Микросхемы и их функционирование

Рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Основные обозначения на схемах

Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

принципиальная схема ;

структурная схема ;

функциональная схема .

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема - наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

Структурная схема - наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные - как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство. Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, - стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы - на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы. Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логическая единица. То есть нуль - это отсутствие сигнала, единица - сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логический нуль. То есть единица - это отсутствие сигнала, нуль - сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала - это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала - это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала - это изменение его полярности.

Инверсный выход - это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход - это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала - это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) - это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала - это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала - это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) - управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина - группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Рис. 2.2. Обозначение входов и выходов

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 (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR - сигнал записи (от "write" - "писать").

Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

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 (рис. 2.2).

Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С - перечеркнутым ромбом, а выход ОК - подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

Наконец, 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 (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Обозначение неинформационных выводов

В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). 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 (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

Рис. 2.4. Обозначение шин

При изображении микросхем используются сокращенные названия входных и выходных сигналов, отражающие их функцию. Эти названия располагаются на рисунке рядом с соответствующим выводом. Также на изображении микросхем указывается выполняемая ими функция (обычно в центре вверху). Изображение микросхемы иногда делят на три вертикальные поля. Левое поле относится к входным сигналам, правое - к выходным сигналам. В центральном поле помещается название микросхемы и символы ее особенностей. Неинформационные выводы могут указываться как на левом, так и на правом поле; иногда их показывают на верхней или нижней стороне прямоугольника, изображающего микросхему.

В табл. 2.1 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. 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).

Таблица 2.1. Некоторые обозначения сигналов и микросхем
Обозначение	Название	Назначение
		Элемент И
		Элемент Исключающее ИЛИ
		Элемент ИЛИ
		Адресные разряды
		Тактовый сигнал (строб)
		Разрешение тактового сигнала
		Выбор микросхемы
		Разряды данных, данные
		Дешифратор
		Разрешение третьего состояния
		Генератор
		Вход/Выход
		Разрешение выхода
		Мультиплексор
		Сброс (установка в нуль)
		Установка в единицу
		Сумматор
		Окончание счета
		Третье состояние выхода

Более полная таблица обозначений сигналов и микросхем, используемых в принципиальных схемах, приведена в приложении.

В общих чертах наименование цифровых микросхем состоит из набора букв и цифр и имеет в своей основе один шаблон, принятый в европейских и американских фирмах. Его мы разберем на примере микросхемы AT28C256-15PI производства фирмы Atmel, который является типичным примером маркировки микросхем.

AT	2	8	С	256	A	-	15	P	I
1	2	3	4	5	6		7	8	9

Наименование можно условно разделить на девять частей, в которых зашифрованы основные данные о микросхеме, такие как фирма производитель (1), группа (2), группа или тип памяти (3), технология изготовления(4), конкретный тип в своей группе (5), необязательное поле показывает особенности данного компонента (6), быстроте (7), тип корпуса (8), диапазон рабочих температур (9). Далее рассмотрим подробно каждый из этих пунктов.

1. Фирма производитель

Чаще всего здесь стоит две или три буквы, которые обозначают фирму производитель данного компонента, например:

AD - Analog Devices
AM - AMD
AT - Atmel
DS - Dallas, National
MC - Motorola

P.S. Более подробно о сокращениях в названиях фирм можно посмотреть

2. Группа

2 - Постоянная память
4 - Память динамическая
6 - Оперативная статическая память
7 - Логика
8 - Микропроцессоры и микроконтроллеры

3. Группа или тип памяти

0 - Микропроцессоры
1 - Интегрированная периферия/память - если в поле 2 указана цифра 8, или синхронная память - если в поле 2 указана цифра 6.
2 - Периферия - если в поле 2 указана цифра 8 или статическое ОЗУ - если в поле 2 указана цифра 6.
4 - Последовательная память
7 - Электрически программируемая память (с УФ стиранием или однократно программируемая)
8 - Электрически перепрограммируемая память
9 - Память Flash

