Условные обозначения зарубежных интегральных микросхем

За рубежом существуют различные системы кодирования (обозначения) ИМС, действующие как в международном масштабе, так и внутри отдельных стран и фирм.

В европейских странах система кодирования ИМС аналогична системе, принятой для кодирования дискретных полупроводниковых приборов, и используется примерно 40 фирмами различных стран (Англии, Бельгии, Италии, Испании, Нидерландов, Швеции, ФРГ), выпускающими полупроводники. Основные принципы кодирования, по которым обозначения присваиваются организацией Association International Pro Electron, приводятся ниже.

Код состоит из трех букв, за которыми следует серийный номер (например, ТВА810, SAB2000).

Первая буква (для одиночных схем) отражает принцип преобразования сигнала в схеме: S — цифровая схема; Т — аналоговая схема; U —смешанная аналого-цифровая схема.

Вторая буква не имеет специального значения (выбирается фирмой-изготовителем), за исключением буквы Н, которой обозначаются гибридные схемы.

Для серий (семейств) цифровых схем первые две буквы обозначают: FL, FZ, GD — цифровые схемы;

GA — маломощные ТТЛ-схемы; GF — стандартные ТТЛ-схемы; GJ — быстродействующие ТТЛ-схемы; GM — маломощные с диодами Шоттки ТТЛ-схемы; НВ — комплементарные МОП-схемы 4000А; НС — комплементарные МОП-схемы 4500В.

Третья буква обозначает рабочий диапазон температуры или, как исключение, — другую важную характеристику:

А — температурный диапазон не нормирован;

В —от 0 до +70 °С;

С —от—55 до +125°С;

D —от—25 до +70°С;

Е —от—25 до +85 °С;

F —от —40 до +85°С;

G —от—55 до +85°С.

Затем следует серийный номер. Он может быть либо четырехзначным числом или серийным номером, состоящим минимум из четырех цифр существующего внутрифирменного номера. Если последний состоит менее чем из четырех цифр, то количество цифр увеличивается до четырех путем добавления нулей перед ними.

Кроме того, за цифрами может следовать буква для обозначения варианта (разновидности) основного типа.

При двух буквенном обозначении вариантов корпусов (после серийного номера) первая буква отражает конструкцию:

С — цилиндрический корпус;

D — с двухрядным параллельным расположением выводов (DIP);

Е — мощный с двухрядным расположением выводов (с внешним теплоотводом);

F — плоский (с двусторонним расположением выводов)

G — плоский (с четырехсторонним расположением выводов);

К — корпус типа ТО-3;

М — многорядный (больше четырех рядов);

Q — с четырехрядным параллельным расположением выводов;

R — мощный с четырехрядным расположением выводов (с внешним теплоотводом);

S — с однорядным расположением выводов;

Т — с трехрядным расположением выводов.

Вторая буква показывает материал корпуса:

G — стеклокерамика;

М — металл;

Р — пластмасса;

X — прочие.

Обозначения корпусов с одной буквой:

С — цилиндрический;

D — керамический;

F — плоский;

L — ленточный кристаллодержатель;

Р — пластмассовый DIP;

Q —с четырехрядным расположением выводов;

Т — миниатюрный пластмассовый;

U — бескорпусная ИМС.

В коде, действовавшем до l973 г., первые две буквы обозначают то же, что

и в современном, а третья буква показывает функциональное назначение:

А — линейное усиление;

В — частотное преобразование/демодуляция;

С — генерация колебаний;

Н — логические схемы;

J — двухстабильные или мультистабильные схемы (делители частоты, триггеры, счетчики, регистры);

К –– моностабильные схемы (одновибраторы);

L –– цифровые преобразователи уровня (дешифраторы, драйверы);

М — схемы со сложной логической конфигурацией (например, сумматор)

N — двухстабильные или мультистабильные схемы (с длительным хранением информации);

Q — оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

R — постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

S — усилитель считывания с цифровым выходом;

Y — прочие схемы.

