3bce6c2f0918b0eb654756090904935b

1. Логические и цифровые микросхемы

2.

Объединение нескольких логических элементов (ЛЭ) в одну интегральную микросхему
(ИМС) — стандартная практика в цифровой электронике. Однако количество
логических элементов, которые можно разместить в корпусе микросхемы, ограничено
числом внешних выводов (пинов) корпуса. Эта зависимость определяется как
структурными, так и электрическими факторами
Каждый логический элемент требует:
• входных выводов (для подачи сигналов),
• выходного вывода (для передачи
результата),
• общих выводов питания
Но реальное число выводов корпуса (пинов)
ограничено — например, стандартные
корпуса DIP (Dual In-line Package) имеют 14,
16, 20, 24 и т.д. выводов.
Таким
образом,
общее
число
необходимых выводов для N одинаковых
ЛЭ можно оценить по формуле:
число входов одного ЛЭ
= 1 — обычно один выход на ЛЭ
число выводов питания
(обычно 2)

3.

Микросхема К155ЛА3 (ТТЛ) — 4
элемента 2И-НЕ
• Один элемент 2И-НЕ: 2 входа + 1
выход = 3 вывода.
• На
4
элемента:
4⋅(2+1)=12
сигнальных выводов.
• Плюс 2 вывода питания → итого 14
выводов.
Корпус DIP-14 — идеально подходит.
Микросхема К155ЛА4 – З элемента 3ИНЕ
• Один элемент 3И-НЕ: 3 входа + 1
выход = 4 вывода.
• На
3
элемента:
3⋅(3+1)=12
сигнальных выводов.
• Плюс 2 вывода питания → итого 14
выводов.
Корпус DIP-14
Микросхема К155ЛЕ1 — 4 элемента
2ИЛИ-НЕ
• Один элемент 2ИЛИ-НЕ: 2 входа +
1 выход = 3 вывода.
• На
4
элемента:
4⋅(2+1)=12
сигнальных выводов.
• Плюс 2 вывода питания → итого 14
выводов.
Корпус DIP-14 — идеально подходит.
Микросхема К155ЛН1 — 6 инверторов
• Один элемент НЕ: 1 вход + 1 выход
= 2 вывода.
• На
6
элементов:
6⋅(1+1)=12
сигнальных выводов.
• Плюс 2 вывода питания → итого 14
выводов.
Корпус DIP-14
Чем больше входов у логического элемента, тем меньше таких элементов можно
разместить в корпусе с фиксированным числом выводов.

4.

Общая структура обозначения
Полное условное обозначение микросхемы
по ГОСТ 18682-81 состоит из четырёх
основных элементов:
Элемент 1: Вид микросхемы (Буква)
Определяет конструктивно-технологическое исполнение.
К — полупроводниковая (самый распространённый тип).
Е — плёночная (гибридная).
Р — резонатор.
А — аморфные (например, на основе халькогенидных стёкол).
И — кремниевые с диэлектрической изоляцией (новое обозначение, пришедшее на смену
некоторым "К").
Элемент 2: Группа по применяемости (Цифра)
Показывает, для каких условий эксплуатации предназначена микросхема.
1, 5, 6, 7 — микросхемы широкого применения (промышленные и бытовые). Наиболее
частая — 1.
2, 4, 8 — для приборов повышенной надёжности (для военной, авиационной,
космической техники). Эти микросхемы проходят более строгий отбор и контроль.

5.

Элемент 3: Порядковый номер разработки серии (2 или 3 цифры)
Это номер серии (семейства) микросхем. Серия объединяет микросхемы,
выполненные по единой технологии и часто имеющие схожее функциональное
назначение.
К155 — серия ТТЛ (транзисторно-транзисторная логика).
К176 — серия КМОП (космическая микроэлектроника, низкое энергопотребление).
К561 — серия КМОП (более современная).
К574 — серия аналоговых микросхем (АЦП, ЦАП, стабилизаторы).
Элемент 4: Функциональное назначение (2 буквы)
Обозначает основную функцию микросхемы в серии.
Наиболее распространённые обозначения:
Л — Логические элементы (И, ИЛИ, НЕ).
Т — Триггеры.
И — Регистры, шифраторы, дешифраторы.
Е — Элементы запоминающих устройств (ОЗУ, ПЗУ).
Н — Элементы аналоговых устройств (операционные усилители, компараторы).
У — Усилители.
Ф — Фильтры.
Г — Генераторы.
К — Коммутаторы и ключи.
П — Преобразователи (например, АЦП, ЦАП).
Р — Регуляторы, стабилизаторы.

