Tipus de circuits integrats moderns: tipus de lògica, casos

Tots els microcircuits moderns es divideixen en tres tipus: digital, analògic i analògic-digital, depenent de quin tipus de senyals treballen. Avui parlarem de microcircuits digitals, ja que la majoria de microcircuits en electrònica són digitals, funcionen amb senyals digitals.

Un senyal digital té dos nivells estables: un zero lògic i una unitat lògica. Per als microcircuits realitzats segons diferents tecnologies, els nivells de zero i unitat lògics difereixen.

Dins del microcircuit digital, hi pot haver diversos elements els noms dels quals és conegut per qualsevol enginyer electrònic: RAM, ROM, comparador, afegidor, multiplexor, descodificador, codificador, comptador, disparador, diversos elements lògics, etc.

Fins ara, són més habituals els circuits digitals de les tecnologies TTL (transistor-transistor logic) i CMOS (complement de metall-òxid-semiconductor).

En els xips de tecnologia TTL, el nivell zero és de 0,4V i el nivell de la unitat de 2,4 V. En els xips de tecnologia CMOS, el nivell zero és gairebé nul i el nivell de la unitat és gairebé igual al voltatge de subministrament del xip. El voltatge zero del xip CMOS s’obté connectant la sortida corresponent al cable comú i el voltatge d’alt nivell està connectat al bus d’energia.

El nom del microcircuit indica la seva sèrie, que reflecteix el tipus de tecnologia amb la qual es realitza aquest microcircuit. Els diferents microcircuits tenen diferents velocitats, que varien en la freqüència limitant, en el corrent de sortida admissible, en el consum d'energia, etc. La taula següent mostra alguns tipus de microcircuits i les seves característiques.

Característiques dels tipus de xip populars

Quan es dissenyen un circuit d’un dispositiu electrònic, s’intenta utilitzar principalment xips del mateix tipus de lògica per tal d’evitar inconsistències en els nivells de senyals digitals (nivells superior i inferior).

L'elecció de la lògica específica del xip es basa en la freqüència de funcionament requerida, el consum d'energia i altres característiques del xip, així com el seu cost. Tanmateix, de vegades no és possible aconseguir-ne un tipus de microcircuit, perquè una part del circuit dissenyat pot requerir, per exemple, una velocitat més elevada, característica dels microcircuits de la tecnologia ESL i una altra, un consum baix, típic dels xips CMOS.

En aquests casos, els desenvolupadors de vegades han de recórrer a l'ús de convertidors de nivell addicionals, tot i que sovint és possible prescindir d'ells: el senyal de sortida del xip CMOS es pot alimentar a l'entrada TTL, però no es recomana subministrar el senyal del xip TTL al xip CMOS. A continuació, repassem els casos més populars de microcircuits moderns.

Immersió

Un clàssic estoig rectangular amb dues fileres de ploms que sovint es troben en taulers antics. PDIP - estoig de plàstic, CDIP - estoig ceràmic. La ceràmica té un coeficient d'expansió tèrmica proper a un cristall de semiconductor, per la qual cosa el cas CDIP és més fiable i durador, sobretot si s'utilitza el microcircuit en condicions climàtiques severes.

El nombre de sortides està indicat a la designació de xip: DIP8, DIP14, DIP16, etc. Els xips de la sèrie TTL-logic 7400 tenen un paquet tradicional DIP14. Aquest cas s’adapta perfectament tant al muntatge automatitzat com manual durant la instal·lació de sortida (als forats a la placa).

Els components dels paquets DIP solen estar disponibles amb un nombre de pins de 8 a 64. El pas entre els pins és de 2,54 mm i l'espai entre fileres és de 7,62, 10,16, 15,24 o 22,86 mm.

La numeració del pin comença des de la part superior esquerra i surt en sentit antihorari. La primera conclusió es troba a prop de la clau: un escot especial o un escot circular en una de les vores de la carcassa del microcircuit.Si mireu el marcatge des de dalt, amb la carcassa del microcircuit cap a baix, la primera sortida sempre serà de dalt a l’esquerra, el recompte passa pel costat esquerre cap avall, i després pel costat dret de baix cap amunt.

SOIC

Carcassa rectangular de microcircuits per a muntatge en superfície (pla). A les dues cares del xip es troben dues files de pins. Gairebé els casos de SOIC ocupen gairebé un terç i, de vegades, la meitat de l'espai que els casos DIP en els taulers, i el cas SOIC és tres vegades més prim que els DIP.

La numeració de conclusions, si mireu el xip des de dalt, comença a la part superior esquerra de la clau en forma de rotllana i, a continuació, es dirigeix ​​en sentit antihorari. Els estoigs es designen SO8, SO14, etc., d’acord amb el nombre de pins: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 i 54. La distància entre els pins és d’1,27 mm. Gairebé tots els microcircuits DIP moderns tenen avui dia anàlegs per al muntatge pla en paquets SOIC.

PLCC (CLCC)

PLCC - plàstics i СLCC - caixes planes ceràmiques de forma quadrada amb contactes al llarg de les vores de les quatre cares. Aquest estoig està dissenyat per soldar per muntatge superficial (pla) en un tauler o per a la seva instal·lació en un panell especial (sovint anomenat "bressol").

Actualment, s’utilitzen àmpliament els xips de memòria flash del paquet PLCC, que s’utilitzen com a xips BIOS a les plaques base. Si cal, es pot instal·lar fàcilment un radiador en un microcircuit, igual que en un SOIC. La inclinació entre les cames és d’1,27 mm. El nombre de conclusions del 20 al 84.

TQFP

TQFP és una caixa de microcircuits de superfície quadrada prima similar a PLCC. Té un gruix menor (només 1 mm) i té una mida estàndard (2 mm).

El nombre possible de conclusions és de 32 a 176 amb una mida d’un costat del cas des de 5 a 20 mil·límetres. Els cables de coure s’utilitzen en increments de 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 i 1 mil·límetre. TQFP permet solucionar problemes com ara augmentar la densitat de components en plaques de circuit imprès, reduir la mida del substrat, reduir el gruix dels tancaments dels dispositius.

Vegeu també Com es fan els circuits integrats