P.S. "74" - это логика о ней будет сказано отдельно в статье о логике

4. Технология производства

- - NMOS
С - CMOS, низкопотребляющая технология
HС - High CMOS, высокоскоростной CMOS
F - Flash, больше относится к технологии памяти
LV - Low Voltage, микросхемы с питанием от 3,3 вольт

P.S. В логике типов технологий значительно больше, о ней будет сказано отдельно в статье о логике

5. Конкретный тип

Данная цифра показывает конкретный тим микросхем. Для памяти указывается об"ем в килобитах, но также можно оценить разрядность для микросхем памяти, если цифра 080 то это 8 Мбит с организацией скорее всего 1Мбит на восемь разрядов, если цифра 008 то это тоже 8Мбит, но с организацией 512 Кбит на 16 разрядов.

6. Особенности компонента

Это поле является не обязательным и может отсутствовать. В данном поле стоит буквенное обозначение, которое указывает на отличительные особенности данной конкретной модели компонента: такие как потребление, быстродействие или дополнительные потребительские функции.

7. Быстродействие

Быстродействие указывается двумя или тремя цифрами. Для процессоров и микроконтроллеров указывается в мегагерцах, для памяти и PLD в наносекундах. Для старых моделей может указываться индекс быстродействия, который соотносится с реальным, исходя из конкретных описаний компонента.

8. Тип корпуса

9. Диапазон рабочих температур

В данной позиции стоит одна буква, указывающая рабочий диапазон данной микросхемы.

Или C - Коммерческий диапазон температур (0 ... +70 С)
I - Индустриальный диапазон температур (-40 ... +85 С)
A - Автомобильный диапазон температур (-40 ... +125 С)
M - Военный диапазон температур (-55 ... +125 С)

Постскриптум

Но как и в любом правиле здесь тоже существуют исключения, например фирма Philips и Intel - эти фирмы маркируют диапазон температур в начале названия микросхемы. Более подробно с этим вопросом можно ознакомиться на соотвествующих страницах нашего сервера по системам обозначений.

Система условных обозначений современных типов интегральных микросхем установлена ОСТ 11073915-80. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент - цифра, обозначающая группу интегральной микросхемы по конструктивно-технологическому исполнению:

1,5,6,7 - полупроводниковые ИМС; 2,4,8 - гибридные; 3 - прочие (пленочные, вакуумные, керамические).

Второй элемент - две или три цифры (от 01 до 99 или от 001 до 999), указывающие на порядковый номер разработки данной серии ИМС.

Первый и второй элемент образуют серию микросхем.

Третий элемент - две буквы, обозначающие функциональную подгруппу и вид микросхемы.

1. Вычислительные устройства:

ВЕ - микро-ЭВМ; ВМ - микропроцессоры; ВС - микропроцессорные секции; ВУ - устройства микропрограммного управления; ВР - функциональные расширители; ВБ - устройства синхронизации; ВН - устройства управления прерыванием; ВВ - устройства управления вводом - выводом; ВТ - устройства управления памятью; ВФ - функциональные преобразователи информации; ВА - устройства сопряжения с магистралью; ВИ - времязадающие устройства; ВХ - микрокалькуляторы; ВГ - контроллеры; ВК - комбинированные устройства; ВЖ - специализированные устройства; ВП - прочие.

2.Генераторы сигналов:

ГС - гармонических; ГГ - прямоугольной формы; ГЛ - линейно - изменяющихся; ГМ - шума; ГФ - специальной формы; ГП - прочие.

3.Детекторы:

ДА - амплитудные; ДИ - импульсные; ДС - частотные; ДФ - фазовые; ДП - прочие.

4.Запоминающие устройства:

РМ - матрицы ОЗУ; РУ - ОЗУ; РВ - матрицы ПЗУ; РЕ - ПЗУ (масочные); РТ - ПЗУ с возможностью однократного программирования; РР - ПЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования; РФ - ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации; РА - ассоциативные запоминающие устройства; РЦ - запоминающие устройства на ЦМД; РП - прочие.

