Интегральные схемы микроэлектроники

Интегральные схемы микроэлектроники

Общие сведения

Интегральной микросхемой называется схема с определенным функциональным назначением, изготовленная в едином технологическом процессе. В отличие от обычной электронной схемы, элементы которой соединены между собой при помощи сборки и распайки, интегральная микросхема представляет собой единое целое. Примером интегральных микросхем могут служить усилители сигналов, логические схемы вычислительной техники, генераторы сигналов различной формы и т. д. К пассивным элементам интегральных микросхем относятся резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности. К активным элементам – диоды, транзисторы, тиристоры.

Показатель степени сложности микросхемы характеризуется количеством содержащийся в ней элементов (степенью интеграции).

Виды интегральных микросхем

В зависимости от степени интеграции применяются следующие названия интегральных схем: малая интегральная схема (МИС) — до 100 элементов в кристалле, средняя интегральная схема (СИС) — до 1000 элементов в кристалле, большая интегральная схема (БИС) — до 10 тыс. элементов в кристалле, сверхбольшая интегральная схема (СБИС) — более 10 тыс. элементов в кристалле.

В зависимости от технологии изготовления различают следующие виды микросхем:

Полупроводниковая микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены на одном полупроводниковом кристалле (например, кремния или германия).

Плёночная интегральная микросхема — все элементы и межэлементные соединения выполнены в виде плёнок: толстоплёночная интегральная схема; тонкоплёночная интегральная схема.

Гибридная микросхема (часто называемая микросборкой), содержит несколько бескорпусных диодов, бескорпусных транзисторов и (или) других электронных активных компонентов. Также микросборка может включать в себя бескорпусные интегральные микросхемы. Пассивные компоненты микросборки (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) обычно изготавливаются методами тонкоплёночной или толстоплёночной технологий на общей, обычно керамической подложке гибридной микросхемы. Вся подложка с компонентами помещается в единый герметизированный корпус.

Смешанная микросхема кроме полупроводникового кристалла содержит тонкоплёночные (толстоплёночные) пассивные элементы, размещённые на поверхности кристалла.

В зависимости от вида обрабатываемого сигнала микросхемы бывают аналоговые, цифровые, аналого-цифровые.

Аналоговые микросхемы — микросхемы, в которых входные и выходные сигналы изменяются по закону непрерывной функции в диапазоне от положительного до отрицательного напряжения питания.

Цифровые микросхемы — микросхемы, в которых входные и выходные сигналы могут иметь два значения: логический ноль или логическая единица, каждому из которых соответствует определённый диапазон напряжения.

Аналого-цифровые микросхемы совмещают в себе формы цифровой и аналоговой обработки сигналов, например, усилитель сигнала и аналого-цифровой преобразователь.