Büyük bir entegre sistem nedir. Vatansever Elektronik Bileşen Bazının Tarihi (ECB)

Makalenin içeriği

ENTEGRE DEVRE(IP), küçük bir plaka üzerinde (kristalin veya "çip") yarı iletken malzeme üzerinde oluşturulan mikroelektronik diyagram, genellikle silikon, elektrik şoku Ve onun kazancı. Tipik IP, kristalin yüzey tabakasında yapılan transistörler, dirençler, kapasitörler ve diyotlar gibi çok sayıda birbirine bağlı mikroelektronik bileşenden oluşur. Silikon kristal boyutları, yaklaşık 1.3ґ1,3 mm ila 13 ° 13 ° arasında değişmektedir. Bölgede ilerleme entegre Şemalar Büyük ve süper yüksek entegre devrelerin teknolojilerinin geliştirilmesine yol açtı (BIS ve SBI). Bu teknolojiler, her biri binlerce şema içeren IP almanıza izin verir: bir çipte 1 milyondan fazla bileşen sayılabilir.

Entegre şemalar, öncekiler üzerinde çok sayıda avantaja sahiptir - şasiye monte edilmiş bireysel bileşenlerden toplanan şemalar. IP daha küçük boyutlara, daha yüksek hız ve güvenilirlik; Bunlar, daha ucuz ve daha az, titreşimlerin, nem ve yaşlanma etkilerinden kaynaklanan başarısızlıklara maruz kalırlar.

Yarı iletkenlerin özel özelliklerinden dolayı elektronik devrelerin minikizasyonu mümkündü. Yarı iletken, cam gibi bir dielektrikten çok daha büyük bir elektrik iletkenliği (iletkenlik) olan bir malzemedir, ancak örneğin bakır, iletkenlerden önemli ölçüde daha azdır. Bu tür bir yarı iletken malzemenin kristal kafesinde, silikon gibi, oda sıcaklığında, önemli iletkenlik sağlamak için çok az ücretsiz elektron vardır. Bu nedenle, saf yarı iletkenler düşük iletkenliğe sahiptir. Bununla birlikte, uygun safsızlıkların silikona tanıtılması, elektriksel iletkenliğini arttırır.

Alaşımlı safsızlıklar iki yöntemle silikona enjekte edilir. Güçlü doping için veya uygulanan safsızlık miktarının kesin düzenlemesinin isteğe bağlı olduğu durumlarda, genellikle difüzyon yöntemini kullanın. Fosfor veya bor difüzyonu, bir kural olarak, 1000 ila 1150 ° C arasındaki sıcaklıklarda doping safsızlıklarının atmosferinde, yarım saat ila birkaç saat arasında. İyon implantasyonu ile silikon, alaşımdaki safsızlıkların yüksek hızlı iyonları ile bombalanır. İmplante edilebilir kirlilik miktarı, yüzde birkaçının doğruluğu ile ayarlanabilir; Bazı durumlarda doğruluk önemlidir, çünkü transistörün kazancı, 1 cm2 bazda implante edilen kirlilik atomlarının sayısına bağlıdır ( aşağıya bakınız).

Üretim.

Entegre bir devrenin iki aya kadar kaplanabileceği, çünkü bazı yarı iletken alanların yüksek doğrulukla alaşması gerektiğinden. İşlem sırasında, yetiştirme veya germe, kristal olarak adlandırılan kristal, önce yüksek saflıkta silindirik silikon boşluğunu alın. Bu silindirden, plakalar bir kalınlıkta, örneğin 0,5 mm'dir. Plaka nihayetinde yüzlerce küçük parçayı keser, her biri aşağıda açıklanan teknolojik işlemin bir sonucu olarak, entegre bir devreye dönüşür.

Cipslerin işleme işlemi, her bir IP katmanının maskelerinin üretimi ile başlar. Yaklaşık bir alanın kare şekline sahip olan büyük ölçekli bir şablon yapılır. 0.1 m 2. Bu tür maskeler kümesinde, IP'nin tüm bileşenlerini içerir: difüzyon seviyeleri, ara bağlantı seviyeleri vb. Elde edilen tüm yapı, kristal boyutuna fotikli olarak azalır ve cam plakadaki katmanlarda çoğaltılır. Silikon plakanın yüzeyinde ince bir silikon dioksit tabakası yetiştirilir. Her plaka, ışığa duyarlı malzeme ile kaplanır (fotorezist) ve maskelerden iletilen ışıkla ortaya çıkar. Işığa duyarlı kaplamanın açığa çıkan bölümleri bir çözücü tarafından uzaklaştırılır ve farklı bir kimyasal reaktifi çözünen silikon dioksit ile, ikincisi, artık bir ışığa duyarlı kaplama ile korunmadığı alanlardan ayrılır. Bu temel teknolojik işlem için seçenekler, iki ana transistör yapısının imalatında kullanılır: Bipolar ve Alan (MOS).

Bipolar transistör.

Bu transistörün bir tür yapısı var n-p-n veya, çok daha az sıklıkla p-n-p. Tipik olarak, teknolojik işlem, güçlü bir şekilde alaşımlı bir malzemenin bir plaka (substrat) ile başlar. p.-Type. Bu plakanın yüzeyinde, epitaksi büyüyen zayıf alaşımlı silikonun ince tabakası n.-Type; Böylece, yetiştirilen katman, substrat ile aynı kristalin yapıya sahiptir. Bu katman, transistörün aktif bir parçası içermelidir - bireysel kollektörler içinde oluşturulacaktır. Plaka ilk önce fırında bor çiftleri ile yerleştirilir. Borun silikon plaka içine difüzyonu, sadece yüzeyinin aşındırma ile tedavi edildiğidir. Sonuç olarak, alanlar ve pencereler malzemeden üretilir. n.-Type. Fosfor çiftlerinin ve başka bir maskenin, toplayıcı katmanıyla bir temas kurmak için kullanıldığı ikinci yüksek sıcaklık işlemi kullanılır. Bor ve fosfor difüzyonu, sırasıyla, baz ve yayıcı oluşur. Baz kalınlığı genellikle birkaç mikrondur. Bu küçük iletkenlik adaları n.- BEN. p.-Type B tarafından bağlanır. genel şema Buhar fazından çöpe çökeltilmiş alüminyumdan yapılmış ara bağlantı ile veya vakumda uygulanır. Bazen bu amaçlar için, platin ve altın gibi soylu metaller kullanılır. Dirençler, kapasitörler ve indüktörler gibi transistörler ve diğer devre elemanları, ilgili ara bağlantılarla birlikte, işleme sırasındaki difüzyon yöntemlerinin plakasında, bitmiş elektronik devreyi oluşturabilir.

MOS-Transistör.

MOS (metal oksit-yarı iletken) en büyük dağıtımı aldı - Silikonun yakından ilgili iki alandan oluşan bir yapı n.-Type alt tabakaya uygulandı p.-Type. Silisonun yüzeyinde, dioksitinin tabakası artıyor ve bu katmanın üstünde (bölgeler arasında n.-Type ve biraz yakalamak), deklanşörün rolünü gerçekleştiren lokalize bir metal katman oluşturulur. Bahsedilen iki alan n.-Type, kaynak ve boşaltma adı verilen, sırasıyla giriş ve çıkış için bağlantı elemanları olarak işlev görür. Silison dioksit için verilen pencereler aracılığıyla, kaynak ve boşaltma ile metalik bağlantılar yapılır. Dar yüzey kanalı n.-Type kaynağı ve stokları bağlar; Diğer durumlarda, kanal indüklenebilir - deklanşöre uygulanan voltaj etkisi altında oluşturulabilir. Deklanşörün altına yerleştirilmiş olan bir kanalla transistöre pozitif bir voltaj sağlandığında p.-Type bir katmana dönüşür n.-Type ve akım, kontrollü ve modüle edilmiş, deklanşöre gelen bir sinyalle, kaynaktan tahliyeye akar. MOS Transistörü çok küçük bir güç tüketir; Yüksek bir giriş direncine sahiptir, farklıdır düşük akım Akış devresi ve çok düşük gürültü seviyeleri. Deklanşör, oksit ve silikon bir kondansatör oluşturduğundan, böyle bir cihaz bilgisayar bellek sistemlerinde yaygın olarak kullanılır ( aşağıya bakınız). Tamamlayıcı veya CMO-şemalarda, MOS yapıları yük olarak kullanılır ve ana MOS transistörü etkin olmayan bir durumda olduğunda güç tüketmez.