5.Источники вторичного питания:

ЕМ - преобразователи; ЕВ - выпрямители; ЕН - стабилизаторы напряжения непрерывные; ЕТ - стабилизаторы тока; ЕК - стабилизаторы напряжения импульсные; ЕУ - устройства управления импульсными стабилизаторами напряжения; ЕС - источники вторичного питания; ЕП - прочие;

6. Коммутаторы и ключи:

КТ - тока; КН - напряжения; КП - прочие;

7.Логические элементы:

ЛИ - И; ЛЛ - ИЛИ; ЛН - НЕ; ЛС - И-ИЛИ; ЛА - И-НЕ; ЛЕ - ИЛИ-НЕ; ЛР - И-ИЛИ-НЕ; ЛК - И-ИЛИ-НЕ (И-ИЛИ); ЛМ - ИЛИ-НЕ (ИЛИ); ЛБ - И-НЕ / ИЛИ-НЕ; ЛД - расширители; ЛП - прочие.

8.Многофункциональные устройства:

ХА - аналоговые; ХЛ - цифровые; ХК -комбинированные; ХМ - цифровые матрицы; ХИ - аналоговые матрицы ХТ - комбинированные матрицы; ХИ - прочие.

9.Модуляторы:

МА - амплитудные; MИ - импульсные; MС - частотные; MФ - фазовые; MП - прочие.

10.Наборы элементов:

НД - диодов; НТ - транзисторов; НР - резисторов; НЕ - конденсаторов; НК - комбинированные; НФ - функциональные; НП - прочие.

11.Преобразователи:

ПС - частоты; ПФ - фазы; ПД - длительности (импульсов); ПН - напряжения; ПМ - мощности; ПУ - уровня (согласователи); ПЛ - синтезаторы частоты; ПЕ - делители частоты аналоговые; ПЦ - делители частоты цифровые; ПА - цифро - аналоговые; ПВ - аналого - цифровые; ПР - код - код; ПП - прочие.

12.Триггеры:

ТЛ - Шмитта; ТД - динамические; ТТ - Т - триггер; ТР - RS - триггер; ТМ - D - триггер; ТВ - JK - триггер; ТК - комбинированные; ТП - прочие.

13.Усилители:

УТ - постоянного тока; УИ - импульсные; УЕ - повторители; УВ - высокой частоты; УР - промежуточной частоты; УН - низкой частоты; УК - широкополосные; УЛ - считывания и воспроизведения; УМ - индикации; УД - операционные; УС - дифференциальные; УП - прочие.

14.Устройства задержки:

БМ - пассивные; БР - активные; БП - прочие.

15.Устройства селекции и сравнения:

CА - амплитудные; CВ - временные; CС - частотные; CФ - фазовые; CП - прочие.

16.Фильтры:

ФВ - верхних частот; ФН - нижних частот; ФЕ - полосовые; ФР - режекторные; ФП - прочие.

17.Формирователи:

АГ - импульсов прямоугольной формы; АФ - импульсов специальной формы; АА - адресных токов; АР - разрядных токов; АП - прочие.

18.Фоточувствительные устройства с зарядовой связью:

ЦМ - матричные; ЦЛ - линейные; ЦП - прочие.

19.Цифровые устройства:

ИР - регистры; ИМ - сумматоры; ИЛ - полусумматоры; ИЕ - счетчики; ИД - дешифраторы; ИК - комбинированные; ИВ - шифраторы; ИА - арифметико - логические устройства; ИП - прочие.

Четвертый элемент - число, обозначающее порядковый номер разработки микросхемы в серии.

