Большие интегральные микросхемы

И микропроцессоры

Большие интегральные микросхемы (БИС)

Большой интегральной микросхемой называется многомерное полупроводниковое изделие, содержащее больное число однородных ячеек, соединенных в сложную функциональную схему со степенью интеграции 2 < К ≤ 3.

Выпускаемые в настоящее время БИС содержат уже до

10 тыс. и более логических элементов.

► Все БИС можно разбить на три класса: 1) функциональные блоки типа счетчиков, регистров, стековых накопителей, арифметико-логических устройств (АЛУ); 2) запоминающие устройства (ЗУ); 3) микропроцессоры.

Первые БИС были выполнены на основе МДП-структур. В настоящее время в элементную базу БИС входят также биполярные структуры.

Мы рассмотрим более подробно микропроцессоры — устройства, получившие самое широкое применение в различных отраслях промышленности.

Микропроцессоры

Микропроцессором называется цифровая интегральная схема (одна или не­сколько) высокой степени интеграции, являющаяся функционально закончен­ным изделием, в состав которой входят как минимум основные узлы процессора: арифметическое и логическое устройство, дешифратор команд и устройство уп­равления.

Микропроцессор служит для логической обработки, хранения и преобразования данных. В настоящее время для разработки систем управления сложными устройствами — станками, летательными аппаратами, автомобилями, измерительными приборами — нет необходимости выбирать дискретный транзистор и интегральную схему малой степени интеграции, а можно сразу применить универсальное по своим возможностям полупроводниковое устройство управления — микропроцессор.

В так называемый микропроцессорный комплект могут входить до сотни микросхем (оперативная и постоянная память, устройства прерывания, прямого доступа к памяти; контроллеры клавиатуры электронно-лучевой трубки; программируемые таймеры и т. п.).

Отечественная промышленность выпускает значительное количество микропроцессорных комплектов. Например, микропроцессорный комплект серии К580 выполнен по технологии n-канальных МОП-транзисторов, включает три процессорных и десять вспомогательных интегральных схем. Его параметры следующие: время выполнения команды—2 мкс; число команд — 78; максимальная емкость адресуемой памяти — 64К; потребляемая мощность — не более 1,5 Вт. Микропроцессорный комплект серии К583 выполнен по технологии дополняющих МОП-структур (КПОМ), включает три процессорных и восемь вспомогательных микросхем. Характеризуется следующими параметрами: время выполнения команды — не более 0,75 мкс; разрядность — 16; потребляемая мощность — не более 1 мВт.

САМОЕ ВАЖНОЕ

1. Электронные приборы — активные элементы электронных устройств.

2. Выпрямители, стабилизаторы, преобразователи, усилители, генераторы синусоидальных и импульсных напряжений рассчитывают на основе рабочих характеристик и параметров электронных приборов.

Темы докладов и рефератов

1. Электровакуумные приборы в твоей профессии.

2. Ионные (газоразрядные) приборы в твоей профессии.

3. Полупроводниковые диоды и их применение в выпрямительных устройствах.

4. Операционные усилители.

5. Выпрямительные устройства в электроэнергетике.

6. Электронные генераторы.

7. Интегральные микросхемы и микропроцессоры.

Вопросы:

1. Как устроена осциллографическая электронно-лучевая трубка с электростатическим управлением?

2. Объясните принцип действия полупроводникового диода. 3. Как выглядит вольт-амперная характеристика диода?

4. Какими параметрами характеризуются кремниевые стабилитроны? 5. Изобразите простейшую схему стабилизации постоянного напряжения. 6. Как устроен биполярный транзистор? 7. Какие режимы работы различают у транзисторов?

8. Изобразите вольт-амперные характеристики транзистора в схеме с об­щей базой.

9. Как изображаются входные и выходные характеристики транзисто­ра в схеме с общим эмиттером? 10. Укажите основные разновидности полевых транзисторов. 11. Объясните принцип действия полевого транзистора с управляющим р-n-переходом.

12. Какими параметрами характеризуются полевые транзисторы? 13. Как устроен МДП-транзистор?

14. Объясните принцип действия тиристирного инвертора постоянного тока. 15. Что такое инверторы, ведомые сетью?

16. Объясните назначение всех компонентов в схемах усилительных каскадов с общим эмиттером и общим коллектором.

17. Какие виды межкаскадной связи могут быть использованы в электронных усилителях и каковы их характерные особенности? 18. Какими основными параметрами характеризуется операционный усилитель?

19. С какой целью используется отрицательная обратная связь в операционных усилителях?

20. Чем отличаются схемы инвертирующего и неинвертирующего усилителя, выполненные на базе ОУ? 21. Что такое ключевой режим работы транзисторов? 22. Объясните принцип действия мультивибратора на ОУ. 23. Перечислите основные логические функции. 24. Что такое триггер?