İşlemi tamamladıktan sonra, plaka parçalara kesilir. Kesme işlemi, elmas kenarları olan bir disk testere tarafından gerçekleştirilir. Her kristalin (çip veya IP) daha sonra birkaç türden birinin mahfazasına girer. IP'nin bileşenlerini gövde sonuçlarının çerçevesine bağlamak için, altın tel 25 mikron kalınlığında kullanılır. Kalın kare sonuçları, kaynağı çalışacağı elektronik cihaza bağlamanıza izin verir.

Güvenilirlik.

Entegre devrenin güvenilirliği, şekil ve boyutta eşdeğer ayrı bir silikon transistöründeki ile yaklaşık olarak aynıdır. Teorik olarak, transistörler binlerce yıla hizmet ettiğinden emin olabilirler - biri temel faktörlerin Roket ve kozmik ekipman gibi bu tür uygulamalar için, tek başarısızlığın projenin tam bir başarısızlığı anlamına geldiği durumlarda.

Mikroişlemciler ve minibilgisayarlar.

İlk defa, 1971'de halka açık olanlar, bilgisayarın ana fonksiyonlarının çoğunu, 5ґ5 mm'lik bir kristalde uygulanan tek bir silikon IP'de ana fonksiyonların çoğunu, boyutunda. Entegre şemalar sayesinde, tüm fonksiyonların bir veya daha fazla büyük entegre devrede yapıldığı küçük bilgisayarlar - küçük bir bilgisayarın oluşturulması sayesinde. Bu tür etkileyici minyatürleşme, hesaplamaların maliyetinde keskin bir düşüşe yol açtı. Mevcut mini-bilgisayar maliyetleri, performanslarında daha düşük olmayan, ilk çok büyük bilgi işlem makineleri, 1960'ların başlarında 20 milyon dolara ulaşan maliyetler. Mikroişlemciler iletişim, cep hesap makineleri, bilek saatleri için ekipmanlarda kullanılır. , televizyon kanalları, elektronik oyunlar, otomatik mutfak ve bankacılık ekipmanları, otomatik yakıt düzenleme araçları ve binek otomobillerin yanı sıra diğer birçok cihazda egzoz gazlarının nötralizasyonu. Küresel elektronik endüstrisinin çoğu, cirosu 15 milyar doları aşan, bir şekilde ya da başka bir şekilde entegre devrelere bağlıdır. Tüm dünyanın ölçeğinde, entegre devreler ekipmanda, toplam değeri, toplam değeri birçok onlarca dolarlık dolarıdır.

Bilgisayar ezberleme cihazları.

Elektronikte, "bellek" terimi genellikle dijital formda bilgi depolamak için tasarlanmış bir cihazı ifade eder. Birçok depolama cihazı türü (hafıza) arasında, bir rasgele numune (ZUPZ), şarj kravatlı (CCD) ve sabit bellek (ROM) olan enstrümanlar ile belleği göz önünde bulundurun.

ZupV'de, bir kristal üzerinde bulunan herhangi bir bellek hücresine erişim eşittir. Bu tür cihazlar 65.536 bit (genellikle 0 ve 1), bir bit hücrede ve yaygın olarak kullanılan bir elektronik bellek tipidir; Her çipte yakl. 150 bin bileşen. 256 kbps kapasiteli (K \u003d 2 10 \u003d 1024; 256 K \u003d 262 144). Seri numunesi olan bellek cihazlarında, depolanan bitin dolaşımı, kapalı bir konveyörde olduğu gibi gerçekleşir (bu tür örnekleme, CCD'de kullanılır). Özel bir konfigürasyon olan CCD'de, elektrikli yük paketleri, elektriksel olarak çipten izole edilmiş minik metal plakalar ile birbirinden küçük mesafelere yerleştirilebilir. Böylece (veya yokluğu), bu nedenle, yarı iletken cihazdan bir hücreden diğerine geçebilir. Sonuç olarak, bir birim ve sıfır (ikili kod), gerektiğinde erişimin yanı sıra bir birim ve sıfır (ikili kod) formundaki bilgileri ezberlemek mümkündür. CCD, SSPF ile hızla rekabet edemediği halde, düşük miktarda bilgiyi daha düşük maliyetlerle işleyebilirler ve keyfi bir örneğe sahip hafızanın gerekli olmadığı durumlarda kullanılırlar. Böyle bir IP'de yapılan COPF, geçicidir ve güç kapatıldığında kaydedilen bilgiler kaybolur. ROM'da, bilgi sırasında girilir. üretim süreci Ve sürekli saklanır.

Yeni tiplerin gelişmeleri ve IPP'si sonlandırılmamıştır. Yıkanmış Programlanabilir ROM'da (SPPU), diğerinin üzerinde bir tane bulunan iki kepenk bulunur. Gerilim üst deklanşöre uygulandığında, alt, 1 ikili koda karşılık gelen bir şarj satın alabilir ve (ters) voltajı değiştirirken, deklanşör, 0 ikili koda karşılık gelen şarjını kaybedebilir.

1 Entegre Cips (IP)

Modern ayrık mekaniğin ana üssü, entegre mikroelektroniktir. IP'ye geçiş elektronik ekipman oluşturma yöntemlerini önemli ölçüde değiştirdi, çünkü mikrokir küvet ekipmanlarının ürünleri, en basit işlemler için mantıksal elementler veya birkaç binlerce unsurdan oluşan bilgisayar makinelerinin işlemcileri için mantıksal elemanların tamamı olsun.

1.Traminoloji

GOST17021-88'e göre, "integral cips. Terimler ve tanımlar".

İntegral çip ) - Belirli bir dönüşüm fonksiyonunu ve sinyal işleme işlevini yerine getiren ve elektriksel olarak bağlı elemanların (veya elementlerin ve bileşenlerin) ve (veya) testler için test açısından, (veya) paketi yüksek yoğunluğuna sahip olan bir mikroelektronik ürün, Kabul etme, teslimat ve işlem, tek bir tamsayı olarak kabul edilir.

Yarı İletken Integral Microcircuit - İntegral çip, tüm elemanlar ve eleman içi bağlantıları, ses seviyesinde ve yarı iletken yüzeyinde yapılır.

Film Entegre Microcircuit - Entegre bir çip, tüm unsurlar ve elemanlar arası bileşikler, filmler formunda (özel bir durum, film IC'si kalın film ve ince film IP'dir).

Hibrit İntegral Mikrocircuit - Elemanlara ek olarak bileşenleri ve (veya) kristalleri içeren bir integral talaş (özel bir hibrit IP vakası çok kültürlü bir IP'dir).

TONClosS Technology - Temel Malzemeler:

Substrat - bir devre deseninin uygulanması ve oluşturulması için (satal, seramik);

İletken film - bakır, alüminyum, altın;

Dirençli malzeme - metaller ve alaşımları, teneke oksit, dielektrikler, karışımlar.

