7. Интегральные полупроводниковые устройства и приборы

7.1. Классификация и применение.

Интегральным называется полупроводниковое устройство, содержащее в одном корпусе несколько полупроводниковых приборов, как правило не имеющих отдельных корпусов и соединенных в схему для выполнения какой-либо функции. Интегральные устройства классифицируются следующим образом:

Главным достоинством интегральных приборов по сравнению с дискретными являются их малые размеры. Так, первые ЭВМ, выполненные на дискретных полупроводниковых приборах, занимали целые помещения и даже здания, обладая при этом низкой надежностью. В настоящее время практически все устройства информационных технологий и радиоэлектроники (компьютеры, сотовые телефоны, устройства автоматики), выполнены на интегральных микросхемах. Это конечно не исключает использования в них отдельных дискретных приборов. Большая часть современных мощных преобразователей электроэнергии также выполнена на основе силовых модулей, хотя в устройствах очень высокой мощности всё ешё широко используются дискретные приборы.

7.2. Интегральные микросхемы.

Интегральной микросхемой (ИМС) называется микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов и имеющее высокую плотность электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и кристаллов, которые рассматриваются как единое целое [2].

Интегральные микросхемы как правило классифицируются по двум основным признакам: принцип работы и степень интеграции.

По конструкции и принципу действия:

Полупроводниковые микросхемы содержат в своем составе транзисторы, либо биполярные, либо полевые со структурой МОП, К-МОП (в английской транскрипции MOS). Основа полупроводниковых элементов – кристалл кремния, на который оказано специфическое локальное воздействие. Используется также термин «ЧИП».

Пленочные микросхемы не содержат p-nиp-n-pпереходов, поэтому в них нет активных элементов. Наиболее часто используется комбинация полупроводниковых и пленочных микросхем, которые называются гибридными.

Степень интеграции –показатель отражающих количество элементов в микросхеме:

k=lgN,

где N- количество элементов и компонентов

По степени интеграции микросхемы делятся на простые (к≤1), средние (к<2), большие или БИС (2<к≤4), сверхбольшие или СБИС (к>4).Такая классификация широко применялась в 70-е – 80-е годы. Однако, в настоящее время такая классификация почти не применяется, так как очень большое количество выпускаемых микросхем имеют более десяти тысяч элементов.

Список литературы

1. Бурков А.Т. Электроника: физические основы, полупроводниковые приборы и устройства: Учебное пособие.- СПб.: Петербургский гос. университет путей сообщения, 1999.-290с.

2. Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж.-д. транспорта.- М.: Транспорт, 1999.- 464С.

3. Основы электроники для локомотивных бригад.

4. Мазнёв А.С. Расчет характеристик и параметров полупроводниковых устройств. СПб.: ПГУПС,1994г.-34с.

5. Исследование полупроводникового стабилитрона. Методические указания. Составители Мазнев А.С., Изварин М.Ю., Иващенко В.О. СПб, ПГУПС, 2005г.

6. Р.В. Гострем, Г.С. Зиновьев. Туннельные диоды и их применение. Новосибирск, РИО сибирского отделения РАН СССР, 1964г.