Linh kiện điện tử chương 7 vi mạch tích hợp

Chương 7: Vi mạch tích hợp NHATRANG UNIVERSITY • Khái niệm phân loại vi mạch tích hợp • Các phương pháp chế tạo vi mạch tích hợp bán dẫn • Vi mạch tuyến tính • Vi mạch số vi mạch nhớ Khái niệm đặc điểm NHATRANG UNIVERSITY • Vi mạch tích hợp (IC: Intergrated Circuits) sản phẩm công nghệ vi điện tử, gồm nhiều linh kiện tích cực, thụ động, dây nối chúng chế tạo tích hợp đế bán dẫn theo sơ đồ cho trước thực vài chức định • Vi mạch tích hợp có kích thước nhỏ, tiêu thụ lượng, hoạt động tin cậy, giá thành hạ, tuổi thọ cao • Do hạn chế kích thước nên vi mạch có tốc độ hoạt động không cao, yêu cầu nguồn nuôi ổn định Phân loại NHATRANG UNIVERSITY • Phân loại theo dạng tín hiệu xử lý – IC tương tự (IC tuyến tính): μA741, 7805, 7905,… – IC số: Họ 74, IC 555, ROM, RAM,… • Phân loại theo công nghệ chế tạo – IC bán dẫn (đơn khối): Các linh kiện thụ động tích cực chế tạo đế bán dẫn – IC màng mỏng: Các linh kiện thụ động chế tạo đế thủy tinh cách điện, linh kiện tích cực gắn vào mạch phần tử rời rạc – IC màng dày: Các linh kiện thụ động chế tạo đế bán dẫn, linh kiện tích cực gắn vào mạch phần tử rời rạc – IC lai (hybrid IC): Kết hợp công nghệ khác Phân loại NHATRANG UNIVERSITY • Phân loại theo loại transistor có IC – IC lưỡng cực: Các transistor tích hợp mạch transistor lưỡng cực – IC MOS: Các transistor tích hợp mạch transistor trường loại MOS (MOS-FET) • Phân loại theo số lượng phần tử tích hợp IC – IC SSI (Small Scale Intergration): Mức độ tich hợp nhỏ 1000 phần tử – IC ULSI (Ultra Large Scale Intergration): Mức độ tích hợp cực lớn >1 triệu phần tử – IC GSI (Giant Scale Intergration): Mức độ tích hợp khổng lồ > tỷ phần tử Phân loại 1961 1966 1971 1980 1985 1990nay Công nghệ SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI Số phần tử IC [...]... +xx(V) (Ví dụ: 78 05→ổn áp +5V; 1812→ổn áp +12V) – Vi mạch ổn áp họ 79 xx: ổn áp điện áp –xx(V) (Ví dụ: 79 05→ổn áp→-5V; 79 12→ổn áp -12V) Vi mạch ổn áp NHATRANG UNIVERSITY • Sơ đồ ổn áp dùng IC ổn áp 78 xx 79 xx Vi mạch số NHATRANG UNIVERSITY • Vi mạch số là vi mạch gồm các mạch logic cơ bản để thực hiện các thuật toán và các hàm logic khác nhau • Khi làm vi c, vi mạch số chỉ có hai trạng thái: trạng thái gần... NHATRANG UNIVERSITY • Mạch khuếch đại đảo và không đảo Rht KD = − R1 K KD Rht = 1+ R1 Một số ứng dụng của Op-Am NHATRANG UNIVERSITY • Mạch cộng đảo và không đảo Rht 1 U r = (1 + )∑ U Vi n R Rht Ur = − R ∑U Vi Vi mạch ổn áp NHATRANG UNIVERSITY • Vi mạch ổn áp là vi mạch có nhiệm vụ ổn định điện áp ở đầu ra khi điện áp đầu vào thay đổi – Vi mạch ổn áp họ 78 xx: ổn áp điện áp +xx(V) (Ví dụ: 78 05→ổn áp +5V; 1812→ổn... tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử hoặc phủ định (NOR) NHATRANG UNIVERSITY Các phần tử logic cơ bản dùng vi mạch CMOS NHATRANG UNIVERSITY Các phần tử logic cơ bản dùng vi mạch CMOS NHATRANG UNIVERSITY Các phần tử logic cơ bản dùng vi mạch CMOS NHATRANG UNIVERSITY Vi mạch nhớ • Vi mạch nhớ là linh kiện