Orbis pictus 21. století

Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Integrované obvodyIntegrované obvody

OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-029OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-029


Elektronické obvody mohou být realizovány z diskretních Elektronické obvody mohou být realizovány z diskretních součástek jako jsou rezistory, kondenzátory, cívky a tlumivky, součástek jako jsou rezistory, kondenzátory, cívky a tlumivky, diody, tranzistory, triaky a další prvky elektronických obvodů. diody, tranzistory, triaky a další prvky elektronických obvodů.

Tyto součástky jsou spolu navzájem propojeny vnějšími spoji Tyto součástky jsou spolu navzájem propojeny vnějšími spoji na desce plošných spojů. na desce plošných spojů.

Tento způsob vytváření a konstruování elektronických obvodů Tento způsob vytváření a konstruování elektronických obvodů se ale dnes už používá málo, dá se říct, že zcela vyjímečně.se ale dnes už používá málo, dá se říct, že zcela vyjímečně.


Daleko častěji se aktivní i pasivní elektronické prvky vytváří Daleko častěji se aktivní i pasivní elektronické prvky vytváří společně na jedné základní křemíkové destičce. společně na jedné základní křemíkové destičce.

Součástky jsou spolu přímo nebo pomocí povrchových spojů Součástky jsou spolu přímo nebo pomocí povrchových spojů neoddělitelně spojeny a vytváří určitý funkční celek. neoddělitelně spojeny a vytváří určitý funkční celek.

Takto vytvořené elektronické obvody nazýváme Takto vytvořené elektronické obvody nazýváme integrované integrované obvodyobvody..

Nejvíce rozšířené jsou Nejvíce rozšířené jsou monolitické integrované obvodymonolitické integrované obvody, u , u kterých jsou v základní křemíkové destičce vytvořeny jak kterých jsou v základní křemíkové destičce vytvořeny jak aktivní tak i pasivní součástky.aktivní tak i pasivní součástky.


Z hlediska funkce rozlišujeme dvě velké skupiny Z hlediska funkce rozlišujeme dvě velké skupiny integrovaných obvodů:integrovaných obvodů:

AnalogovéAnalogové ČíslicovéČíslicové

Analogové IO pracují s analogovými signályAnalogové IO pracují s analogovými signály, tj. spojitými v , tj. spojitými v časečase

Číslicové IO zpracovávají číslicové (logické) signályČíslicové IO zpracovávají číslicové (logické) signály, tj. , tj. nespojité v čase.nespojité v čase.


Podle celkového počtu součástek v jednom integrovaném Podle celkového počtu součástek v jednom integrovaném obvodu (podle hustoty integrace) se rozlišují obvody:obvodu (podle hustoty integrace) se rozlišují obvody:

Malé integraceMalé integrace, označují se , označují se SSISSI a obsahují méně než 15 prvků. a obsahují méně než 15 prvků. Střední integraceStřední integrace, , MSIMSI, obsahují desítky až stovky prvků., obsahují desítky až stovky prvků. Velké integraceVelké integrace, , LSILSI, obsahují až několik tisíc prvků., obsahují až několik tisíc prvků. Velmi velké integraceVelmi velké integrace, , VLSIVLSI, obsahují desítky tisíc až stovky , obsahují desítky tisíc až stovky

tisíc prvků.tisíc prvků. Nejvyšší integraceNejvyšší integrace, , ULSIULSI, obsahují miliony prvků., obsahují miliony prvků.


Analogové (lineární) integrované obvody se uplatňují Analogové (lineární) integrované obvody se uplatňují v zařízeních spotřební a průmyslové elektroniky, měřící v zařízeních spotřební a průmyslové elektroniky, měřící techniky aj. techniky aj.

Uplatňují se především jako:Uplatňují se především jako:

– nf zesilovače malého a velkého výkonunf zesilovače malého a velkého výkonu

– vf zesilovačevf zesilovače

– detektory a demodulátorydetektory a demodulátory

– operační zesilovačeoperační zesilovače

– stabilizátory napětístabilizátory napětí

– obvody ve spotřební elektronice (v rozhlasových a TV obvody ve spotřební elektronice (v rozhlasových a TV přijímačích)přijímačích)


Číslicové (logické) integrované obvody mají velký význam ve Číslicové (logické) integrované obvody mají velký význam ve výpočetní a měřící technice, robotice a informatice. výpočetní a měřící technice, robotice a informatice.

Charakteristickým rysem těchto obvodů je, že vstupní a Charakteristickým rysem těchto obvodů je, že vstupní a výstupní signály mohou nabývat pouze určitých, vzájemně se výstupní signály mohou nabývat pouze určitých, vzájemně se nepřekrývajících hodnot napětí. nepřekrývajících hodnot napětí.

Zpravidla nižším hodnotám napětí se přiřazuje logická 0, Zpravidla nižším hodnotám napětí se přiřazuje logická 0, vyšším hodnotám napětí logická 1.vyšším hodnotám napětí logická 1.


Podle toho, jaký druh tranzistorů integrované obvody Podle toho, jaký druh tranzistorů integrované obvody obsahují, se rozlišují dvě skupiny číslicových integrovaných obsahují, se rozlišují dvě skupiny číslicových integrovaných obvodů – obvodů – bipolárníbipolární a a unipolárníunipolární..

Mezi bipolárními číslicovými integrovanými obvody jsou Mezi bipolárními číslicovými integrovanými obvody jsou nejvíce zastoupeny nejvíce zastoupeny obvody TTLobvody TTL. .

