Интегральных элементов

Аналоговые ИМС. Из всего многообразия аналоговых ИМС основными являются интегральные усилители, подразделяемые по количеству входов и выходов на три группы: с одним входом и одним выходом (одно-входные усилители); с двумя входами и двумя выходами; с двумя входами и одним выходом. Их условные обозначения приведены на 3.1 1, где символом ф отмечен

14. На какие три группы подразделяют интегральные усилители?

зитных элементов схемы и т. д. Однако интегральная электроника, где используют новейшие достижения технологии, позволяет существенно улучшить качество и надежность электронных усилителей путем обеспечения при их проектировании большого запаса параметров, так называемой функциональной избыточности. Такие усилители приобретают характер многоцелевых устройств, так как, изменяя коммутацию внешних выводов, а также способы подключения источника сигналов и нагрузки, можно получить усилители с различными характеристиками. Поскольку эти усилители не являются идеально линейными, на их основе могут быть построены различного рода автогенераторные устройства, преобразователи частоты, детекторы и другие нелинейные устройства. В связи с этим интегральные усилители часто называют аналоговыми схемами.

Применение многоцелевых интегральных усилителей значительно расширяется созданием рядов или серий таких схем. При достаточно большом разнообразии таких серий линейные интегральные усилители подразделяют на три основные группы: одновходовые, дифференциальные и операционные (см. § 5.5). Одно-каскадные усилители в интегральном исполнении являются одновходовыми.

Структурные и принципиальные схемы стандартных ОУ. В настоящее время наиболее широкое распространение получили трехкаскадные и двухкаскад-ные ОУ, представляющие собой интегральные усилители соответственно первого и второго поколений. Структурная схема трехкаскадного ОУ приведена на 4.34, а. Первый каскад обычно выполняют по схеме простого дифференциального усилителя (ДУ) с резистивной нагрузкой (резисторы Кк\, /?„2 на 4.28, а), имеющего два входа и два выхода. Для повышения входного сопротивления, а также снижения статических и дрейфовых ошибок этот каскад работает в режиме микроамперных токов. Второй каскад — усилитель напряжения

В качестве активных элементов используют транзисторы и интегральные усилители (особенно операционные). Гармонические колебания в генераторах поддерживаются частотно-избирательным и четырехполюсниками: 'резонансными LC-контурами либо другими резонирующими элементами (кварцевые, объемные резонаторы и т. п.) или с помощью фазирующих RC-цепей, включаемых в цепь обратной связи усилителей. Первые называют LC-генераторами, а вторые — /?С-генераторами гармонических колебаний.

Весьма перспективны элементы на эффекте Ганна при разработке интегральных модулей маломощных" передатчиков и приемников. Дальнейшее развитие получат интегральные усилители с междолинным переносом электронов, способные в сочетании с маломощными полевыми транзисторами заменить лампы бегущей волны (ЛБВ) при уровнях выходной мощности в несколько ватт на частотах трехсантиметрового диапазона и выше.

кристалла, а следовательно, стоимости микросхемы. Поэтому интегральные усилители в каскадах с динамическими нагрузками имеют не резисторные делители, а диодные транзисторные и другие цепи смещения.

Схема интегрального усилительного каскада с динамической нагрузкой на МДП-транзисторах с обогащенными р- и «-каналами изображена на 4.45. Если использовать вход 1 для подачи усиливаемого сигнала, а вход 2 для установления соответствующего напряжения смещения, то транзистор VT1 будет выполнять функции УЭ, а транзистор VT2 — динамической нагрузки. При подаче на вход / напряжения смещения, а на вход 2 усиливаемого сигнала функции транзисторов VT1 и VT2 меняются на противоположные. Выпускаются интегральные усилители типов: 504УН1, 504УН2, 504НТ2, 504НТЗ, 504НТ4 с динамическими нагрузками, в которых используются полевые транзисторы с управляемым р-п переходом [6].