Tolstoplennaya - çoğunlukla gidip gidip kurullar.

Şu anda, 6 derece entegrasyonun integral cipsleri vardır (Tablo 1).

Küçük İntegral Microcircuit (MIS) - 100'e kadar eleman ve (veya) bileşen içeren IC (1..2 derece).

Orta Entegre Çip (SIS ) - Dijital için 100 ila 1000 eleman ve (veya) bileşenleri içeren IP ve analog (2..3 derece) için 100 ila 500'den fazla -.

Büyük Entegre Microcircuit (BIS) - Analog IC (3..4 derece) için 1000'den fazla elementi ve (veya) 500'den fazla bileşen içeren IP.

Ultra Büyük Entegre Çip (SBI) - Düzenli bir yapı yapısına sahip Dijital IC'ler için 100.000'den fazla unsur ve (veya) bileşen içeren IP, 50000'den fazla - inşaatın düzensiz yapısına sahip dijital ip için ve 10.000'in üzerinde - analog IC için (5..7 derece).

Not: Düzenli bir yapının yapısına sahip dijital IP, depolama aygıtlarının çizelgelerini ve temel matris sinyallerine dayanan bir devre olup, bir bilgi işlem şeması yapmanın düzensiz bir yapısına sahip bir devre içerir.

Ultra hızlı integral çip (SSS ) - Fonksiyonel hızı, mantıksal eleman başına en az 1 * 10 13 Hz / cm3 olan dijital IP.

İşlevsel hız altında, mantıksal eleman çalışma frekansının çalışması, sinyal yayılımının, kristal alanın 1 kare santimetre başına mantıksal eleman sayısının sayısının maksimum ortalama süresinin ters nicel değerine eşittir.

3 Entegre devrelerin entegrasyon seviyelerine göre sınıflandırılması.

Tablo 1 - IP'nin entegrasyon seviyelerine göre sınıflandırılması

Bir Microcircuit'te Stea Seviye Öğeleri ve Bileşen Sayısı

stump Integ- Dijital Microcircuits Analog

mOS- Bipolar Microcircuits Üzerindeki Entegrasyonlar

transistörlerin transistörlerinin kaynağı

1..2 MIS<= 100 <= 100 <= 100

2..3 cis\u003e 100<= 1000 > 100 <= 500 > 100 <= 500

3..4 bis\u003e 1000<= 10000 > 500 <= 2000 > 500

4..5 SBI\u003e 100000\u003e 50.000\u003e 10000

Analog Entegre Microcircuit - Sürekli bir fonksiyonun kanununa göre sinyalleri dönüştürme ve işleme amaçlı bir integral çip (özel bir analog olgusu, doğrusal bir karakteristik - doğrusal IP ile olan bir mikro-krakerdir).

Dijital IZ. - Entegre çip, ayrık bir fonksiyonun kanununa göre değişen sinyallerin dönüşümü ve işlenmesi için tasarlanmıştır (özel bir dijital IP durumu mantıksal bir çiptir)

Ayrılmaz çipin entegrasyon derecesi - Çipin karmaşıklığının göstergesi, içinde bulunan öğe ve bileşen sayısı ile karakterize edilir.

Formül tarafından belirlenir: K \u003d LGN,

k, entegrasyon derecesini belirleyen bir katsayıdır, en yakın daha fazla tam sayıya yuvarlanır.

N, entegre devrede bulunan elemanların ve bileşenlerin sayısıdır.

Bir dizi entegre mikrokir kemici - Çeşitli işlevleri yerine getirebilecek, tek bir yapısal ve teknolojik tasarıma sahip olan ve işbirliği için tasarlanmış bir dizi integral cips kümesi.

En düşük zamanda, her tür ve varış yerindeki EVA'nın tasarım hiyerarşisinin sıfır düzeyinde, Mantıksal, Yardımcı, özel fonksiyonların yanı sıra, ezberleme işlevlerinin yanı sıra IP'dir. Halen, endüstri, birkaç işaret için sınıflandırılabilen çok sayıda entegre devreyi üretir.

2 Mikro-kireç ve sembollerin sınıflandırılması

Bağlı olarak Üretim Teknolojileri IP 4 çeşitlere ayrılır: yarı iletken; film; hibrit; Kombine

Yarı iletken IC elektrik devresinin elemanları, ses seviyesinde veya yarı iletken malzemenin (substrat) yüzeyinde oluşturulur. Aktif ve pasif elemanların oluşumu, farklı sayılarla tek bir kristal plaka olan safsızlıkların konsantrasyonunu belirleyerek.

Şekil 1 - Entegre Devrelerin Sınıflandırılması

Hibrit IP'de, pasif parça, dielektrik malzemenin yüzeyine (substrat) uygulanan filmler şeklinde gerçekleştirilir ve bağımsız yapıcı bir tasarıma sahip aktif elemanlar, substratın yüzeyine tutturulur.

Aktif uygun olmayan elemanların bağlanma yöntemlerine bağlı olarak, aktif esnek ve zor sonuçlarla aktiftir.

Çeşitli yarı iletken IP, IP kombinedir.

Kombine IP'de, aktif elemanlar yarı iletken substratın içine ve pasif parçanın yüzeyinde metal filmler olarak gerçekleştirilir.

Fonksiyonel amaç ile IP'ye ayrılabilir:

1) Dijital; 2) Analog.

Dijital IP'ler renk, ayrık otomasyon cihazlarında vb. Kullanılır. Bunlar, mikroişlemci devreleri, bellek diyagramları ve mantıksal işlevleri gerçekleştirir.

Doğrusal ve lineer-impulse ICS analog bilgisayar makinelerinde ve bilgi dönüştürme cihazlarında kullanılır.

Bunlar, çeşitli amplifikatörler, karşılaştırıcılar ve diğer şemaları içerir.

Sınıflandırmanın temeli dijital Microcircuits üç özelliktir:

1) Giriş değişkenlerinde mantıksal işlemlerin yapıldığı mantık devresinin bileşenlerinin türü;

2) Yarı iletken cihazları mantıksal bir devreye bağlamak için bir yöntem;

3) Mantık şemaları arasındaki iletişim türü.

Bu özelliklere göre, mantıksal IP aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:

1) MOS yapılarında doğrudan bağlantılı şemalar - NSTLM (paspas - metal - oksit - yarı iletken veya MDP metal dielektrik - yarı iletken).

2) Dirençli şemalar - kapasitif bağlantılar - RTL; Perakende satış şemaları, giriş mantığı direnç devreleri üzerinde gerçekleştirilir. Rtle ve rtl - ahlaki olarak modası geçmiş ve yeni gelişmeler kullanılmıyor;

3) Diyotlar üzerinde gerçekleştirilen giriş mantığı olan şemalar - DTL;

Giriş mantığı çok yönlü bir transistör tarafından gerçekleştirilen 4 şema - TTL;

5) İlişkili Yayımlar - ESL veya PTLL - Mevcut Anahtarlar Üzerindeki PTLL - Mantıkla Şemalar;

6) Enjeksiyon-Integral Mantık IIL veya 2 L - buna dayanarak, yüksek hızın yüksek derecede entegrasyonuna ve düşük enerji tüketimine dayanır;

7) Bir çift transistörün farklı iletkenlik modları kanalları ile eklem dahiline dayanan şemalar, sözde ücretsiz yapılar. (CMOS - Yapılar).