Примеры:

КМ155ТМ5 - ИМС широкого применения (К), в металлокерамическом корпусе (М), полупроводниковая (1), серия 155, триггер типа Д (ТМ), разработка 5.

КБ537РУ1-1 - ИМС широкого применения (К), бескорпусная (Б), полу- проводниковая (5), серия 537, оперативное запоминающее устройство(РУ), разработка 1, с гибкими выводами (-1).

1800ВБ2 - ИМС специального назначения (1-я группа символов отсутствует), полупроводниковая (1), серия 1800, схема синхронизации для вычислительных устройств (ВБ), разработка 2.

К174УН9А - ИМС широкого применения (К), в корпусе с планарным расположением выводов (2-я группа символов отсутствует), полу- проводниковая (1), серия 174, усилитель напряжения (УН), разработка 9, группа по разбраковке А (ИМС К174УН9 сортируются по коэффициенту нелинейных искажений Кг: группа А - Кг < 1%, группа Б - Кг < 2%).

Фотоэлектрические и излучающие в видимом, ИК и УФ диапазоне полупроводниковые приборы. Полупроводниковые лазеры. Оптоэлектронные пары. Их применение. Системы динамической индикации

Фоторезистор

Фоторезистором называется полупроводниковый прибор, не имеющий p-n-перехода, сопротивление которого зависит от освещенности. Фоторезистор ведет себя как омическое сопротивление, т.е. его сопротивление не зависит ни от величины приложенного напряжения, ни то его знака.

Работа фоторезисторов основана на явлении изменения сопротивления вещества под воздействием внешнего светового излучения. Конструктивно фоторезистор представляет собой пластину полупроводника, на поверхности которой нанесены электроды. Структура фоторезистора и условное обозначение показаны на рисунке, где 1 -диэлектрическая пластина; 2 - полупроводник; 3 - контакты фоторезистора.

Вольтамперная характеристика - зависимость тока I через фоторезистор от напряжения U, приложенного к его выводам, при различных значениях светового потока Ф, либо освещенности Е. Ток при Ф=0 называется темновым током I_т, при Ф>0 общим током I_общ. Их разность равна фототоку I_ф=I_общ-I_т.

Энергетическая характеристика - это зависимость фототока от светового потока, либо освещенности при U=const. В области малых Ф она линейна, а при увеличении светового потока рост фототока замедляется из-за возрастания вероятности рекомбинации носителей заряда. Фоторезисторы характеризуются удельной чувствительностью световой поток.

Температурный коэффициент фототока изменение температуры.

Максимально допустимое рабочее напряжение фоторезисторов до 600В.

Достоинства: высокая интегральная чувствительность.

Недостатки: невысокое быстродействие.

Применяется:в турникетах метро, автоматах уличного освещения, системах автоматической регулировки.

В фотоэлектронном умножителе используется усиление тока фотокатода за счет ударной ионизации электронов при их пролете от одного диода к другому. Ионизация достигается за счет разгона электронов электрическим полем между диодами.

Фотодиодом называется фотоэлектрический прибор, имеющий один р-n-переход. В основе его работы лежит явление возрастания обратного тока р-n-перехода при его освещении, т.е. световой поток управляет обратным током фотодиода.

Фотодиоды имеют структуру обычного р-n-перехода (см. рис.), где а) - условное обозначение фотодиода, б) - структура фотодиода. Вследствие оптического возбуждения в р и n областях возникает неравновесная концентрация носителей заряда.

На границе перехода неосновные носители заряда под влиянием электрического поля, перебрасываются через переход в область, где они являются основными носителями. Электрический ток, созданный ими есть полный фототок. Если р-n-переход разомкнут, то перенос носителей заряда, генерируемых светом, приводит к накоплению отрицательного в n-области и положительного в р-области зарядов. Новое равновесное состояние соответствует меньшей высоте потенциального барьера, равной (U_к-Е_ф). ЭДС Е_ф, возникающую при этих процессах, на значение которой снижается потенциальный барьер Uк в р-n-переходе, называют фотоэлектродвижущей силой (фото-ЭДС) В данной ситуации фотодиод работает в режиме фотогенератора, преобразуя световую энергию в электрическую.