В обозначение также могут быть введены дополнительные символы (от А до Я), определяющие допуски на разброс параметров микросхем и т. п. Перед первым элементом обозначения могут стоять следующие буквы: К - для аппаратуры широкого применения; Э - на экспорт (шаг выводов 2,54 и 1,27 мм); Р - пластмассовый корпус второго типа; М - керамический, металло- или стеклокерамический корпус второго типа; Е - металлополимерный корпус второго типа; А - пластмассовый корпус четвертого типа; И - стеклокерамический корпус четвертого типа Н - кристаллоноситель.

Для бескорпусных интегральных микросхем перед номером серии может добавляться буква Б, а после нее, или после дополнительного буквенного обозначения через дефис указывается цифра, характеризующая модификацию конструктивного исполнения:

1 - с гибкими выводами; 2 - с ленточными выводами; 3 - с жесткими выводами; 4 - на общей пластине (неразделенные); 5 - разделенные без потери ориентировки (например, наклеенные на пленку); 6 - с контактными площадками без выводов (кристалл).

В последние годы производители полупроводников оптимизировали номенклатуру своих изделий, и количество предлагаемых устройств несколько сократилось. Однако, это трудно заметить при просмотре каталогов компонентов, где количество различных устройств только одного типа может составлять не менее нескольких сотен. Для крупного, профессионального поставщика в каталогах будет доступно несколько тысяч полупроводников.

Именно поэтому при подборе элементов даже опытным радиоинженерам следует проявлять осторожность, потому что легко ошибиться, когда имеется так много компонентов одного типа, многие из которых имеют схожую маркировку. Иначе вы рискуете купить неправильный прибор/компонент или правильный компонент, но неправильную его версию.

Анатомия маркировки

Ошибок не будет, если вы понимаете основную анатомию маркировки полупроводникового компонента. Конечно, всех проблем это не решит, но три составные части маркировки надо знать обязательно.

Обычно в маркировке есть префикс , который предоставляет некоторую базовую информацию об устройстве, но используемые методы кодирования очень просты и никогда не рассказывают вам о конкретном устройстве. Однако при покупке компонентов префикс может быть (и довольно часто) очень важен.

Вторая часть является основной (как бы серийный номер изделия) и имеет три или четыре цифры.

Третья часть – суффикс , предоставляет некоторую дополнительную информацию об устройстве, но он не всегда присутствует, особенно у транзисторов и диодов. Он необходим только при наличии двух или более разных версий устройства .

Опять же, это важно при покупке компонентов, и вы можете легко получить неправильную версию, если у устройства будет неправильный суффикс. Есть много примеров идентичных устройств, которые имеют разные суффиксы.

Менеджмент «среднего звена»

Основная часть – это наиболее простая часть маркировки полупроводниковых элементов. Первое устройство такого типа, которое должно быть зарегистрировано, может иметь номер «0001», следующий — «0002» и т. д.

На практике это работает не совсем так, и некоторые производители транзисторов начинают маркировку своих изделий с «100», а не «001». Но это и не важно.

Существенным недостатком такого метода маркировки является наличие большего числа полупроводниковых приборов, чем доступных номеров (3-х или 4-х значных).

Для примера, устройство, промаркированное «555», может быть популярной интегральной схемой таймера (ИС), транзистором с европейским типом номера и, возможно, чем-то другим, например, другим типом интегральной схемы или оптическим устройством.

Таким образом, базовая числовая маркировка важна, но сама по себе недостаточна для точной идентификации элемента.

Чтобы выбрать подходящий элемент нужно обязательно обращать внимание и на другие части маркировки.

Начать с начала

Первая часть маркировки (префикс ) выполняет две функции, и для европейских производителей эта часть маркировки даёт некоторую базовую информацию о типе устройства. Она чем-то похожа и берёт истоки у маркировки вакуумных ламп, но применительно к твёрдотельным устройствам первая буква указывает на тип используемого полупроводникового материала или тип интегральной схемы:

Вторая буква указывает тип устройства, так как в таблице 2.

Заметим, что элементы для промышленных применений имеют в маркировке три буквы.

Для примера, BC550 представляет собой небольшой кремниевый транзистор для аудио или других низкочастотных приложений, в то время как BF181 представляет собой маломощный кремниевый транзистор для использования на радиочастотах.