IP'nin şartlı belirlenmesinde, yapısal ve teknolojik tasarım sayı ile gösterilir:

1, 5, 6, 7 - Yarı iletken; 2, 4, 8 - hibrit;

3 Diğer - (film, vakum vb.).

REC'deki fonksiyonların yapısına göre, IP, alt gruplara (örneğin, jeneratörler, amplifikatörler vb.) Ve tipleri (örneğin, frekans dönüştürücüler, fazlar, voltajlar) alt grubu uygun harflerle gösterilir (için) Örnek, HS Jeneratör (G) Harmonik Sinyal (C), ND-Set (H) Diyotlar (E)))

4 Mikrokirbağın Kolordu

GOST 17467-88, IP yapısına ilişkin terimleri göstermektedir.

Vücut vücut - Sonuçlar olmadan gövdenin bir parçası.

Çıkış pozisyonu - Çemberin etrafındaki gövdesinin gövdesinden veya çıktıların işgal edilmeyen veya işgal edilmeyen bir üst üste olan çıktıların pozisyonlarının birkaç eşdeğer pozisyonundan biri. Her çıkış pozisyonu bir dizi numarası ile gösterilir.

Kurulum uçağı - IP'nin kurulduğu düzlem.

İntegral Cxema (IP, Integral Chip, Chip), işlevsel olarak tamamlanmış mikroelektronik ürün, yarı iletken bir monokristal plaka içinde oluşturulan elektriksel olarak birbirine bağlı elemanların (transistörler vb.) Birleşimidir. Tüm modern radyo elektronik cihazlarının eleman üssü, cihazlar bilgisayar Ekipmanları, bilgi ve telekomünikasyon sistemleri.

Tarihsel referans. Cermen monokristal plakasını, içinde oluşturulan ayrı transistörlere paylaşmadan, bunları en iyi tellerle birleştiren 1958 J. Kilbi (Nobel Ödülü, 2000) icat edildi, böylece elde edilen cihaz bitmiş radyo elektronik devresi haline geldi. Altı ay sonra, Amerikan fizikçisi R. Neuss, her bir bipolar transistörlerin (yayıcı, taban ve toplayıcı), metalize edilmiş alanların (sözde temas pedleri) yüzeyde oluşturulduğu planar Silikon IP'yi gerçekleştirdi. Silikon plakanın ve aralarındaki bileşikler ince film iletkenleri tarafından gerçekleştirildi. 1959'da, Silikon Iss'ın endüstriyel salınımı Amerika Birleşik Devletleri'nde başladı; SSCB'deki IP'nin seri üretimi, 1960'ların ortalarında K. A. Valiev'in önderliğinde Zelenograd kentinde düzenlendi.

IP teknolojisi. Yarı iletken yapısı şekilde gösterilmiştir. Transistörler ve diğer elemanlar, silikon plakanın yakın yüzey katmanının çok ince (birkaç mikron) olarak oluşturulur; Yukarıdan, çok seviyeli bir ek içi bağlantıların bir sistemi oluşturulur. IP elemanlarının sayısında bir artışla, seviye sayısı artıyor ve 10 veya daha fazlasına ulaşabilir. Elementler arası bileşikler düşük elektrik direncine sahip olmalıdır. Bu gereksinim, örneğin bakır. İletkenlerin katmanları arasında yalıtkan (dielektrik) katmanlar (Si02, vb.) Aynı zamanda bir PP plakasında, bireysel kristallere (cips) ayrıldıktan sonra birkaç yüz ICS'ye kadar oluşturulur.

IP imalat teknolojik döngüsü, en önemlisi fotolitografi (FL) olan birkaç yüz operasyon içerir. Transistör, her katmandaki ara bağlantı konfigürasyonunu ve ayrıca katmanlar arasında iletken alanların (kişiler) konumunu belirleyen bir fL'nin bir sonucu olarak oluşan düzinelerce parça içerir. FL teknolojik çevrim birkaç on kez tekrar eder. Her bir işletme, dielektrik, PP ve metalik ince filmlerin çökelmesi, dağınıklık, silikondaki iyonların implantasyon yöntemiyle doping gibi transistörlerin imalatının üreticisi, vb. bireysel parçalar. Ana fl aleti, optik projeksiyon stepers-scanners, adım adım (çipten çipten chip'e) görüntüye maruz kaldığı yardımı ile (bir ışığa duyarlı katmanın uygulandığı yonga aydınlatması - bir fotorezist , fotoğraf maskesi denilen bir maske aracılığıyla) bir düşüş (4: 1), maskenin boyutlarına göre görüntüleri ve aynı çip içindeki ışık noktasını taramak. MR, radyasyon kaynağı dalgasının uzunluğuyla doğrudan orantılıdır. FL kurulumlarında, başlangıçta, cıva lambasının emisyon spektrumunun G & I-çizgileri (sırasıyla 436 ve 365 nm) kullanılmıştır. KRF Molekülleri (248 nm) ve ARF (193 Nm) üzerindeki Excimer Lazerler, cıva lambasını değiştirmeye geldi. Mükemmellik optik sistem, yüksek kontrast ve duyarlılığa sahip fotorezistlerin yanı sıra, bir dalga boyu olan bir dalga boyu olan ışık kaynağı olan fotoğraf ve step tarayıcıların fotoğraflarını tasarlarken, özel yüksek çözünürlüklü tekniklerin kullanımı, BRS'ye 30 nm'ye eşit ve daha az, daha azına ulaşmanızı sağlar. Saatte 100 plaka (300 mm çap) kapasiteli cips (1-4 cm'lik alan). Daha düşük bölgeye (30-10 nm) MP'ye, 13.5 nm dalga boyu olan yumuşak röntgen radyasyonu veya aşırı ultraviyole (EUF) kullanılarak mümkündür. Bu dalga boyunda malzemelerle radyasyonun yoğun emilimi nedeniyle, refrakting optik uygulanamaz. Bu nedenle, Euph-Stepper, X-ışını aynalarında yansıtıcı optik kullanır. Şablonlar da yansıtılmalıdır. EUF-Litografi, projeksiyon optik analogudur, yeni bir altyapının oluşturulmasını gerektirmez ve yüksek performans sağlar. Böylece, IP'nin 2000 yılı teknolojisi, 100 nm (MR) hattını aştı ve nanoteknoloji haline geldi.

Entegre devrenin yapısı: 1- Pasifleyici (koruyucu) katman; 2 - İletkenin üst tabakası; 3 - Dielektrik Katmanı; 4 - Seviye arası bağlantılar; 5 - İletişim Sitesi; 6 - MOS transistörleri; 7 - Silikon plaka (substrat).

Geliştirme yönleri. IP dijital ve analoga ayrılır. Dijital (mantıksal) mikrokirdiklerin ana payı, bir kristal (çip) üzerinde birleştirilebilen, bir "sistem-on-kristal" oluşturan bir kristal (çip) birleştirilebilecek işlemciler ve IC'dir. IP'nin karmaşıklığı, çip üzerindeki transistörlerin sayısı tarafından belirlenen entegrasyon derecesi ile karakterize edilir. 1970 yılına kadar dijital IC'lerin entegrasyonu derecesi, her 12 ayda bir iki kez arttı. Bu kalıp (ilk kez, Amerikan bilimcisi G. Moore, 1965'te ödendi) Moore Hukukunun adını aldı. Daha sonra, Moore yasasını açıklığa kavuşturdu: Hafıza şemalarının karmaşıklığını iki katına çıkardı, her 18 ayda bir meydana gelir ve işlemci devreleri 24 ay sonra. IP entegrasyonu arttıkça, yeni terimler tanıtıldı: Büyük IP (BIS, 10 bin'e kadar transistör sayısıyla), süper büyük (SBI - 1 milyona kadar), ultrastic IP (Ubiv - 1 milyara kadar) ve devasa BIS (GBIS - 1 milyar).