Фотодиод может работать совместно с внешним источником (рис. в). При освещении фотодиода поток неосновных носителей заряда через р-n-переход возрастает. Увеличивается ток во внешней цепи, определяемый напряжением источника и световым потоком. Значение фототока можно найти из выражения I_ф=S_интФ, где S_инт - интегральная чувствительность.

Фотодиод может включаться двумя способами:

вентильный (гальванический) режим
фотодиодный режим

Вольтамперные характеристики освещенного p-n-перехода показаны на рисунке.

Энергетические характеристики, которые связывают фототок со световым потоком, являются одними из основных характеристик фотодиода. Причем фотодиод может быть включен без внешнего источника ЭДС (генераторный режим), так и с внешним источником (см. рис.) а) - генераторный режим; б) - при работе с внешним источником).

Достоинства: большое быстродействие.

Недостатки:невысокая фоточувствительность.

Фототранзистор – транзистор, у которого переход коллектор-база представляет собой фотодиод. На эмиттерный переход подается прямое напряжение, на коллекторный – обратное.

Резистор позволяет уменьшать фоточувствительность.

Достоинства: обладает более высокой чувствительностью, чем фотодиод.

Недостатки:повышенная температурная нестабильность.

Основные параметры:

Рабочее напряжение ;
Темновой ток до сотен мкА;
Рабочий ток до десятков мА;
Максимально допустимая мощность рассеяния до десятков мВт;
Граничная частота в зависимости от технологии изготовления от единиц кГц до единиц МГц.

Фототиристоры имеют четырехслойную структуру (см. рис, а) и управляются световым потоком, подобно тому, как триодные тиристоры управляются током, подаваемым в цепь управляющего электрода.

При действии света на область базы р₁ в этой области генерируются электроны и дырки.

Электроны, попадая в область перехода П2, находящегося под обратным напряжением, уменьшают его сопротивление. В результате происходит увеличение инжекции носителей из переходов П1 и П3. Ток через структуру прибора лавинообразно нарастает, т.е. тиристор отпирается. Чем больше световой поток, действующий на тиристор, тем при меньшем напряжении включается тиристор (см. рис, б).

Достоинства тиристоров: малое потребление мощности во включенном состоянии, малые габариты, отсутствие искрения, малое время включения. Фототиристоры могут успешно применяться в различных автоматических устройствах в качестве бесконтактных ключей для включения значительных напряжений и мощностей.

Излучающие полупроводниковые приборы.

Всегда включаются в прямом направлении.

Светодиодами называются полупроводниковые приборы, преобразующие электрические сигналы в оптическую лучистую энергию некогерентного светового излучения.

При приложении к светодиоду прямого напряжения происходит инжекция носителей заряда, которая в сочетании с рекомбинацией с неосновными носителями вызывает излучение.

Основные параметры:

сила света (десятые доли÷единицы мКанделл);
яркость (десятки÷сотни Кандел на кв.см);
постоянное прямое напряжение ;
цвет свечения и длина волны, соответствующие максимальному световому потоку;
максимально допустимый постоянный прямой ток (десятки мА);
максимально допустимое постоянное обратное напряжение (единицы В).

Используются: в оптических линиях связи, индикаторных устройствах, оптопарах.

В лазерном диоде происходит одновременный спонтанный переход электронов с одного энергетического уровня на другой с излучением кванта света. Отличаются высокой направленностью и когерентностью – узкой спектральной полосой – и высокой синфазностью излученной электромагнитной волны.

Всем излучающим ПП элементам свойственна деградация.

Диапазон спектральной чувствительности ПП элементов:

Оптроны –это полупроводниковые приборы, в которых конструктивно объединены источник и приемник излучения, имеющие между собой только оптическую связь.

Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник, то он называется оптопарой.

Принцип действия оптронов любого вида основан на следующем: в излучателе энергия электрического сигнала преобразуется в световую, в фотоприемнике, наоборот, световой сигнал вызывает электрический отклик.

Достоинства:

отсутствие электрической связи между входом и выходом;
широкая полоса частот от 0 Гц до Гц;
высокая помехозащищенность оптического канала.

Недостатки:

относительно большая потребляемая мощность и невысокий КПД;
низкая температурная стабильность;
ухудшение параметров с течением времени.

Используются: для гальванической развязки управляющих и силовых цепей в различных системах автоматизации, в ключевых источниках питания, в системах АРУ (автоматическое регулирование усиления).

Системы динамической индикации используются с целью уменьшения количества внешних выводов многоразрядных индикаторов. Применяются схемы динамической индикации, в которых в первый момент времени на катоды всех разрядов подается код первой цифры, а питающее напряжение подается только на аноды первого разряда. В следующий момент времени на параллельно соединенные катоды подается код 2-й цепи, но питающее напряжение подается только на аноды 2-го разряда (остальные погашены). Мерцание устраняется выбором достаточно высокой частоты переключения.

Знакосинтезирующий цифробуквенный индикатор

Для 12 разрядного индикатора при непосредственном подключении необходимо 12*8+1=97 выводов. Количество выводов можно уменьшить, если аноды индикаторов (для индикаторов с общим анодом) соединить с дешифратором номера цифры. Катоды одноименных сегментов всех индикаторов соединяются вместе и подключаются к выходам дешифратора цифры. Цифра числа подается на все индикаторы, но загораться будет тот, на анод которого подано напряжение от дешифратора номера цифры.

Количество выводов = 8+12=20. Выбирая достаточно большой частоту переключения, мы не замечаем мерцания, однако яркость уменьшается в n раз, где n – количество индикаторов.

Тиристоры. Конструкция и принцип действия. Режим работы, классификация, обозначение, параметры. Диодные, триодные, тетродные, запираемые и незапираемые транзисторы. ВАХ тиристора, процесс перехода из закрытого состояния в открытое и обратно. Типы, условные обозначения тиристоров. Работа тиристора в цепях постоянного тока. Фазовое управление тиристорами. Регуляторы и стабилизаторы напряжения на тиристорах

Тиристор –п/п прибор с тремя и более р-n переходами, ВАХ которого имеет участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением.

Различают:

· двухэлектродные: динисторы и диаки

· трехэлектродные: тиристоры (тринисторы), симметричные тиристоры (симисторы, триаки)

Последняя группа, так же как и диаки, предназначены для применения на переменном токе.

Тиристоры бывают:

· диодные (динисторы) и триодные (тринисторы)

· с управлением по катоду и по аноду

· незапираемые и запираемые

Тиристор может открываться только при положительном напряжении анода относительно катода. Для работы на переменном токе используются симметричные тиристоры, диаки и триаки. Они имеют 4-5 p – n – переходов, больше падение напряжения.

Структура тиристора

Тиристор имеет А(анод), К(катод) и две базы, к одной из которых подключается управляющий электрод. В результате получаем управление по аноду или по катоду. Для понимания работы тиристора можно воспользоваться 2-хтранзисторной моделью работы тиристора. В которой тиристор представлен как соединение 2-х транзисторов с разными типами проводимостей. Коллектор каждого из этих транзисторов соединен с базой другого.

Диоды предназначены для включения катод – анод, а тиристор для этого не предназначен.

VT1 и VT2 находятся в активном режиме, т.е. эмиттерные переходы смещены в прямом направлении или находятся в приоткрытом состоянии, коллекторные – закрыты.

При увеличении U_ак увеличивается ток утечки запертого коллекторного перехода.

При достижении токовой утечки некоторой величины, коэффициент по току начинает превышать единицу, т.е. ток утечки VT1 попадает в базу VT2, усиливается VT2 и попадает в базу VT1, т.е. возникает лавинообразный процесс отпирания тиристора. Ток анода возрастает.