На один меньше

Простые полупроводники американских производителей маркируются по системе JEDEC (Joint Electron Devices Engineering Council) и имеют префикс, состоящий из цифры, за которой следует буква N . Цифра на единицу меньше количества выводов, которое имеет устройство, что на практике означает 1 — для диодов и стабилитронов (т.е. два вывода), «2» для обычных транзисторов и «3» или более для специальных устройств, таких как двухзатворные МОП-транзисторы и прочее.

Таким образом, 1N4148 является устройством, которое имеет два вывода, что обычно означает диод. Это на самом деле небольшой диод, но эта информация не отображается в маркировке типа JEDEC, которая получается менее информативна, чем европейская Pro Electron.

Сейчас не часто встречается маркировка японской системы JIS (Японские промышленные стандарты), но первая цифра в ней снова является числом, которое на один меньше, чем количество выводов у элемента. Затем следуют две буквы, которые идентифицируют общий тип устройства:

Как нетрудно заметить, для обычных типов транзисторов первые две цифры всегда получаются «2S» и, возможно, они немного бесполезны, поэтому эти две цифры часто опускаются при маркировке элементов.

Производитель

Большинство электронных компонентов маркируются согласно перечисленным стандартным методам. Но бывают и исключения. (рис.1).

Здесь префикс TIP этого силового транзистора указывает, что он является мощным транзистором в пластиковом корпусе от Texas Instruments. Однако впереди производитель нанёс логотип MOSPEC, поэтому префикс стал вторым элементом маркировки.

Такое часто встречается в маркировке интегральных микросхем, где к стандартной маркировке типа производитель добавляет свою кодировку.

Рис.2. Эта интегральная схема имеет обозначение «LM» в качестве префикса, что указывает на то, что это изделие фирмы National Semiconductor.

Как несколько примеров: префиксы «CA» и «MC» используются соответственно фирмы KCA и Motorola. Из-за того, что один и тоже элемент может выпускаться разными производителями и маркироваться по своему, возникают трудности с идентификацией элементов.

Конечно, наличие на рынке нескольких производителей порождает конкуренцию, что, как следствие, снижает цены на радиоэлементы. Для нас это хорошо. С другой стороны, каждый производитель вносит что-то своё в маркировку элементов, тем самым затрудняет нам их идентификацию.

При просмотре каталога интегральных микросхем, вероятно, лучше всего игнорировать префикс и сосредоточиться на двух других элементах маркировки. Тем более, что часто поставщики компонентов не гарантируют поставку устройств от конкретных производителей. Если вы заказываете (скажем) MC1458CP. но вам прислали СА1458Е. или наоборот, нет повода беспокоиться. Обе микросхемы являются 1458 — двойными операционными усилителями, и нет никакой практической разницы между ними. MC1458CP производится Motorola или Texas Instruments, а СА1458Е – фирмой RCA.

Многообразие вариантов

Большинство транзисторов не имеют суффикса в маркировке. Там, где он присутствует, суффикс обычно представляет собой одну букву и указывает на коэффициент усиления или другой какой-то параметр. Обычно буквой «А» маркируются транзисторы с низким коэффициентом усиления, буквой «В» со средним и буквой «С» с высоким коэффициентом усиления. Конкретные значения или диапазон указывается в даташите на элемент.

Поэтому, если на схеме указан транзистор с суффиксом «В», заменить его безопасно можно на транзистор с суффиксом «С». При замене на элемент с суффиксом «А» может не хватить его усиления и устройство откажется работать или будет часто уходить в перегрузку.

Бывают ситуации (к счастью, довольно редкие), когда суффикс указывает на расположение выводов элемента. Для транзисторов это обозначения «L» или «K». Большинство транзисторов имеют одну типовую конфигурацию выводов. Но если ваше устройство не работает по непонятным причинам, проверьте, не попались ли вам транзисторы с такими суффиксами.