Bipolar (BI) ve MOP (Metal - Oksit - Yarı İletken) Transistörlerdeki Dijital ICS, CMOS konfigürasyonunda (tamamlayıcı MOS, yani tamamlayıcı R-paspas ve v-paspas transistörleri "kaynak gücü - sıfıra sahip bir nokta Potansiyel "), ayrıca bir BIKMOPE (bir çipte bipolar transistörler ve CMOS transistörlerinde).

Entegrasyon derecesindeki bir artış, transistörlerin boyutunda bir düşüş ve çip boyutlarında bir artışla elde edilir; Bu, mantıksal elemanın anahtarlama süresini azaltır. Boyut azaldıkça, güç tüketimi ve enerji her bir anahtarlama işleminde harcanan güç tüketimi ve enerji azaldı (anahtarlama süresi boyunca güç ürünü). 2005 yılına kadar, IP'nin performansı 4 emir arttı ve nanosaniye oranına ulaştı; Bir çip üzerindeki transistörlerin sayısı 100 milyon parçaya kadar idi.

1980'den global üretimde ana payı (% 90'a varan) Dijital CMOS IP'dir. Bu tür şemaların avantajı, iki statik durumdan ("0" veya "1"), transistörlerden birinin ("0" veya "1") birinin kapandığı ve devredeki akım, I B C'nin kapalı halindeki transistör akımı ile belirlenir. Bu, eğer ihmal edilebilir olduğumda, güç kaynağından gelen akımın yalnızca anahtarlama modunda tüketildiği ve güç tüketimi anahtarlama frekansı ile orantılıdır ve ρ σ ≈c σ · ν · f · u) ile tahmin edilebilir. Şekil 2, C σ, mantıksal elemanın çıkışındaki toplam yük kapasitesi olan N, N, çip üzerindeki mantıksal elemanların sayısıdır, F anahtarlama frekansıdır, U besleme voltajıdır. Tüketilen hemen hemen tüm güç, kristalden tahsis edilmesi gereken joule ısı formunda vurgulanır. Bu durumda, anahtar modunda tüketilen güç, statik modda tüketilen güç eklenir (Bol ve sızıntı akımları ile akımlar ile belirlenir). Transistörlerin boyutunda bir azalma ile, statik güç, 1 cm2 kristal başına 1 kW'lık bir sırayla dinamik ve elde edilebilir. Büyük enerji sürümünün sorunu sınırlamak zorunda kalır maksimum frekans Yüksek performanslı CMOS'nin değiştirilmesi 1-10 GHz'dir. Bu nedenle, "kristal sistemlerin sistemleri" performansını arttırmak için, ek mimari (çok çekirdekli işlemciler denilen) ve algoritmik yöntemler kullanılır.

MOS transistör kanalının uzunluklarında, kuantum etkileri, uzunlamasına nicelemenin (elektron, kanalda de brogly dalga olarak dağılır) ve enine nicelemenin (kanal daralması nedeniyle) gibi transistörün özelliklerini etkilemeye başlanır. ), elektronların kanal üzerinden doğrudan tünellenmesi. Son etki, toplam kaçak akımına büyük katkı sağladığı için IP'de CMOS elemanlarını kullanma olasılığını sınırlar. 5 nm kanal uzunluğunda esastır. Bir kuantum cihaz, moleküler elektronik cihazlar ve diğerleri CMOS IP ile değiştirilecektir.

Analog ICS, düşük frekans (LF), yüksek frekans (yüksek frekans) dahil olmak üzere, amplifikatörler, jeneratörler, zayıflatıcılar, karşılaştırıcılar, faz çalışmaları vb. İşlevlerini gerçekleştiren geniş bir program sınıfı oluşturur. HF) ve ultra frekans (mikrodalga) IP. Mikrodalga, sadece transistörleri değil, aynı zamanda filtre indüktörleri, kapasitörleri, dirençleri de içerebilecek nispeten az bir entegrasyon derecesidir. Sadece geleneksel bir silikon teknolojisi oluşturmak için değil, aynı zamanda katı çözeltilerdeki heterookrat ip teknolojisi, III BV (örneğin, arsenit ve galyum nitrür, fosfit Hindistan), vb. Çalışma frekansları Si - GE ve 10-50 GHz için 10-20 GHz ve yukarıdaki Mikrodalga IP için bir III BV. Analog ICS genellikle, mikroelektronik cihazların insan ve çevre ile etkileşimini sağlayan dokunmatik ve mikromekanik cihazlar, biochips vb. İle kullanılır ve bunlarla bir kasaya eklenebilir. Bu tür yapılar çok renkli veya "B-Corps sistemleri" denir.

Gelecekte, IP'nin geliştirilmesi, iki yönün birleşmesine ve güçlü bilgi işlem cihazları, çevresel izleme sistemleri ve insanla iletişim araçları içeren büyük karmaşıklığın mikroelektronik cihazlarının oluşturulmasına neden olacaktır.

Aydınlatılmış. Sanata bak. Mikroelektronik.

A. A. Orlikovsky.

Konyaev Ivan Sergeevich, Öğrenci Armavir Mekanik Teknolojisi Enstitüsü (Şube) Fgbou VPO Kubbtu, Armavir [E-posta Korumalı]

Monogarov Sergey Ivanovych, Teknik Bilimlerin Adayı, Intrazavodski Bölümü Doçent, Armavir Mekanik Teknolojisi Enstitüsü (Şube) Fgbou VPO Kubbtu, Armavir'in Otomasyonu [E-posta Korumalı]

Büyük Entegre Devrelerin İlkeleri

Açıklama. Bu makale, büyük entegre devrelerin (BIS) üretimine ayrılmıştır. Anahtar kelimeler: BIS, büyük entegre çip, temel matris kristalleri, programlanabilir mantık aygıtları.

Halen, mikroelektronik ekipmanlarda, hem uzman hem de çeşitli entegrasyon derecelerinin evrensel cipsleri kullanılır. Aynı zamanda, yüksek derecede entegrasyon entegrasyonuyla yaygın olarak kullanılan belirli bir eğilim var. - Sınırlı dolaşımlarda mevcuttur ve kesinlikle tanımlanmış bir uygulama alanına sahiptir. Temel matris kristalleri (BMK) yapılan özel BIS ve programlanabilir mantık aygıtları (PLU) özellikle geniş bir uygulamaya sahiptir. Bu tür yaygın kullanım, bu Bis'nin otomatik tasarımının nispeten kısa bir süre sürmesi gerçeğinden kaynaklanmaktadır: BK'yı BMK'ya dayalı BIS için yaklaşık birkaç hafta, PLU'ya dayanan birkaç gün-BIS. Yapma ve parametrelerin ilkelerini düşünüyoruz. temel matris kristallerinin. BMK bileşimi, kristalin periferinin (Şekil 1) boyunca bulunan bir grup tampon hücre grubunun yanı sıra, temel hücrelerin önceden oluşturulmuş bir matrisini (Şekil 1) içerir. Sırayla, bileşenler Hücrelerin, işlenmemiş elemanların (transistörler, kondansatörler, dirençler) gruplarını ve kesişen elektrik bağlantılarının uygulanmasına yönelik yarı iletken lastik segmentleri içerir. Metal (iletken) ve yarı iletken lastikler şeklinde elektrik bağları kullanan hücrelerin hücreleri çeşitli şekillendirilmiştir. Fonksiyonel elemanlar (tetikleyiciler, sayaçlar, kayıtlar vb.), Tampon elemanları ve bu yüzden aralarında durulayın.

