Tipos de circuitos integrados modernos: tipos de lógica, casos

Todos los microcircuitos modernos se dividen en tres tipos: digital, analógico y analógico-digital, según el tipo de señales con las que trabajen. Hoy hablaremos de los microcircuitos digitales, ya que la mayoría de los microcircuitos en la electrónica son digitales, funcionan con señales digitales.

Una señal digital tiene dos niveles estables: un cero lógico y una unidad lógica. Para los microcircuitos hechos de acuerdo con diferentes tecnologías, los niveles de cero lógico y unidad difieren.

Dentro del microcircuito digital, puede haber varios elementos cuyos nombres son conocidos por cualquier ingeniero electrónico: RAM, ROM, comparador, sumador, multiplexor, decodificador, codificador, contador, disparador, varios elementos lógicos, etc.

Hasta la fecha, los circuitos digitales de TTL (lógica transistor-transistor) y CMOS (tecnologías complementarias de óxido de metal-semiconductor) son los más comunes.

En los chips con tecnología TTL, el nivel cero es 0.4V, y el nivel de la unidad es 2.4V. Para los chips de tecnología CMOS, el nivel cero es casi cero, y el nivel de la unidad es casi igual al voltaje de suministro del chip. El voltaje cero del chip CMOS se obtiene conectando la salida correspondiente al cable común, y el voltaje de alto nivel se conecta al bus de alimentación.

El nombre del microcircuito indica su serie, que refleja el tipo de tecnología mediante la cual se hace este microcircuito. Los diferentes microcircuitos tienen diferentes velocidades, que varían en la frecuencia límite, en la corriente de salida permisible, el consumo de energía, etc. La tabla a continuación muestra algunos tipos de microcircuitos y sus características.

Características de los tipos de chips populares.

Al diseñar un circuito de un dispositivo electrónico, intentan utilizar principalmente chips del mismo tipo de lógica para evitar inconsistencias en los niveles de las señales digitales (niveles superior e inferior).

La elección de la lógica de chip específica se basa en la frecuencia de operación requerida, el consumo de energía y otras características del chip, así como su costo. Sin embargo, a veces no es posible sobrevivir con un tipo de microcircuito, porque una parte del circuito diseñado puede requerir, por ejemplo, una mayor velocidad, característica de los microcircuitos con tecnología ESL, y la otra, bajo consumo de energía, típico de los chips CMOS.

En tales casos, los desarrolladores a veces tienen que recurrir al uso de convertidores de nivel adicionales, aunque a menudo es posible prescindir de ellos: la señal de salida del chip CMOS se puede alimentar a la entrada TTL, pero no se recomienda suministrar la señal del chip TTL al chip CMOS. A continuación, veamos los casos más populares de microcircuitos modernos.

Dip

Una clásica caja rectangular con dos filas de cables que se encuentran a menudo en tableros antiguos. PDIP - caja de plástico, CDIP - caja de cerámica. La cerámica tiene un coeficiente de expansión térmica cerca de un cristal semiconductor, por lo tanto, el estuche CDIP es más confiable y duradero, especialmente si el microcircuito se usa en condiciones climáticas severas.

El número de salidas se indica en la designación del chip: DIP8, DIP14, DIP16, etc. Los chips de la serie TTL-logic 7400 tienen un paquete DIP14 tradicional. Este estuche es muy adecuado para el ensamblaje automático y manual durante la instalación de salida (en agujeros en el tablero).

Los componentes en los paquetes DIP generalmente están disponibles con un número de pines de 8 a 64. El paso entre los pines es de 2.54 mm y el espacio entre filas es de 7.62, 10.16, 15.24 o 22.86 mm.

La numeración del pin comienza desde la parte superior izquierda y va en sentido antihorario. La primera conclusión se encuentra cerca de la llave: un receso especial o un receso circular en uno de los bordes de la carcasa del microcircuito.Si observa la marca desde arriba, con la carcasa del microcircuito hacia abajo, la primera salida siempre será desde la parte superior izquierda, luego el conteo va del lado izquierdo hacia abajo, luego del lado derecho desde abajo hacia arriba.

SOIC

Carcasa rectangular de microcircuitos para montaje en superficie (plano). Dos filas de pines se encuentran a ambos lados del chip. Casi las cajas SOIC ocupan casi un tercio, y a veces la mitad de espacio que las cajas DIP en las placas, y la caja SOIC es tres veces más delgada que las DIP.

La numeración de conclusiones, si observa el chip desde arriba, comienza en la parte superior izquierda de la tecla en forma de un hueco redondo, luego va en sentido antihorario. Los casos se designan SO8, SO14, etc., de acuerdo con el número de pines: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 y 54. La distancia entre los pines es de 1.27 mm. Casi todos los microcircuitos DIP modernos de hoy en día tienen análogos para el montaje plano en paquetes SOIC.

PLCC (CLCC)

PLCC - plástico y СLCC - cajas planas de cerámica de forma cuadrada con contactos a lo largo de los bordes en cuatro lados. Este estuche está diseñado para soldar mediante montaje superficial (plano) en una placa o para la instalación en un panel especial (a menudo llamado "cuna").

Actualmente, los chips de memoria flash en el paquete PLCC, que se utilizan como chips de BIOS en las placas base, son ampliamente utilizados. Si es necesario, se puede instalar fácilmente un radiador en un microcircuito, al igual que en un SOIC. El paso entre las piernas es de 1.27 mm. El número de conclusiones de 20 a 84.

TQFP

TQFP es una delgada caja de microcircuito cuadrada de montaje en superficie similar a PLCC. Tiene un grosor menor (solo 1 mm) y un tamaño de pasador estándar (2 mm).

El número posible de conclusiones es de 32 a 176 con un tamaño de un lado de la caja de 5 a 20 milímetros. Los cables de cobre se usan en incrementos de 0.4, 0.5, 0.65, 0.8 y 1 milímetro. TQFP le permite resolver problemas como aumentar la densidad de los componentes en las placas de circuito impreso, reducir el tamaño del sustrato, reducir el grosor de los gabinetes de los dispositivos.

Ver también: ¿Cómo funcionan los circuitos integrados?