Pomocí této technologie je realizována převážná většina Pomocí této technologie je realizována převážná většina logických funkcí jedné a dvou proměnných (členy NAND, logických funkcí jedné a dvou proměnných (členy NAND, NOR aj.), klopné obvody a různé obvody mikroprocesorových NOR aj.), klopné obvody a různé obvody mikroprocesorových systémůsystémů


Mezi unipolárními číslicovými integrovanými obvody jsou Mezi unipolárními číslicovými integrovanými obvody jsou různé logické členy, klopné obvody, čítače, spínače, různé logické členy, klopné obvody, čítače, spínače, převodníky a dekodéry. převodníky a dekodéry.

Dále sem patří různé typy pamětí, mikroprocesorové systémy, Dále sem patří různé typy pamětí, mikroprocesorové systémy, obvody pro hodinky, kalkulačky a telefony.obvody pro hodinky, kalkulačky a telefony.


Z hlediska vyráběného sortimentu a požadavků zákazníků lze Z hlediska vyráběného sortimentu a požadavků zákazníků lze integro vané obvody rozdělit na obvody:integro vané obvody rozdělit na obvody:

Standardní (katalogové) IOStandardní (katalogové) IO Programovatelné IOProgramovatelné IO Zákaznické IOZákaznické IO


standardní (katalogové) IOstandardní (katalogové) IO

Tvoří nejrozsáhlejší skupinu. Tvoří nejrozsáhlejší skupinu. Patří sem obvody s pevně danou (neměnitelnou) funkcí na Patří sem obvody s pevně danou (neměnitelnou) funkcí na

všech úrovních integrace. všech úrovních integrace. Do této skupiny patří i mikroprocesory a paměti RAM.Do této skupiny patří i mikroprocesory a paměti RAM.


programovatelné IOprogramovatelné IO

Zahrnují paměti PROM, EPROM, EEPROM, EAROM a Zahrnují paměti PROM, EPROM, EEPROM, EAROM a programovatelná pole. programovatelná pole.

Uživatel si obsah paměti nebo potřebné logické funkce vytváří Uživatel si obsah paměti nebo potřebné logické funkce vytváří sám (např. přepalováním spojek na příslušných místech sám (např. přepalováním spojek na příslušných místech obvodu pomocí programovacích impulsů).obvodu pomocí programovacích impulsů).


zákaznické IOzákaznické IO

Známe je ve dvou variantách jako:Známe je ve dvou variantách jako:

-- Plně zákaznické obvodyPlně zákaznické obvody

-- Polozákaznické obvodyPolozákaznické obvody


Plně zákaznické obvodyPlně zákaznické obvody Vyrábějí se úplně podle požadavků zákazníka, tj. od Vyrábějí se úplně podle požadavků zákazníka, tj. od

elektrického zapojení až po zapouzdřené čipy. elektrického zapojení až po zapouzdřené čipy.

Podle způsobu návrhu je dále rozdělujeme na:Podle způsobu návrhu je dále rozdělujeme na: obvody navrhované ze standardních funkčních bloků.obvody navrhované ze standardních funkčních bloků. obvody navrhované individuálně.obvody navrhované individuálně. Vyrábět tyto obvody je ekonomické až při velkých sériích. Vyrábět tyto obvody je ekonomické až při velkých sériích.

Musíme si uvědomit, že něco stojí přípravky.Musíme si uvědomit, že něco stojí přípravky.


Polozákaznické obvodyPolozákaznické obvody

Jedná se o obvody, které využívají polotovarů, které vyrábí Jedná se o obvody, které využívají polotovarů, které vyrábí výrobce na sklad. výrobce na sklad.

Požadavky zákazníka se realizují propojením u výrobce. Požadavky zákazníka se realizují propojením u výrobce.


Do této skupiny Do této skupiny polozákaznických IOpolozákaznických IO patří: patří:

Tranzistorová pole, která obsahují jednotlivé nezapojené Tranzistorová pole, která obsahují jednotlivé nezapojené tranzistory.tranzistory.

Analogová pole, která obsahují tranzistory, rezistory, Analogová pole, která obsahují tranzistory, rezistory, Zenerovy diody a případně i základní analogové funkční Zenerovy diody a případně i základní analogové funkční bloky.bloky.

Hradlová pole, která obsahují jednotlivá nezapojená hradlaHradlová pole, která obsahují jednotlivá nezapojená hradla Smíšená pole (digilin), která umožňují vytvářet číslicové i Smíšená pole (digilin), která umožňují vytvářet číslicové i

analogové obvody.analogové obvody.


Výroba těchto polozákaznických integrovaných obvodů je Výroba těchto polozákaznických integrovaných obvodů je ekonomická již od výroby 1 000 kusů. ekonomická již od výroby 1 000 kusů.

Nejrozšířenější skupinu polozákaznických obvodů tvoří Nejrozšířenější skupinu polozákaznických obvodů tvoří hradlová pole, která se vyrábějí jak v provedení bipolárním hradlová pole, která se vyrábějí jak v provedení bipolárním (ALS), tak v provedení unipolárním (CMOS).(ALS), tak v provedení unipolárním (CMOS).

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost

Ing. Ladislav JančaříkIng. Ladislav Jančařík

LiteraturaLiteratura

J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989SNTL Praha 1989

M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002

Documents

Orbis pictus 21. století