có khả năng lưu trữ dữ liệu số dưới dạng các bit 0, 1 • Đơn vị của dung lượng bộ nhớ là Byte... chuyển mạch nhanh, công suất tiêu thụ thấp và khả năng chịu tải lớn Các phần tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử phủ định (NOT) Các phần tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử và (AND) Các phần tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử hoặc (OR) Các phần tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử và phủ định (NAND) Các phần tử logic cơ bản NHATRANG UNIVERSITY • Phần tử hoặc...Các linh kiện trong vi mạch NHATRANG UNIVERSITY • Điện trở trong IC – Điện trở bán dẫn: Điện trở thường được chế tạo từ một khối bán dẫn (đơn khối) hoặc một khối bán dẫn khác khuếch tán vào bán dẫn đế – Điện trở màng mỏng: Thường sử dụng phương pháp bốc hơi và lắng đọng trong chân không, hoặc phương pháp Epitaxy để tạo ra lớp màng mỏng • Tụ điện trong IC – Tụ điện là lớp tiếp giáp... lưỡng cực bằng cách nối tắt 2 cực của nó Vi mạch khuếch đại thuật toán NHATRANG UNIVERSITY • Vi mạch khuếch đại thuật toán là loại vi mạch thực hiện khuếch đại tín hiệu tương tự và thực hiện một số phép toán dựa vào mạch hồi tiếp bên ngoài vi mạch khuếch đại thuật toán • Một bộ khuếch đại thuật toán lý tưởng phải đạt được các tiêu chuẩn sau: – – – – Hệ số khuếch đại điện áp rất lớn K→∞ Trở kháng vào rất... trạng thái gần với điện áp nguồn cấp gọi là mức logic cao (mức 1) Các tham số của vi mạch số • • • • NHATRANG UNIVERSITY Mức logic 0 và 1: Điện áp tương ứng với mức logic 0 và 1 Nguồn nuôi: Đa số IC số dùng nguồn nuôi là +5V Khả năng ghép tải: Số nhánh có thể ghép ở đầu ra Số đầu vào: Càng nhiều đầu vào thì tốc độ làm vi c càng chậm • Tốc độ chuyển mạch: Là tốc độ chuyển trạng thái của vi mạch – – – – Loại... trúc cơ bản của một bộ khuếch đại thuật toán gồm: – Tầng đầu là một mạch khuếch đại vi sai – Tầng trung gian là một hoặc vài mạch khuếch đại – Tầng ra là mạch khuếch đại CC, hoặc mạch khuếch đại công suất theo kiểu đẩy kéo NHATRANG UNIVERSITY Vi mạch khuếch đại thuật toán Vi mạch khuếch đại thuật toán NHATRANG UNIVERSITY  Urmax ®¶o Ur +Ec Urmax kh«ng ®¶o Uv -Ec Đặc tuyến truyền đạt của bộ khuếch đại... phương pháp Epitaxy để tạo ra lớp màng mỏng • Tụ điện trong IC – Tụ điện là lớp tiếp giáp p-n phân cực ngược – Tụ điện MOS (Kim loại-SiO2-Bán dẫn) – Tụ điện màng mỏng Các linh kiện trong vi mạch NHATRANG UNIVERSITY • Cuộn cảm trong IC – Trong IC thường không chế tạo cuộn cảm, trong trường hợp bắt buộc phải có cuộn cảm thì người ta chế tạo cuộn cảm bằng công nghệ màng mỏng • Transistor trong IC – Transistor... Làm vi c đồng đều trong toàn bộ dải tần Δf→∞ Vi mạch khuếch đại thuật toán NHATRANG UNIVERSITY • Một mạch khuếch đại thuật toán gồm có 1 đầu ra và hai đầu vào, cùng các chân cấp nguồn cho nó: – Đầu vào đảo (N): tín hiệu vào và tín hiệu ra ngược pha – Đầu vào không đảo (P): tín hiệu vào và tín hiệu ra cùng pha • Cấu trúc cơ bản của một bộ khuếch đại thuật toán gồm: – Tầng đầu là một mạch khuếch đại vi