Наметился вполне определенный >ряд активных СВЧ элементов, наиболее 'Пригодных для использования (в интегральных (Микросхемах. Так, в схемах генераторов ОВЧ колебаний преимущественно используются транзисторно-варакторные цепи, построенные по принципу: задающий генератор—усилитель мощности — умножитель частоты. Таким способом уверенно получают уровень средней мощности 1—13 !Вт при КПД умножителя частоты порядка 60%. Перспективным считается применение генераторов Ганна, в том числе гари использования его в качестве задающего генератора в трактах- умножителей частоты. Считается, что такие схемы найдут применение в основном в миллиметровом диапазоне частот. В переключающих схемах— коммутаторах и ступенчатых фазовращателях — применяются p-t-и-диоды. Смесители строятся на диодах Шоттки. В предварительных малошумящих ОВЧ усилителях применяются только туннельные диоды, а в длинноволновой части СВЧ диапазона — транзисторы. Успешно разрабатываются малошумящие интегральные усилители — параметрические и на приборах Г айна.

Непрерывные аналоговые сигналы, в частности от измерительного преобразователя активной мощности ИПМ передаются через изолирующие оптоэлектронные интегральные усилители, входящие в элемент гальванической развязки ЭГР. Они преобразуют унифицированные токовые (± 5 мА) сигналы ИПМ и индукционных измерительных преобразователей давлений в электрические сигналы (датчиков давлений) во входные (+ 5 В) напряжения АЦП.

тестовый контроль и диагностика цифровых электронных модулей первого уровня с использованием аппаратурных тестов, обеспечивающих проверку элементарных логических функций цифровых интегральных элементов, установленных на плате цифрового модуля, и соответствие электрических цепей схеме модуля;

Основные, наиболее часто употребляемые типы интегральных элементов — это потенциальные элементы транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ), потенциальные элементы транзисторной логики с эмиттерными связями (ЭСЛ) и элементы, на МОП-транзисторах.

с инверсными выходами, построенный из интегральных элементов, реализующих схемы двухвходовых дешифраторов.

4. Сравните по быстродействию различные типы интегральных элементов.

Развитие микроэлектроники и создание малогабаритных интегральных элементов нашло отражение и в каиалообразующей аппаратуре (например, ТТ-12). Оказалось возможным отказаться от частотнозависимых элементов устройств (индуктивностей, конденсаторов) и заменить их дискретными элементами (триггерами, сумматорами, распределителями и т. п.).

ванной изоляцией. Особенностью топологии данного БТ является пристеночный эмиттер и выносной коллектор (эмиттер с трех сторон примыкает к изолирующей области, а коллекторный контакт отделен от базы слоем диэлектрика). Эти конструктивные особенности, вытекающие из способа изоляции БТ, обусловливают его преимущества по сравнению с БТ с изоляцией p-n-переходом, так как размеры изопланарного БТ и других интегральных элементов оказываются значительно меньшими. Дело в том, что диффузионные изолирующие области и база БТ формируются с помощью различных фотошаблонов. Чтобы избежать смыкания базовой и изолирующей областей, необходимо расстояние между ними выбрать с учетом

В настоящее время наряду с унифицированными элементами серии ЭТ разработано много других унифицированных серий, в том числе серия «Спектр» и серия гибридных интегральных элементов типа «Тропа»; ведется разработка и проектирование больших интегральных схем (БИС).

Ввиду сложности технологии параметры элементов ИС имеют значительный разб В связи с этим для интегрального исполнения разрабатываются схемы, малочувствительные к разбросу параметров элементов, не содержащие конденсаторов, индуктивностей, высокоомных резисторов. Обычно их заменяют транзисторами, что улучшает качество интегральных схем. Промышленность в настоящее время выпускает несколько десятков серий логических интегральных элементов.

Принципы построения интегральных элементов ТТЛ рассматриваются на примере серии К.155. Микросхемы серии конструктивно выполнены в прямоугольном пластмассовом корпусе размером 3,2 X 6,5 X 19 с четырнадцатью выводами, два из которых применяются для подключения источника питания ( 136).

Значительные отличия существуют и между технологическими методами практического изготовления дискретных и интегральных элементов. Технология производства ИМС должна обладать гораздо большей гибкостью и универсальностью, поскольку при изготовлении интегральных микросхем приходится удовлетворять требованиям, одновременно предъявляемым параметрами многих элементов, а эти требования, как правило, бывают противоречивыми. Поэтому возможные значения примесных концентраций, используемых при выполнении элементов, а также размеры и геометрические конфигурации различных локальных областей изменяются в очень широких пределах.

При создании различных по функциональному назначению ИМС в настоящее время используется планарная технология, обеспечивающая воспроизводимые параметры интегральных элементов и групповые методы их производства. Локальные технологические обработки участков монокристалла кремния обеспечиваются благодаря применению свободных и контактных масок.