A) b) c) Şekil 1 -Type BMK'nın tipi yapıları: a) katı bir homojen hücre dizisi ile; b) iletkenler için dikey ve yatay kanallarla ayrılmış, bir dizi homojen hücre veya makro ile; c) yatay kanallarla ayrılmış bir dizi homojen hücre ile; 1 kanalizasyon baz hücreleri; 2 numune tampon hücreleri; 3,5,8 Matrisler, 4,7,10 panel hücreleri, 6.9 değişkenleri; 11.12 -Gorizonal kanallar; 13 -Takrik kanallar

İÇİNDE bu tip BIS, kural olarak, temel fonksiyonel elemanlar gerekli hızı sağlamak için yeterli miktarda enerji tüketir. Buna karşılık, harici iletişim matrisi BIS'nin, belirli bir miktarın, yük kapasitesi ve gürültü bağışıklığının mantıksal voltaj seviyelerinin seviyeleri ile onaylanma ihtiyacından kaynaklanan yüksek güç tüketilir. Hücrelerin bileşimi, çoklu şekilli aktif ve pasif elemanları içerir. Aynı zamanda, pasif elemanların parametreleri, yeterince yüksek doğruluk ve istikrar için bir gereklilik getirir. Analoji bis üretimi için amaçlanan BMK, sırasıyla analog ve dijital cihazlar oluşturmak için genellikle iki hücre matrisini içerir. Dijital ve analog bis için temel matris kristalleri bipolar transistörler tarafından oluşturulur ve alan transistörleri İzole bir panjurla. Analog BIS'de, yüksek diklik geçen voltampear özellikli bipolar transistörler yaygın olarak kullanılmıştır. Sırayla, matris homojen veya homojen olmayan hücrelerden oluşabilir. BMK'da, dijital bisin düşük bir entegrasyon derecesine sahip (yaklaşık 1000 mantıksal eleman) uygulanmasına yönelik, homojen hücreler kullanılırken, yüksek derecede entegrasyon dereceli (yaklaşık 10.000 mantıksal eleman) ve dijital bazlı bis koltukları ile homojen olmayan hücreler. BMK matrisinin hücrelerini düzenleme yöntemi kullanılır: 1. Hücre elemanlarının temeli, performans gösteren bir temel mantık elemanı tarafından oluşturulabilir. İlköğretim fonksiyonu (Değil, diğer veya dallanma girişleri ve çıktıları). Daha karmaşık işlevleri uygulamak için çoklu hücre kullanılır. Elementlerin sayısı, çeşitleri ve parametreleri, taban mantıksal elemanının elektrik devresi ile belirlenir. Herhangi bir fonksiyonel kütüphane elemanı hücrenin hücreleri tarafından oluşturulabilir. Öğe Tipleri Numarası, en karmaşık fonksiyonel elemanın elektrik devresi tarafından belirlenir. Bina hücrelerinin ilk yönteminde, BMK alanının kullanımı, matrisin bileşiminde yeterince yüksek bir katsayısı elde etmek mümkündür. ve buna göre, artan bis entegrasyonu derecesi. BMK hücrelerini oluşturmanın ikinci yönteminde, otomatik BIS tasarımı sistemi basitleştirilmiştir, çünkü koltuklar hücrelerin formundaki ve boyutlarında aynı olduğundan, önceden belirlenmiştir. Bununla birlikte, kütüphanenin yeterince basit bir fonksiyonel unsurları varsa, hücre elemanlarının düşük bir katsayısına sahip, kristal alanın kullanım katsayısı azalır, bu da BIS'nin entegrasyonunun olduğu anlamına gelir. Matris bis, elektrik bağlantıları metal (iletken) ve yarı iletken (polikristalin mones) lastikler kullanılarak yapılır. Güç ve topraklama devrelerinin lastikleri genellikle düşük direnç ile karakterize edilen alüminyumdan gerçekleştirilir. Artan dirençli alaşımlı yarı iletken lastikler esas olarak kısa düşük voltajlı sinyal zincirlerini uygulamak için kullanılır. Elementler arasındaki elektrik bağlarının oluşturulması için bir çok seviyeli metalleşme tarafından kullanılır. Tasarımın sonunda, BMK'nın parametreleri ve özellikleri, tüketici için oldukça eksiksiz olmalıdır. BMK'nın tip parametreleri ve özellikleri şunları içerir: 1. Üretici teknolojileri; 2. Kristaldeki hücreler; 3. Hücrenin yapısı (elementlerin ayarlanmış); 4. İsim, tipik elektrik parametreleri, diyagramları ve tipik fonksiyonel elemanların fragmanları Hücre elemanlarında; 5. Giriş elemanlarının parametreleri; 6. Periferik temas pedleri; 7. Güç kaynağının gereklilikleri; 8. Güç ve topraklama devreleri, vb. Kontak pedlerinin konumu ve kullanımı için endikasyonlar; BMK Dijital, analog, dijital ve analog ve analog büyük entegre devreler için bir temel. Aynı zamanda, Analog Bis'de kullanım amaçlı BMK elemanlarının kombinasyonu, yükselteçler, karşılaştırıcılar, analog dijital anahtarlar ve diğer cihazlar sağlar. Çok uzun zaman önce, BMK'nın ana uygulaması, teknolojik süreçlerin yönetimi sürecinin hesaplamalı teknolojisidir. Örneğin, bazı BMK, örneğin T34VG1 (KA1515XM1216), ZX spektrum bilgisayarlarının Sovyet klonlarında kontrol cihazı olarak kullanılmıştır. harici cihazlar. Sinclair bilgisayarlarda Ula BMK -Microshem'in analogu. Halen, çoğu uygulamada BMK, fabrika üretim sürecini programlama ve yeniden programlamanın izin verilmesini gerektirmeyen FPGA'ya (Programlanabilir Mantıksal Integral-Note Yazar) tabidir. Daha sonra, programlanabilir mantıksal matrisleri düşünüyoruz. Programlanan mantık cihazları bir matris yapısı var ve elementlerin lastik organizasyonu (her bir eleman dikey ve yatay lastiklerle bağlanır). PLU, programlanabilir matrisler ve bunların kombinasyonlarını kullanır: programlanmış ve programlanmış veya programlanabilir ve programlanabilir ve programlanabilir veya programlanabilir veya programlanabilir veya programlanabilir. Programlanabilir veya programlanabilir. İki tür programlanabilir mantık cihazı vardır.

bir özelleştirilmiş fotoğraf maskesini kullanarak özelleştirilmiş fotoğraf maskesini kullanarak özelleştirilmiş bis üretiminde programlanabilir, teknolojiye göre, matris bis üretimi için böyle bir teknoloji;