С интегральными микросхемами ситуация противоположная. Тут производители часто используют суффикс для обозначения типа корпуса. И если вы при заказе проигнорируете суффикс или укажите неверный, вы рискуете получить микросхему в таком исполнении, которое будет не совместимо с вашим вариантом печатной платы.

Ситуация осложняется тем, что стандартов на суффиксы нет и каждый производитель использует свои типы маркировки. Так что будьте предельно внимательны при заказе микросхем!

Маркировка частоты

Некоторые интегральные схемы имеют суффикс, который указывает на тактовую частоту устройства. Эта система используется совместно с памятью и некоторыми другими компьютерными чипами, такими как микроконтроллеры и микропроцессоры. В большинстве случаев дополнительные цифры на самом деле являются расширением основной части маркировки, а не суффиксом, так как в маркировке суффикс будет присутствовать и, как говорилось выше, скорее всего будет обозначать тип корпуса.

Некоторые микроконтроллеры PIC, например, имеют в обозначении что-то вроде « -20», добавленное к базовому типу номера. Дополнительная маркировка указывает максимальную тактовую частоту (в мегагерцах) для чипа. Вы можете вполне безопасно использовать элемент с более высокой тактовой частотой, чем тот, который указан в списке компонентов. Однако, более быстрые версии, как правило, значительно дороже , чем медленные.

И технологии...

Но, увы, не всё так просто. Особенно с интегральными микросхемами. 74-я серия (TTL) логических интегральных схем была основной, прародительницей других серий и первоначально маркировалась по изложенным правилам: префикс-основная часть-суффикс. При маркировке последующих, улучшенных серий, от стандартной маркировки производители начали отклоняться — между префиксом «74» и базовым номером стали добавлять маркировку, обозначающую семейство микросхем:

Эта маркировка может указывать на технологию изготовления и, как следствие, на скорость (частоту), напряжения питания и другие параметры.

Поэтому исходное устройство 7420 сегодня может маркироваться как 74HC20, 74MCT20 и 74LS20. Это всё различные семейства микросхем, которые несовместимы между собой. Поэтому и тут при заказе важно выбрать правильный тип!

И тока!

Подобная ситуация есть и у всенародно любимых интегральных стабилизаторов L78XX и L79XX. Здесь к базовому обозначению добавляются две цифры, указывающие на выходное напряжение стабилизаторов: L7805 — выходное напряжение 5В, L7912 — выходное напряжение -12В.

Но в середине номера могут присутствовать буквы, которые обозначают максимальный выходной ток стабилизатора. Возможны три варианта маркировки, как представлено в таблице:

Так стабилизатор с маркировкой «78L15» будет выдавать на выходе напряжение 15В и максимальный ток 100мА.

Проявляйте внимательность при чтении каталогов производителей и соблюдайте осторожность при заказе радиоэлектронных элементов!

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главный редактор « »

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

Контрольная работа выполняется в соответствии с программой дисциплины «Микропроцессорные системы управления электроподвижным составом». Заданием предусматривается анализ и принцип работы одной из интегральных микросхем, которая используется в микропроцессорных системах управления электроподвижным составом.

Для успешного выполнения работы необходимо изучить материал дисциплины в соответствии с программой, а также познакомиться с назначением, условным графическим изображением и принципом работы заданной интегральной микросхемы.

Работа состоит из нескольких разделов, соответствующих этапам анализа работы интегральной микросхемы. По каждому разделу даны методические указания и приводится порядок выполнения, который необходимо соблюдать. Методические указания содержат лишь самые общие сведения по вопросам, предложенным для проработки. Более подробные сведения можно получить из литературы, список которой приведен в конце задания.

При оформлении работы необходимо соблюдать следующие правила:

1. Работа оформляется в виде пояснительной записки на одной стороне листов формата А4.

2. Графический материал и таблицы выполняется в соответствии с СТП ОмГУПС.