6.

Элемент 5: Порядковый номер разработки в серии (1 или 2 цифры)
Просто уникальный номер конкретной микросхемы внутри своей серии.
К155ЛА3 — это третий номер в серии К155 среди логических элементов "И-НЕ".
К155ТМ2 — это второй номер в серии К155 среди триггеров.
Элемент 6: Конструктивное исполнение (Буква)
Определяет тип корпуса.
А — пластмассовый корпус.
Б — бескорпусная.
Р — навигационный корпус (для печатного монтажа).
М — металлокерамический корпус.
Н — керамический корпус.
Е — металлополимерный корпус.
И — стеклокерамический корпус.
Б — бескорпусное исполнение.
Элемент 8: Вид партии (Цифра)
Обозначает особенности поставки
(например, для монтажа на платы). На
практике в обозначениях часто опускается
или указывается как 1.
Элемент 7: Диапазон рабочих
температур (Цифра)
1, 2, 5, 6 — от -60°C до +85°C
(для
"военных"
и
"промышленных").
3, 4 — от -10°C до +70°C (для
бытовой техники).
7,
8,
9,
0
—
другие,
специфические диапазоны.
Элемент 9: Изменённые параметры
(Цифра)
Показывает модификацию
микросхемы. 0 — базовая версия, 1, 2,
3... — модификации с улучшенными или
изменёнными параметрами.

7.

К155ЛА3
К155ЛН1
К — полупроводниковая.
1 — широкого применения.
55 — серия ТТЛ-логики.
ЛА — логический элемент "И-НЕ".
3 — порядковый номер разработки.
Остальные элементы (6,7,8,9) не
указаны,
подразумеваются
стандартными.
К — полупроводниковая.
1 — широкого применения.
55 — серия ТТЛ-логики.
ЛН — логический элемент "НЕ".
1 — порядковый номер разработки.
Остальные элементы (6,7,8,9) не
указаны,
подразумеваются
стандартными.
К155ЛЕ1
К1561ЛА9
К — полупроводниковая.
1 — широкого применения.
55 — серия ТТЛ-логики.
ЛЕ — логический элемент "ИЛИ-НЕ".
1 — порядковый номер разработки.
Остальные элементы (6,7,8,9) не
указаны,
подразумеваются
стандартными.
К — полупроводниковая.
1 — широкого применения.
561 — серия ТТЛ-логики.
ЛА — логический элемент "И-НЕ".
9 — порядковый номер разработки
Остальные
элементы
(6,7,8,9)
не
указаны,
подразумеваются
стандартными.

8.

• DIP (Dual In-line Package, также DIL) - тип корпуса микросхем,
микросборок и некоторых других электронных компонентов для
монтажа в отверстия печатной платы. Имеет прямоугольную форму с
двумя рядами выводов по длинным сторонам. Может быть выполнен
из пластика (PDIP) или керамики (CDIP). Обычно в обозначении
также указывается число выводов.
• SIP (Single In-line Package) – плоский корпус для вертикального
монтажа в отверстия печатной платы, с одним рядом выводов по
длинной стороне. Обычно в обозначении также указывается число
выводов.
• LCC (Leadless Chip Carrier) представляет собой низкопрофильный
квадратный керамический корпус с расположенными на его нижней
части контактами, предназначенный для поверхностного монтажа.
• TSOP (Thin Small-Outline Package) тонкий малогабаритный корпус,
разновидность SOP корпуса микросхем. Часто применяется в области
DRAM, особенно для упаковки низковольтных микросхем из-за их
малого объёма и большого количества штырьков
• SSOP (Shrink small-outline package) (уменьшенный малогабаритный
корпус) разновидность SOP корпуса микросхем , предназначенного
для поверхностного монтажа. Выводы расположены по двум
длинным сторонам корпуса.

9.

