Тема  10 интегральные микросхемы (имс).

                  ЛЕКЦИИ 26. ВИДЫ ИМС.

                1. Общие сведения об ИМС.

  Бурное развитие радиоэлектроники, усложнение радиоэлектронной аппаратуры, повышение требований к ней привели к необходимости использования очень большого числа элементов для изготовления аппаратуры. В частности, особенно много их требовалось для ЭВМ (компьютеров). Создание компьютеров, да и других типов радиоэлек-тронной аппаратуры, из дискретных элементов, т.е. элементов, представ-ляющих собой самостоятельные изделия (диоды, транзисторы, резисторы, конденсаторы и др.), стало практически невозможным. Сложные типы радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) создаются на основе микроэлек-троники – с применением ИМС.

  Переход к микроэлектронике произошёл постепенно. Сначала в РЭА на дискретных элементах стали применять вместо старого навесного (объёмного) монтажа печатные схемы. Они представляют собой нанесённые на платы из диэлектрика соединительные провода в виде металлических плёнок, к которым припаиваются дискретные элементы. Объём аппаратуры при этом снижался. Далее стали конструировать РЭА из модулей и микромодулей – смонтированных в миниатюрных корпусах устройств. Микромодули можно быстро заменить в случае отказа. Специально для таких микромодулей были разработаны миниатюрные диоды, транзисторы, резисторы, конденсаторы, индуктивности и другие элементы. В некоторых типах микромодулей использовались миниатюр-ные печатные схемы. Однако, микромодули не дали полного решения проблемы.

  Огромный шаг вперёд в создании РЭА позволили сделать ИМС. Интегральными они называются потому, что здесь все элементы (или часть их) и соединения между элементами нераздельно связаны и схема рассматривается как единое целое.

  Основные типы ИМС:

- плёночные, элементы и, соединения которых, выполнены в виде различных плёнок на подложке из диэлектрика.

- полупроводниковые, элементы которых, выполнены внутри и на поверхности полупроводниковой подложки, называемой кристаллом.

- гибридные, у которых часть элементов дискретные. Эти элементы называют компонентами.

  Главное достоинство ИМС – малые размеры и масса, малая потреб-ляемая мощность, высокая надёжность за счёт уменьшения числа паяных соединений, высокое быстродействие, так как при очень коротких соединительных линиях между элементами время пробега сигналов по этим линиям уменьшается, относительно низкая стоимость. 

ИМС имеют некоторые недостатки – это, прежде всего, то, что они являются маломощными. Устройства повышенной мощности на ИМС  сделать пока весьма трудно. Трудности возникают и при создании больших ёмкостей и индуктивностей. Соединения между ИМС делают по старым принципам, что занимает значительный объём и снижает надёжность.

  По числу элементов (степени  интеграции) ИМС подразделяются на несколько типов:

- простые ИМС имеют не более 10 элементов в 1 .

- средние ИМС имеют от 10 до 100 элементов в 1 .

- большие ИМС (БИС) имеют от 100 до 1000 элементов в 1 .

- сверхбольшие ИМС (СБИС) имеют более 1000 элементов в 1 .

  По характеру выполняемых функций ИМС делятся на цифровые и аналоговые. Цифровые ИМС характеризуются тем, что они работают в импульсном режиме и могут находиться в одном из двух резко различ-ных состояниях. Аналоговые ИМС работают в таких режимах, когда изменение тока и напряжения происходит непрерывно по тому или иному закону, например, по синусоидальному.

  В БИС и СБИС при большом числе элементов применяют многослойные (многоуровневые) структуры с несколькими подложками, расположенными параллельно друг другу в несколько этажей. Если много элементов ИМС размещены на одной подложке, то межэлемент-ные соединения также располагаются на разных уровнях, разделённых диэлектрическими плёнками. Такая система соединений называется многоуровневой или многослойной разводкой.

                     ЛЕКЦИИ 27. ВИДЫ ИМС.