3. Пояснительная записка состоит из разделов, оформляемых по рекомендациям методических указаний.

4. Следует давать расшифровку условных обозначений, применяемых в пояснительной записке. Расшифровку каждого условного обозначения достаточно привести один раз при его первом появлении.

5. Не следует переписывать в качестве пояснений текст из методических указаний или литературных источников. Необходимые пояснения нужно формулировать самостоятельно, по возможности кратко.

Исходными данными для контрольной работы являются интегральные микросхемы, распложенные в табл. 1 согласно двух последних цифр учебного шифра студента.

Микросхемы для контрольной работы

Таблица 1

К1588ИЕ10

К561ЛН3

К1564ПУ1

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ РАБОТЫ

Кодовое обозначение интегральных микросхем и его расшифровка

В технической литературе можно встретить микросхемы, классифицированные по признаку преобразования сигнала: аналоговые (линейные), цифровые (дискретные) и аналого-цифровые. Типичным примером аналоговых схем являются операционные усилители, линейные интегральные стабилизаторы напряжения и другие, специализированные микросхемы – все они оперируют с непрерывным (или плавно изменяющимся) сигналом. Типичным примером цифровых схем являются логические микросхемы, счетчики, мультиплексоры и др. Аналого-цифровые микросхемы являются интегральными микросхемами промежуточного класса, содержащие элементы аналоговых и цифровых микросхем. Типичным простейшим представителем аналого-цифровых микросхем является компаратор, преобразующий непрерывный аналоговый сигнал в дискретный.

Согласно ОСТ 11.073.915-80 интегральные микросхемы отечественного производства обозначаются буквенно-цифровым кодом, который включает до шести знаков (элементов).

Первый элемент может состоять из одной буквы К, которая означает, что микросхема предназначена для устройств широкого общепромышленного применения. Если микросхема выполнена в экспортном исполнении, то перед буквой К стоит буква Э. Отсутствие первого элемента обозначения, буквы К, указывает, что микросхема предназначена для применения в специальной продукции.

Второй элемент – буква, характеризующая материал и тип корпуса микросхемы:

А – пластмассовый, планарный корпус;

Б – бескорпусная микросхема;

Е – металлополимерный корпус с параллельным двухрядным расположением выводов;

И – стеклокерамический планарный корпус;

М – металлокерамический, керамический или стеклокерамический корпус с параллельным двухрядным расположением выводов;

Н – кристаллоноситель (безвыводной);

Р – пластмассовый корпус с параллельным двухрядным расположением выводов (у цифровых микросхем часто опускается);

С – стеклокерамический корпус с двухрядным расположением выводов;

Ф – пластмассовый микрокорпус.

Третий элемент – одна цифра, указывает группу микросхем по конструктивно-технологическому признаку:

цифры 1, 5, 6, 7 – полупроводниковые микросхемы;

цифры 2, 4, 8 – гибридные микросхемы;

цифра 3 – прочие.

Четвертый элемент – две или три цифры, которые определяют порядковый номер разработки серии.

Пятый элемент – две буквы, определяют функциональное назначение микросхем по выполняемым функциям:

Г – генераторы:

ГС – гармонических сигналов;

ГГ – прямоугольных сигналов (мультивибраторы, блокинг-генераторы);

ГЛ – линейно изменяющихся сигналов;

ГФ – сигналов специальной формы;

ГМ – шума;

ГП – прочие;

В – вычислительные устройства:

ВЕ – Микро-ЭВМ;

ВМ – Микропроцессоры;

ВС – Микропроцессорные секции;

ВУ – Устройства микропрограммного управления;

ВР – Функциональные расширители;

ВБ – Устройства синхронизации;

ВН – Устройства управления прерыванием;

ВВ – Устройства управления вводом – выводом;

ВТ – Устройства управления памятью;

ВФ – Функциональные преобразователи информации;

ВА – Устройства сопряжения с магистралью;

ВИ – Времязадающие устройства;

ВХ – Микрокалькуляторы;

ВГ – Контроллеры;

ВК – Комбинированные устройства;

ВЖ – Специализированные устройства;

ВП – Прочие;

Р – Запоминающие устройства:

РМ – Матрицы ОЗУ;

РУ – ОЗУ;

РВ – Матрицы ПЗУ;

РЕ – ПЗУ (масочные);

РТ – ПЗУ с возможностью однократного программирования;

РР – ПЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования;

РФ – ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации;

РА – Ассоциативные запоминающие устройства;

РЦ – Запоминающие устройства на ЦМД;

РП – Прочие.

