Tipi di circuiti integrati moderni - tipi di logica, casi

Tutti i microcircuiti moderni sono divisi in tre tipi: digitale, analogico e analogico-digitale, a seconda del tipo di segnale con cui lavorano. Oggi parleremo di microcircuiti digitali, poiché la maggior parte dei microcircuiti nell'elettronica sono digitali, funzionano con segnali digitali.

Un segnale digitale ha due livelli stabili: uno zero logico e un'unità logica. Per i microcircuiti realizzati secondo tecnologie diverse, i livelli di zero logico e unità differiscono.

All'interno del microcircuito digitale, possono esserci vari elementi i cui nomi sono noti a qualsiasi ingegnere elettronico: RAM, ROM, comparatore, sommatore, multiplexer, decodificatore, encoder, contatore, trigger, vari elementi logici, ecc.

Ad oggi, i circuiti digitali delle tecnologie TTL (transistor-transistor logic) e CMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) sono i più comuni.

Nei chip con tecnologia TTL, il livello zero è 0,4 V e il livello unità è 2,4 V. Per i chip con tecnologia CMOS, il livello zero è quasi zero e il livello dell'unità è quasi uguale alla tensione di alimentazione del chip. La tensione zero del chip CMOS è ottenuta collegando l'uscita corrispondente al filo comune e la tensione di alto livello è collegata al bus di alimentazione.

Il nome del microcircuito indica la sua serie, che riflette il tipo di tecnologia con cui viene realizzato questo microcircuito. Microcircuiti diversi hanno velocità diverse, che variano nella frequenza limite, nella corrente di uscita consentita, nel consumo di energia, ecc. La tabella seguente mostra alcuni tipi di microcircuiti e le loro caratteristiche.

Caratteristiche dei tipi di chip più diffusi

Durante la progettazione di un circuito di un dispositivo elettronico, cercano di utilizzare principalmente chip dello stesso tipo di logica al fine di evitare incoerenze nei livelli dei segnali digitali (livelli superiore e inferiore).

La scelta della logica specifica del chip si basa sulla frequenza operativa richiesta, sul consumo energetico e su altre caratteristiche del chip, nonché sul suo costo. Tuttavia, a volte non è possibile cavarsela con un tipo di microcircuito, poiché una parte del circuito progettato può richiedere, ad esempio, una velocità più elevata, caratteristica dei microcircuiti con tecnologia ESL e l'altra, un basso consumo energetico, tipico dei chip CMOS.

In tali casi, gli sviluppatori a volte devono ricorrere all'uso di convertitori di livello aggiuntivi, sebbene spesso sia possibile farne a meno: il segnale di uscita dal chip CMOS può essere inviato all'ingresso TTL, ma non è consigliabile fornire il segnale dal chip TTL al chip CMOS. Quindi, diamo un'occhiata ai casi più popolari dei moderni microcircuiti.

DIP

Una classica custodia rettangolare con due file di cavi spesso presenti su vecchie schede. PDIP - custodia in plastica, CDIP - custodia in ceramica. La ceramica ha un coefficiente di espansione termica vicino a un cristallo a semiconduttore, quindi la custodia del CDIP è più affidabile e durevole, specialmente se il microcircuito viene utilizzato in condizioni climatiche severe.

Il numero di uscite è indicato nella designazione del chip: DIP8, DIP14, DIP16, ecc. I chip della serie 7400 con logica TTL hanno un pacchetto DIP14 tradizionale. Questo caso è adatto sia per il montaggio automatizzato che manuale durante l'installazione dell'uscita (nei fori sulla scheda).

I componenti nei pacchetti DIP sono generalmente disponibili con un numero di pin compreso tra 8 e 64. Il passo tra i pin è 2,54 mm e la distanza tra le file è 7,62, 10,16, 15,24 o 22,86 mm.

La numerazione dei pin inizia da in alto a sinistra e va in senso antiorario. La prima conclusione si trova vicino alla chiave: una cavità speciale o una cavità circolare su uno dei bordi dell'alloggiamento del microcircuito.Se guardi la marcatura dall'alto, con l'alloggiamento del microcircuito rivolto verso il basso, la prima uscita sarà sempre dall'alto in alto a sinistra, quindi il conteggio va dal lato sinistro verso il basso, quindi dal lato destro dal basso verso l'alto.

SOIC

Alloggiamento rettangolare di microcircuiti per montaggio superficiale (planare). Due file di perni si trovano su entrambi i lati del chip. Quasi i casi SOIC occupano quasi un terzo, e talvolta la metà dello spazio dei casi DIP sulle schede, e il caso SOIC è tre volte più sottile dei DIP.

La numerazione delle conclusioni, se si guarda il chip dall'alto, inizia nella parte superiore sinistra della chiave sotto forma di una rientranza rotonda, quindi va in senso antiorario. I casi sono designati SO8, SO14, ecc., In base al numero di pin: 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32 e 54. La distanza tra i pin è 1,27 mm. Quasi tutti i moderni microcircuiti DIP oggi hanno analoghi per il montaggio planare in pacchetti SOIC.

PLCC (CLCC)

PLCC - plastica e СLCC - custodie planari in ceramica di forma quadrata con contatti lungo i bordi su quattro lati. Questo caso è progettato per la saldatura mediante montaggio superficiale (planare) su una scheda o per l'installazione in un pannello speciale (spesso chiamato "presepe").

Attualmente, i chip di memoria flash nel pacchetto PLCC, che vengono utilizzati come chip BIOS sulle schede madri, sono ampiamente utilizzati. Se necessario, un radiatore può essere facilmente installato su un microcircuito, proprio come su un SOIC. Il passo tra le gambe è di 1,27 mm. Il numero di conclusioni da 20 a 84.

TQFP

TQFP è un sottile contenitore quadrato per microcircuiti a montaggio superficiale simile al PLCC. Ha uno spessore inferiore (solo 1 mm) e una dimensione standard del perno (2 mm).

Il possibile numero di conclusioni va da 32 a 176 con una dimensione di un lato della cassa da 5 a 20 millimetri. Le derivazioni di rame vengono utilizzate con incrementi di 0,4, 0,5, 0,65, 0,8 e 1 millimetro. TQFP consente di risolvere problemi come l'aumento della densità dei componenti sui circuiti stampati, la riduzione delle dimensioni del substrato, lo spessore degli involucri dei dispositivi.

Vedi anche: Come funzionano i circuiti integrati