, где - статический коэффициент передачи тока эмиттера, - обратный ток перехода коллектор-база.

. Так как , где .

Наличие управляющего электрода позволяет извне подавать ток, необходимый для открывания тиристоров.

На ВАХ тиристора можно выделить несколько областей с соответствующими режимами работы:

Режим 1 – (0-1) - режим прямого запирания - напряжение на аноде положительно относительно катода, ток незначителен.

Режим 2 – (1-2) - участок характеристики с отрицательным дифференциальным сопротивлением. Он начинается в т.ВАХ, где , напряжение в этой точке называется напряжением включения , а ток через прибор – током включения .

Режим 3 – (2-3) – режим прямой проводимости. Он начинается в т.2. Напряжение в этой точке называется напряжением удержания , а ток-током удержания . Это минимальные напряжение и ток, необходимые для поддержания тиристора в открытом состоянии.

Режим 4 – (0-4) – режим обратного запирания, когда напряжение анода относительно катода отрицательно.

Режим 5 – (4-5) – режим обратного пробоя.

По способу управления резисторы бывают однооперационными – выключение которых осуществляется снижением анодного тока ниже тока удержания или за счет включения анодного тока противоположного направления, и двухоперационными, которые включаются подачей на УЭ положительного напряжения, а выключается подачей на этот электрод импульса отрицательной полярности. Величина управляющего тока включения не превышает 100 мА, а для выключения запираемого тиристора необходимо отрицательный импульс токоуправления, сравнимого по величине с анодным током, что наряду со сложностью их изготовления, ограничила области их применения.

Ток удержания –минимальный ток анода, при котором тиристор остается еще включенным.

Способы закрытия:

1. уменьшить ток

2. разрыв анодного тока

3. разрыв цепи

Основными параметрами тиристоров являются:

напряжение и ток включения;

ток выключения (удержания);

максимально допустимый ток в открытом состоянии;

время задержки включения и выключения;

класс по напряжению, под которым понимается предельное эксплуатационное напряжение в сотнях вольт, не вызывающее самопроизвольного включения тиристора или разрушения его структуры.

Например:

2Y206A – тиристор p-n-p-n-запираемый. при токе

КУ108В – тиристор незапираемый.

при токе

Для запирания незапираемого тиристора недостаточно уменьшить либо инвертировать напряжение на управляющем электроде. Необходимо также либо снизить до нуля, либо инвертировать напряжение на аноде, или, по крайней мере, уменьшить ток анода ниже тока удержания (до каких величин в справочниках не указывается). Запираемый тиристор можно закрыть подачей только на управляющий электрод запираемого тока, сравнимого по величине только с током анода.

Есть I_ауд (ток анода удержания), при котором тиристор удерживается открытым (минимальный ток). В схеме с объединенными катодами можно подавать управляющий сигнал от одного устройства управления на оба электрода, разделенные диодами. При этом будет открываться тиристор, смещенный в прямом направлении.

Фазовое управление тиристора:

Фиксируется момент прохождения через ноль переменного анодного напряжения и через время, регулируемое относительно этого момента, на управляющий электрод подается управляющий импульс. Изменяя это время, мы изменяем средний ток через нагрузку от 0 до максимума. Т.к. тиристор либо открыт, либо закрыт, рассеивание мощности не происходит и КПД стремится к 1.

Использование тиристоров на постоянном токе:

Подачей напряжения на УЭ VD1 отпираем его. Конденсатор заряжается в указанной полярности. Затем подаем напряжение на УЭ VD2, он отпирается, и напряжение на конденсаторе запирает VD1.

Ток конденсатора должен быть больше тока удержания, чтобы тиристор закрылся. VD2 запирается за счет выбора R2 такой величины, чтобы ток анода VD2 был меньше тока удержания. Длительность формируемого импульса определяется R_н, L, C.