Л – Логические элементы:

ЛЛ – ИЛИ;

ЛС – И - ИЛИ;

ЛА – И - НЕ;

ЛЕ – ИЛИ - НЕ;

ЛР – И - ИЛИ - НЕ;

ЛК – И-ИЛИ-НЕ (И-ИЛИ);

ЛМ – ИЛИ-НЕ (ИЛИ);

ЛБ – И-НЕ / ИЛИ-НЕ;

ЛД – Расширители;

ЛП – Прочие;

Т – Триггеры:

ТЛ – Шмитта;

ТД – Динамические;

ТТ – Т – триггер;

ТР – RS – триггер;

ТМ – D – триггер;

ТВ – JK – триггер;

ТК – Комбинированные;

ТП – Прочие;

И – Цифровые устройства:

ИР – Регистры;

ИМ – Сумматоры;

ИЛ – Полусумматоры;

ИЕ – Счетчики;

ИД – Дешифраторы;

ИК – Комбинированные;

ИВ – Шифраторы;

ИА – Арифметико - логические устройства;

ИП – Прочие;

Е – Источники вторичного питания:

ЕМ – Преобразователи;

ЕВ – Выпрямители;

ЕН – Стабилизаторы напряжения непрерывные;

ЕТ – Стабилизаторы тока;

ЕК – Стабилизаторы напряжения импульсные;

ЕУ – Устройства управления импульсными стабилизаторами напряжения;

ЕП – Прочие;

Х – Многофункциональные устройства:

ХА – Аналоговые;

ХЛ – Цифровые;

ХК – Комбинированные;

ХМ – Цифровые матрицы;

ХИ – Аналоговые матрицы;

ХТ – Комбинированные матрицы;

ХИ – Прочие;

М – Модуляторы:

МА – Амплитудные;

МИ – Импульсные;

МС – Частотные;

МФ – Фазовые;

МП –.Прочие;

Н – Наборы элементов;

НД – Диодов;

НТ – Транзисторов;

НР – Резисторов;

НЕ – Конденсаторов;

НК – Комбинированные;

НФ – Функциональные;

НП – Прочие;

П – Преобразователи:

ПС – Частоты;

ПФ – Фазы;

ПД – Длительности (импульсов);

ПН – Напряжения;

ПМ – Мощности;

ПУ – Уровня (согласователи);

ПЛ – Синтезаторы частоты;

ПЕ – Делители частоты аналоговые;

ПЦ – Делители частоты цифровые;

ПА – Цифро - аналоговые;

ПВ – Аналого - цифровые;

ПР – Код - код;

ПП – Прочие;

У – Усилители:

УТ – Постоянного тока;

УИ – Импульсные;

УЕ – Повторители;

УВ – Высокой частоты;

УР – Промежуточной частоты;

УН – Низкой частоты;

УК – Широкополосные;

УЛ – Считывания и воспроизведения;

УМ – Индикации;

УД – Операционные;

УС – Дифференциальные;

УП – Прочие;

Б – Устройства задержки:

БМ – Пассивные;

БР – Активные;

БП – Прочие;

С – Устройства селекции и сравнения:

СА – Амплитудные;

СВ – Временные;

СС – Частотные;

СФ – Фазовые;

СП – Прочие;

Ф – Фильтры:

ФВ – Верхних частот;

ФН – Нижних частот;

ФЕ – Полосовые;

ФР – Режекторные;