Входной тест к УЭ № 5

Выберите правильный ответ.

1. Каким способом можно перевести тиристор из открытого состояния в закрытое?

а) уменьшением тока управления;

б) уменьшением анодного напряжения на 10% меньше U_вкл.;

в) уменьшением анодного тока Iа< Iуд. Р=3

2. Как смещены р-n-переходы тиристора при обратном напряжении?

а) П₁ и П₂ в прямом, П₃ в обратном;

б) П₁ в обратном, П₂ и П₃ в прямом;

в) П₁ и П₃ в обратном, П₂ в прямом. Р=3

3. Как можно ослабить обратно смещенный второй р-n-переход тиристора?

а) увеличением анодного напряжения до U_вкл.;

б) подачей положительного напряжения на управляющий электрод относительно катода;

в) первым и вторым способом. Р=3

4. В чем сходство тиристоров и транзисторов?

а) в количестве р-n-переходов;

б) в принципе действия;

в) в наличии р-n-переходов и полупроводниковой основы. Р=3

 

Общие сведения и классификация

Интегральной микросхемой (ИМС) называют микроэлектронное устройство, состоящее из активных элементов (транзисторов, диодов), пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности и др.), которые изготовляются в едином технологическом процессе, электрически соединены между собой и заключены в единый корпус.

По функциональному назначению ИМС делятся на:

– логические (цифровые);

– аналоговые (линейно-импульсные).

Логические ИМС используется в ЭВМ, устройствах дискретной обработки информации, системах автоматики. Активные элементы этих схем работают в ключевом режиме.

Аналоговые схемы используются для усиления сигналов низкой и высокой частот, генераторов и других устройств, где активные элементы работают в линейном режиме или осуществляют нелинейные преобразования входных сигналов.

В зависимости о технологии изготовления ИМС подразделяют на полупроводниковые, пленочные и гибридные. Полупроводниковой ИМС называют микросхему, элементы которой выполнены в объеме или на поверхности полупроводникового материала (подложки).

Гибридной ИМС называют микросхему, содержащую диэлектрическое основание (подложку), на поверхностях которой выполняются все пассивные элементы в виде одно- и многослойных пленочных структур с неразрывными пленочными проводниками, а полупроводниковые приборы размещены в виде дискретных навесных элементов в бескорпусном исполнении или сборке.

Совмещенные ИМС имеют полупроводниковый кристалл, на котором формируются все активные элементы. Затем на кристалле создают слой аморфного SiO₂, а поверх него наносят пленочные пассивные элементы.

Элементы ИМС

Транзисторы являются основными и наиболее сложными элементами ИМС. При этом используют как биполярные, так и униполярные (МДП-типа) транзисторы. Последние управляемые напряжением, потребляют меньшую мощность, меньшие размеры элементов и большую степень интеграции.

Уровнем интеграции называют суммарное число элементов и компонентов N, входящих в ИМС. Степенью интеграции ИМС называют десятичный логарифм от уровня интеграции К=lgN.

При изготовлении транзисторов используют две разновидности планарной технологии: диффузионно-планарную и эпитаксиально-планарную.

Диоды

В качестве диодов технологически выгоднее использовать транзисторные структуры. Имеется пять способов включения транзисторов в качестве диодов (рис. 23).

 

Рис. 23

В зависимости от схемы включения (рис. 23) диоды имеют различные значения обратного напряжения U_обр, быстродействие, обратный и прямой ток.

Резисторы

В интегральном исполнении представляют собой тонкий слой полупроводника, создаваемый по планарной технологии (рис. 24). Обычно в качестве диффузионных резисторов используют базовый или эмиттерный слой транзисторной структуры. Базовые резисторы – высокомные, а эмиттерные – низкоомные.

 

 

Рис. 24.

Конденсаторы

В качестве конденсаторов в полупроводниковых ИМС используется барьерная емкость обратно включенных р-n-переходов транзисторных структур (рис. 26).

Индуктивности

ИМС проектируют таким образом, чтобы исключить индуктивные элементы. Однако в ряде случаев это не удается. Одним из основных способов создания индуктивности является нанесение на поверхность окисла кремния металлических спиралей (рис. 27).

 

 

Рис. 26 Рис. 27

 

Область применения ИМС

ИМС становится основной элементной базой практически для всех классов радиоэлектронной аппаратуры. ЭВМ являются основными потребителями микросхем. ИМС применяется в электронных АТС, телефонных аппаратах, в усилительных устройствах, в электронных измерительных приборах, телевидении и радиовещании.

В военной технике, в космической технике ИМС получили самое широкое применение, так как они надежны, малогабаритны, имеют малую потребляемую мощность и массу, и большую функциональную универсальность.

Система обозначений ИМС

Для ИМС принята следующая система обозначений:

– 1 элемент: цифра, обозначает конструктивно-технологическое исполнение (1, 5, 7 – полупроводниковые; 2, 4, 6, 8 – гибридные; 3 – прочие пленочные, керамические и другие);

– 2 элемент: две цифры, обозначают порядковый номер разработки данной серии. В совокупности оба элемента обозначают 3-х значный номер серии;

– 3 элемент: две буквы, обозначают подгруппу и вид ИМС по функциональному назначению (например: УН – усилитель низкой частоты);

– 4 элемент: цифра, обозначает порядковый номер разработки данной микросхемы в данной серии;

– 5 элемент: (приводится в случае необходимости) буква, обозначает отличие по какому-либо параметру.

ИМС, предназначенные для широкого применения имеют символ К, стоящий перед первым элементом.

В качестве примера возьмем две микросхемы: К155ИЕ2 и К174УН9.

К155ИЕ 2