Equipment'in tüketimi üreticisi ile programlanabilir © İndirmeler (Bilgi tanıtarak) İç kayıtlar veya matrislerin bireysel unsurları üzerinde fiziksel efekt (Rumping Jumpers, Diod'ların yıkılma, yarı iletken cihazların çalışma modlarını değiştirme). Tüketici tarafından programlanabilir mantıksal cihazlar, evrensel mikroelektronik cihazlardır. © otomatik programcıların yardımı ile belirli bir fonksiyonda yapılandırılmıştır. Uygulamada, programlanabilir mantıksal matrisler (STIS) ve programlanabilir sabit depolama aygıtları (PPZ) gibi bu tür türler yaygın olarak kullanılmaktadır. Genişletmek BIS kristalleri üzerinde uygulanan normal yapılar için özellikle önemli olan mantıksal cihazlardaki elemanlar ve bağlantılar, programlanabilir STIS ve art arda programlanabilir programlanabilir PLM'ler (RPLM) bir kez geliştirilir ve uygulanır. Yeniden yapılandırılmış bileşiklerle (mabister) ve programlanabilir mimari (Mabispa) -Subsystem plakaları ile matris bis tasarımı ve üretimi yöntemleri geliştirilmiştir. Maskeleri (Photoshop) kullanarak programlama, oksitteki metalizasyon veya temas pencereleri, bipolar transistörlere göre plm'de yaygın olarak kullanılır ve diyotlar. Şekil 2, bir diyot pm'deki elementlerin bileşiklerinin diyagramını göstermektedir. Pozitif polaritenin giriş sinyalleri A -E'nin girişlerine beslenir, M0 -M2'nin işleri yük dirençlerinden alınır. Diyot matrislerinin avantajları basitlik ve küçük alan kristal üzerinde işgal edilmiş ve küçük bir alandır ve önemli miktarın dezavantajıdır. Matris girişleri tarafından tüketilen akımlar. Diyotlar yerine çoklu taklit transistörlerin kullanılması, giriş akımlarını (BN zamanlarında, BN -normal transistör akım iletim katsayısına) önemli ölçüde azaltır ve pm hızını arttırır. Şekil 3, Bipolar Multemitter Transistörlerde PLM'nin bir fragmanının şemasını göstermektedir. Moptransistörlere dayanan gözlükler, en yüksek eleman düzeni yoğunluğunu sağlar, minimum güç tüketimine sahip, ancak bipolar transistörlerdeki matrislerin hızına göre daha düşük. Küçük bir alan ve yüksek güvenilirlik indirilir. Özel ve mikroişlemci BIS'de yaygın kullanımına neden olan şey. Bu tür bir zamanlar üretici tarafından kullanımı alanını daralan üretim sürecinde üretici tarafından programlanmıştır. Özellikle çevresel cihazlarda kullanıldığında, elektriksel olarak programlanabilir PLM'leri, kullanıcının uygulanması için gerçekleştirilen "ayar" vardır. belirtilen fonksiyonlar.

Şekil 2 -Phragment Diod PLM

Şekil 3-BT'de Plm

Şekil 4, matrislerin en yaygın elemanlarını elektrik programlama ile göstermektedir. Programlama, süveterlerin (genellikle nikrom veya polikremi) veya diyotların (PN geçişleri veya boşlukların bariyerleri) eritilmesiyle gerçekleştirilir.

Şekil 4 Elektrik Programlama ile Öğeler PM

Süveterlerin yaklaşık 10 ohm'a dirençli ve akım darbesi onlardan geçirildiğinde erimiş (açık), genlik, okuma akımının genliğinden çok daha büyük. Nikrom veya polikremi atlayıcıları yok etmek için bir akım 20 ... 50 mA; Erime süresi 10 ... 200 ms'dir. Diyotlar, ters voltaj darbesi, bir kaynaktan küçük bir iç dirençle bir kaynaktan uygulandığında (kıvrılma) yollarını (kıvrılır), yeterli akım (200 ... 300 mA) veriyor. Bu, ilave ve termal geçiş geçişlerinin (kök engelleri) ve yarı iletken içindeki metal parçacıkların göç etmesine neden olur (Şekil 4'teki çubuk çizgileri). Zincir oluşum süresi 0.02 ... 0.05 ms. Elektrik programlama ve SLM'nin kontrolü için kullanılır Özel kurulumlarbilgisayar tarafından işletilen. Programlama ve kontrol için kaynak bilgisi şudur: Gerçeklerin Tatac; Yaşam işareti (Arıza) Günlüğü. birimler veya sıfırlar (belirgin olmayan bir PLM'nin ilk bilgilerine bağlı olarak); Programlama darbeleri parametreleri. Düzeltme programı, girişlerdeki adresleri 00 ... 0 ila 11 ... 1 arasındaki adresleri yapar. PLM, besleme voltajını besler ve kontamanın (arıza) programlama-pulsun orijinal bilgi belirtileri varlığında. Programlamadan sonra, kontrol yapılır ve doğruluk tablosu ile tesadüf (uyumsuzluk) gösteren çekin sonucu, yazdırmada gösterilir. Modern çevre ve ana noktalarda bilgisayar aygıtları Özel bir yongaya sahip olan tapa ve oyun sisteminde genişleme panoları. Kurulun tanımlayıcınızı ve gerekli ve desteklenen kaynakların bir listesini bilgilendirmesine izin verir. SBI (büyük entegre devrelerden fazla) ve düzenli yapıların (Şekil 5) oluşturulması için hücre matrisi yeterince büyük bir entegrasyon derecesidir. Bileşiklerin elemanlarının programlanması, yaratma veya bozulma ile gerçekleştirilir.

Şekil 5-rekonstrüksiyonlu fraksiyon bis

Yeniden yapılandırılmış bileşiklere sahip matris BIS, genellikle minimum güç tüketimi ile karakterize CMoptransistörler temelinde oluşturur. Her türlü atlama telleri bu tür transistörler için geçerlidir. Matris BIS'nin, multipressor alt sistemlerini inşa etmek için yeniden yapılandırılmış bileşiklerle kullanılması geçerlidir. Çeşitli seviyelerin bağlayıcıları arasındaki bağlantılar, bir lazer ışını (dielektrik eritme) tarafından programlanır, bazı bağlantılar kesilir. Yaklaşık 1 s'ye kaydolun. Bu mikro sistemler 100 milyona kadar transistör içerebilir. Minimum unsurları olan SBI için düzenlerin kilitleri 0,5 ... 2 μm kare milimetre başına 20 bin transistöre ulaşır. Besleme voltajının bağlantısı kesildiğinde bilgiyi koruyan mevcut eleman-kalıplama süresi, bu, uygulanan fonksiyonları silmek ve üzerine yazmak için bir SLM oluşturmanıza olanak sağlar. Rplm). RPLM enjeksiyonunda buluşma dağılımı (Şekil 6). Böyle bir transistörün yapısı, devrenin geri kalanına galvanik olarak bağlı olmayan bir polikremi kapısı olan olağan Moptranster'a benzerdir. İlk durumda, transistör bir akım yapmaz (bkz. Şekil 6, A). Kaynak ve transistörün akışı arasındaki iletken bir duruma (kayıt) gitmek için, yaklaşık 5 ms için yeterince büyük bir voltaj uygulanır (yaklaşık 50 V) uygulanır. Bu, kaynak (stok) PN geçişi ve elektronların bir polisarin deklanşöre enjeksiyonunun bir çığına neden olur. Deklanşöre yakalanan, yaklaşık 107 cb / cm2'ye eşit olan şarj (bkz. Şekil 6, B), kaynağı ve stok bağlayan bir kanala neden olur ve sonra uzun süre (10 ... 100 yıl) korunabilir. Voltajın çıkarılması, deklanşör bir oksit tabakası ile çevrildiğinden. Çok küçük bir iletkenliğe sahip. Bilginin enfeksiyonu, ERCHONS'INTRONLARIN KAPSINDAN KAPANMAK İÇİN AŞAĞIDAKİ SEERGIA ışınlarının ışınlanması altında gerçekleştirilir. alt tabakaya (Şekil 6). Silme, örneğin x-ışını radyasyonu ile iyonlaştırıcı kullanılarak da yapılabilir. Besleme voltajı 5 ... 15 V ve transistörden akan akımın kontrolü olduğunda, matristen bilgi okunması gerçekleştirilir. Bölgenin belirli hücrelerinin örneğinin organizasyonu (bkz. Şekil 6, C) Kayan panjurlu transistörlerle tutarlı bir şekilde geleneksel moptransistörler bulunur.

