеграциялық дәрежесі. Жинастыру тығыздығы деп интегралдық
микросұлбаның бір текше сантиметр көлемінде орналасқан элементтердің
санын айтады. Микросұлбаның интеграциялық дәрежесі оның құрамындағы
элементтердің жалпы санымен анықталады. Әдетте егер микросұлбаның
құрамында он элементке дейін болса бірінші интеграциялық дәрежелі, оннан
жүзге дейін элемент болса екінші интеграциялық дәрежелі, жүзден мыңға
дейін элемент болса үшінші интеграциялық дәрежелі т. с. с. деп саналады.

Интеграциялық дәрежесі мыңнан артық интегралдық сұлбалар үлкен
интегралдық сұлба деп аталады.
Интегралды микросұлбалар жасалу технологиясы бойынша жартылай
өткізгішті, гибридті және қабыршақты болып бөлінеді. Жартылай өткізгішті
интегралдық микросұлбаларда оның барлық элементтері және оларды жалғау
жартылай өткізгіш материалдың ішінде немесе үстінде орындалады.
Жартылай өткізгіштін үсті диэлектрик болып есептелетін силицийдің қос
тотығымен жабылған, ал элементтердің арасындағы изоляция міндетін р-
түрлі силиций аткарады. Элементтер металл қабық жартылайрымен
жалғанған. Жартылай өткізгіштің көлемі ішінде диодтарды,
транзисторларды, резисторларды және конденсаторларды жасауға болады.
Конденсаторлардың сыйымдылығы ретінде р-n өтпесінің сыйымдылығы
пайдаланылады. Жартылай өткізгішті интегралдық микросұлбаларды жасау
технологиясы өте күрделі және көпқаржы жұмсауды керек етеді. Сондықтан
оларды пайдалану өте көп мөлшерде шығарғанда ғана тиімді.


Бақылыау сұрақтары:
1. ИС-тің тағайындалуы
2. Жасалу технологиясы бойынша ИС
3. Интегралдық микросұлбаның негізгі параметрлері
4. Атқаратын функциясына қарай ИС түрлері