Цифровые микросхемы. Типы логики, корпуса

Ну сначала скажем так: микросхемы делятся на два больших вида: аналоговые и цифровые. Аналоговые микросхемы работают с аналоговым сигналом, а цифровые, соответственно – с цифровым. Мы будем говорить именно о цифровых микросхемах.
Точнее даже, мы будем говорить не о микросхемах, а об элементах цифровой техники, которые могут быть «спрятаны» внутри микросхемы.
Что это за элементы?
Некоторые названия вы слышали, некоторые, может быть – нет. Но поверьте, эти названия можно произносить вслух в любом культурном обществе – это абсолютно приличные слова. Итак, примерный список того, что мы будем изучать:
Триггеры Счетчики Шифраторы Дешифраторы Мультиплексоры Компараторы ОЗУ ПЗУ Все цифровые микросхемы работают с цифровыми сигналами. Что это такое?
Цифровые сигналы – это сигналы, имеющие два стабильных уровня – уровень логического нуля и уровень логической единицы. У микросхем, выполненных по различным технологиям, логические уровни могут отличаться друг от друга.
В настоящее время наиболее широко распространены две технологии: ТТЛ и КМОП.
ТТЛ – Транзисторно-Транзисторная Логика;
КМОП – Комплиментарный Металл-Оксид-Полупроводник.
У ТТЛ уровень нуля равен 0,4 В, уровень единицы – 2,4 В.
У логики КМОП, уровень нуля очень близок к нулю вольт, уровень единицы – примерно равен напряжению питания.
По-всякому, единица – когда напряжение высокое, ноль – когда низкое.
НО! Нулевое напряжение на выходе микросхемы не означает, что вывод «болтается в воздухе». На самом деле, он просто подключен к общему проводу. Поэтому нельзя соединять непосредственно несколько логических выводов: если на них будут различные уровни – произойдет КЗ.
Кроме различий в уровнях сигнала, типы логики различаются также по энергопотреблению, по скорости (предельной частоте), нагрузочной способности, и т.д.
Тип логики можно узнать по названию микросхемы. Точнее – по первым буквам названия, которые указывают, к какой серии принадлежит микросхема. Внутри любой серии могут быть микросхемы, произведенные только по какой-то одной технологии. Чтобы вам было легче ориентироваться - вот небольшая сводная таблица:
  ТТЛ ТТЛШ КМОП Бастродейств. КМОП ЭСЛ Расшифровка названия Транзисторно-Транзисторная Логика ТТЛ с диодом Шоттки Комплиментарный Металл-Оксид Полупроводник   Эмиттерно-Согласованная Логика Основные серии отеч. микросхем К155
К131 К555
К531
КР1533   К561
К176 КР1554
КР1564 К500
КР1500 Серии буржуйских микросхем 74 74LS
74ALS CD40
H 4000 74AC
74 HC MC10
F100   Задержка распространения, нС 10…30 4…20 15…50 3,5..5 0,5…2 Макс. частота, МГц 15 50..70 1…5 50…150 300…500 Напряжение питания, В 5 ±0,5 5 ±0,5 3...15 2...6 -5,2 ±0,5 Потребляемый ток (без нагрузки), мА 20 4...40 0,002...0,1 0,002...0,1 0,4 Уровень лог.0, В 0,4 0,5 < 0,1 < 0,1 -1,65 Уровень лог. 1, В 2,4 2,7 ~ U пит ~ U пит -0,96 Макс. выходной ток, мА 16 20 0,5 75 40  
Наиболее распространены на сегодняшний день следующие серии (и их импортные аналоги):
ТТЛШ – К555, К1533 КМОП – КР561, КР1554, КР1564 ЭСЛ – К1500 Цифровые схемы рекомендуется строить, используя микросхемы только одного типа логики. Это связано именно с различиями в логических уровнях цифровых сигналов.
Тип логики выбирают, в основном, исходя из следующих соображений:
- скорость (рабочая частота)
- энергопотребление
- стоимость
Но бывают такие ситуации, что одним типом никак не обойтись. Например, один блок должен иметь низкое энергопотребление, а другой – высокую скорость. Низким потреблением обладают микросхемы технологии КМОП. Высокая скорость – у ЭСЛ.
В этом случае понадобятся ставить преобразователи уровней.
Правда, некоторые типы нормально стыкуются и без преобразователей. Например, сигнал с выхода КМОП-микросхемы можно подать на вход микросхемы ТТЛ (при учете, что их напряжения питания одинаковы). Однако, в обратную сторону, т.е., от ТТЛ к КМОП пускать сигнал не рекомендуется.
Микросхемы выпускаются в различных корпусах. Наиболее распространены следующие виды корпусов:
DIP
(Dual Inline Package )
Обычный «тараканчик». Ножки просовываем в дырки на плате – и запаиваем.
Ножек в корпусе может быть 8, 14, 16, 20, 24, 28, 32, 40, 48 или 56.
Расстояние между выводами (шаг) – 2,5 мм (отечественный стандарт) или 2,54 мм (у буржуев).
Ширина выводов около 0,5 мм
Нумерация выводов – на рисунке (вид сверху). Чтобы определить нахождение первой ножки, нужно найти на корпусе «ключик».

SOIC
(Small Outline Integral Circuit)
Планарная микросхема – то есть ножки припаиваются с той же стороны платы, где находится корпус. При этом, микросхема лежит брюхом на плате.
Количество ножек и их нумерация – такие же как у DIP .
Шаг выводов – 1,25 мм (отечественный) или 1,27 мм (буржуазный).
Ширина выводов – 0,33...0,51

PLCC
(Plastic J-leaded Chip Carrier)
Квадратный (реже - прямоугольный) корпус. Ножки расположены по всем четырем сторонам, и имеют J -образную форму (концы ножек загнуты под брюшко).
Микросхемы либо запаиваются непосредственно на плату (планарно), либо вставляются в панельку. Последнее – предпочтительней.
Количество ножек – 20, 28, 32, 44, 52, 68, 84.
Шаг ножек – 1,27 мм
Ширина выводов – 0,66...0,82
Нумерация выводов – первая ножка возле ключа, увеличение номера против часовой стрелки:

TQFP
(Thin Quad Flat Package)
Нечто среднее между SOIC и PLCC .
Квадратный корпус толщиной около 1мм, выводы расположены по всем сторонам.
Количество ножек – от 32 до 144.
Шаг – 0,8 мм
Ширина вывода – 0,3...0,45 мм
Нумерация – от скошенного угла (верхний левый) против часовой стрелки.
Вот так, в общих чертах, обстоят дела с корпусами. Надеюсь теперь вам станет немножко легче ориентироваться в бесчисленном множестве современных микросхем, и вас не будет вгонять в ступор фраза продавца типа: «эта микросхема есть только в корпусе пэ эл си си»…






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.