• ZIP (Zigzag-In-line Package) - плоский корпус для
вертикального монтажа в отверстия печатной платы со
штырьковыми выводами, расположенными зигзагообразно.
• SOIC или просто SO (small-outline integrated circuit), а также
SOP (Small-Outline Package) корпус микросхем ,
предназначенный для поверхностного монтажа, занимающий
на печатной плате на 30-50% меньше площади чем
аналогичный корпус DIP, а также имеющий на 50-70%
меньшую толщину. Обычно в обозначении также
указывается число выводов.
• QFP (Quad Flat Package) — плоский корпус с четырьмя
рядами контактов. Представляет собой квадратный корпус с
расположенными по краям контактами. Существуют также
другие варианты: TQFP (Thin QFP) — с малой высотой
корпуса, LQFP (Low-profile QFP) и многие другие.
• PLCC (Plastic Leaded Chip Carrier) и СLCC (Ceramic Leaded
Chip Carrier) представляют собой квадратный корпус с
расположенными по краям контактами, предназначенный
для установки в специальную панель (часто называемую
«кроваткой»).

10.

Независимо от типа корпуса, нумерация всегда начинается с первого вывода, который
определяется по ключевому ориентиру на корпусе микросхемы. Далее нумерация идёт
против часовой стрелки (если смотреть со стороны выводов).
К155ЛА4
К531ЛЕ7
К176ЛИ1
К133ЛИ1
Цифры, проставленные на условных обозначениях – это порядковые номера выводов
(ножек) – те самые, которые считаются от ключа. Однако есть выводы, номера которых не
обозначаются на условных обозначениях – это выводы для соединения микросхемы с
источником питания и общим проводом. Так, обычно у микросхем с 14-ю выводными
корпусами не проставляют номера 7 и 14, а у микросхем с 16-ю выводами – номера 8 и 16
Конкретные номера таких выводов определяются по справочнику.

11.

12.

Для обозначения полярности сигнала на
схемах используется простое правило: если
сигнал отрицательный, то перед его названием
ставится знак минус, например, -WR или -OE,
или же над названием сигнала ставится черта.
Если таких знаков нет, то сигнал считается
положительным.
Инверсия сигнала обозначается кружочком на
месте входа или выхода. Существуют инверсные
входы и инверсные выходы
Если
какая-то
микросхема
выполняет
функцию по фронту входного сигнала, то на
месте входа ставится косая черта (под углом
45°), причем наклон вправо или влево
определяется
тем,
положительный
или
отрицательный фронт используется в данном
случае
Тип
выхода
микросхемы
помечается
специальным
значком:
выход
3С
—
перечеркнутым ромбом, а выход ОК —
подчеркнутым
ромбом.
Стандартный выход (2С) никак не помечается
Если у микросхемы необходимо показать
неинформационные выводы, то есть выводы, не
являющиеся ни логическими входами, ни
логическими
выходами,
то
такой вывод помечается косым крестом (две
перпендикулярные линии под углом 45°). Это
могут
быть,
например,
выводы
для
подключения внешних элементов (резисторов,
конденсаторов) или выводы питания

13.

В схемах также предусматриваются специальные
обозначения
для
шин.
На
структурных
и функциональных схемах шины обозначаются
толстыми линиями или двойными стрелками,
причем количество сигналов, входящих в шину,
указывается рядом с косой чертой, пересекающей
шину. На принципиальных схемах шина тоже
обозначается толстой линией, а входящие в шину
и выходящие из шины сигналы изображаются в
виде перпендикулярных к шине тонких линий с
указанием их номера или названия. При
передаче
по
шине
двоичного
кода нумерация начинается с младшего разряда
кода.
Микросхема в целом обозначается на схемах
буквами DD (от английского "digital" —
"цифровой") с соответствующим номером,
например, DD1, DD20.1, DD38.2 (после
точки указывается номер элемента или узла
внутри микросхемы).

14.

При построении схем все
используемые
ИМС
должны быть
пронумерованы:
над
изображением
каждой
микросхемы
записываются буквы DD,
а рядом - порядковый
номер.
Существует два способа
изображения ИМС на
схемах.
Первый – когда все ИМС
изображаются целиком.
Но в этом случае для
изображения соединений
приходится огибать
микросхемы и рисунок
получается
нагроможденным.
Для корректной нумерации все изображенные на схеме
ИМС условно разбивают на вертикали. Счет микросхем
начинают с крайней левой вертикали, и ведут сверху вниз.
Затем переходят к вертикали, расположенной правее, и
нумеруют все микросхемы сверху вниз и т.д.

15.

Второй способ – когда внутренние ЛЭ изображаются не слитно, а на расстоянии. Тогда
каждому логическому элементу присваивается свой порядковый номер, который
приписывается через точку рядом с номером той ИМС, в состав которой он входит.
Логические элементы с их собственными номерами можно располагать в любом месте
схемы.