Şekil 6. Kayan panjurlu MopTransmistörlerdeki PLM: a) kapatıldı (silinmiş) depolama transistörü; B) Matrisin (TV örnekleme transistörü, depolama transistörü TK) parçası; 1 -OS; 2 - polikristalin silikon deklanşörü; 3 -Stock; 4-susuz şarj; 5 - Bölgesel tükenme

Biss ile birlikte, yeniden yapılandırılmış bileşikler, bis ve SBI'nin programlanabilir mimarisi ile oluşturulmasıyla ilişkili yönü geliştirir ve plakalardaki alt sistemler şeklinde gerçekleştirilir. Subsistem mimarisinin yeniden yapılandırılması, dahili anahtarlama elemanları kullanarak hafızalı olarak gerçekleştirilir. Ayrıca, hafıza elemanları hem modüler heopytransistörlerde hem de ilçen enjeksiyonu olan transistörlerde yapılabilir. Şekil 7'de, Programlanabilir bir mimari ile matris bisin yapısal şeması. Kontrol veriyolu (shu), alt sistem mimarisinin yapılandırma (programlama) belirli bir göreve dağıtılmış bellek bloklarına (P) kodlarını yazmak için kullanılır. Matrisin (m) çözme blokları, anahtarlama veri yolu (SC) aracılığıyla dağıtılmış anahtarlar (k) ile bağlanır.

Şekil 7 - Programlanabilir mimarisi ile matris bis'in yorucu şeması

SB'nin programlanabilir mimarisi olarak uygulanması, montaj işlemini otomatikleştirmenizi sağlar.

Kaynaklara referanslar1. /Wiki/%D0%91%D0%9c%D0%9a3.bedio ansiklopedi wikipediaurl: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9f%D0%9B%D0%98%D0%A1

Konyaev Ivan Sergeyevich, 3 yıl Armavir Mekanik ve Teknoloji Enstitüsü (Şube) Kuban Devlet Teknoloji Üniversitesi, Armavirmonogarov Sergey Ivanovich, Teknik Bilimler Adayları, Anplant Elektrik Ekipmanları ve Otomasyon Doçenti, Armavir Mekanik ve Teknoloji Enstitüsü (Şube) Kuban Eyalet Üniversitesi Teknoloji Üniversitesi, Binanın Armavirprincipleri Largescale Entegre Schemesabstract: Bu makale, largescale entegre devrelerin (LSIS) inşaat ilkelerinin araştırılmasına odaklanmaktadır (LSIS) .Keywords: BIS, büyük bir entegre devre, temel matris kristalleri, programlanabilir mantık aygıtları.

Büyük Entegre Devre

Yüzey montajı için tasarlanmış modern entegre cipsler.

Sovyet ve Yabancı Dijital Mikrodüktörler.

İntegral Engl. Entegre devre, IC, mikro-kireç, mikroçip, silikon çipi veya çip), ( mikro)Şema (IP, M / CX), yonga, mikroçip (Eng. yonga. - Slug, Chip, Chip) - Bir mikroelektronik cihaz - yarı iletken bir kristal (veya film) üzerinde yapılan ve istenmeyen bir gövdeye yerleştirilen keyfi bir karmaşıklığın elektronik devresi. Sık sık entegre devre (IP) gerçek kristali veya filmi elektronik devre ile ve altında anlayın. microcham (MS) - Dava içine alınmış ICS. Aynı zamanda, "çip bileşeni" ifadesi, gemideki açılışta geleneksel lehimleme için bileşenlerin aksine "yüzey montajı için bileşenler" anlamına gelir. Bu nedenle, "talaş çipi" demek, yüzey düzenlemesi için bir mikro bileşen anlamına gelir. İÇİNDE şu anda (YIL) Mikrokirkitlerin çoğu, yüzey montajı için yuvalarda üretilir.

Tarih

Mikrokirbüidin icadı, küçük elektriksel gerilmelerde zayıf elektriksel iletkenlik etkisinde görünen ince oksit filmlerin özelliklerinin çalışmasıyla başladı. Sorun şu ki, iki metalle iletişim kurmada elektrik teması meydana gelmedi ya da polar özellikleri vardı. Bu fenomenin derin çalışmaları, diyotların ve daha sonra transistörlerin ve entegre devrelerin keşfedilmesine neden oldu.

Tasarım seviyeleri

• Fiziksel - bir transistörün (veya küçük grubun) bir kristal üzerindeki katlanmış bölgeler şeklinde uygulanması için yöntemler.
• Elektrik - Müdür elektrik devresi (transistörler, kondansatörler, dirençler vb.).
• Mantıksal - mantıksal şema (mantıksal invertörler, öğeler veya olmayan, vb.).
• Şimdilik ve sistemoteknik seviye - devre ve sistemoteknik şemalar (tetikleyiciler, karşılaştırıcılar, kodlayıcılar, kod çözücüler, alüminyum vb.).
• Üretim için topolojik - topolojik fotoğraflar.
• Program seviyesi (mikrodenetleyiciler ve mikroişlemciler için) - bir programcı için montajcı komutları.

Halen, entegre devrelerin çoğu, topolojik fotoğrafların elde etme sürecini otomatikleştirmenize ve önemli ölçüde hızlandırmanıza olanak tanıyan CAD kullanılarak geliştirilmiştir.

Sınıflandırma

Entegrasyon derecesi

Amaç

Entegre çip, tam bir mikrobilgisayara (tek çipli mikrobilgisayar) kadar karmaşık, işlevsel olarak eksiksiz olabilir.

Analog şemaları

• Sinyal jeneratörleri
• Analog çarpanlar
• Analog zayıflatıcılar ve ayarlanabilir amplifikatörler
• Güç kaynaklarının stabilizatörleri
• Darbe Güç Kaynağı Kontrolü Mikrokircular
• Sinyal dönüştürücüler
• Senkronizasyon Şemaları
• Çeşitli sensörler (sıcaklıklar vb.)

Dijital devreler

• Mantık elemanları
• Tampon Transdüserler
• Bellek modülleri
• (Mikro) işlemciler (bilgisayardaki CPU'lar dahil)
• Sınırsız mikrobilgisayarlar
• FPGA - Programlanabilir Mantıksal Entegre Devreler

Dijital integral cips, analoga kıyasla birkaç avantaja sahiptir:

• Azaltılmış güç tüketimi Dijital elektroniklerde darbeli elektrik sinyallerinin kullanımı ile ilişkilidir. Bu tür sinyalleri alırken ve dönüştürürken, elektronik cihazların (transistörlerin) aktif elemanları "anahtar" modunda çalışır, yani transistörün "açık" olmasıdır (1), bu da üst düzey sinyal (1) veya "kapalı" - (0), ilk durumda transistörde voltaj düşmesi yoktur, ikincisinde - geçmez. Her iki durumda da, enerji tüketimi, zaman transistörlerinin çoğunun orta (dirençli) bir durumda olduğu analog cihazların aksine 0'a yakındır.
• Yüksek gürültü bağışıklığı Dijital cihazlar, yüksek sinyaller (örneğin, 2.5 - 5 V) ve düşük (0-0 0.5 V) seviyesi ile ilişkilidir. Hata, yüksek seviye düşük ve bunun tersi olarak algılandığında bu tür bir parazit ile mümkündür, bu da muhtemelen yeterli değildir. Ayrıca, dijital cihazlar Hataları düzeltmek için özel kodlar uygulamak mümkündür.
• Yüksek ve düşük seviye sinyalleri ile izin verilen değişikliklerinin oldukça geniş bir yelpazesi arasındaki büyük fark, dijital ekipman yapar duyarsız Entegre teknolojide kaçınılmaz olarak, elemanlar parametrelerinin varyasyonu, dijital cihazları seçme ve yapılandırma ihtiyacını ortadan kaldırır.