Ολοκληρωμένα κυκλώματα (ICs) (4 περίοδοι)

Παρουσίαση με θέμα: "Ολοκληρωμένα κυκλώματα (ICs) (4 περίοδοι)"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Ολοκληρωμένα κυκλώματα (ICs) (4 περίοδοι)
Να αναγνωρίζει τα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Να αναφέρει τα πλεονεκτήματά τους από τα κυκλώματα με διακριτά στοιχεία. Να γνωρίζει την αρίθμηση των ακροδεκτών τους. Συνδεσμολογεί κύκλωμα απλής πρακτικής εφαρμογής με τον Τελεστικό ενισχυτή IC-741 και ελέγχει τη λειτουργία του. IC-555 Συνδεσμολογεί κύκλωμα απλής πρακτικής εφαρμογής με το IC-555 και ελέγχει τη λειτουργία του.

2 ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ (ICs)
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι μια ομάδα από εξαρτήματα που κατασκευάζονται από ημιαγωγούς και συνδέονται μεταξύ τους, ώστε να αποτελούν ένα πλήρες κύκλωμα. Πλεονεκτήματα Πολύ μικρός όγκος και βάρος Χαμηλό κόστος Εύκολη κατασκευή Μεγάλη αξιοπιστία που οφείλεται: α) Στη μείωση των ενώσεων του κυκλώματος β) Χαμηλή κατανάλωση ενέργειας Μειονεκτήματα α) Δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα μεγάλης ισχύος. β) Οι μεγάλες τάσεις μπορεί να προκαλέσουν διάσπαση στο μονωτικό υλικό και να προκληθεί βραχυκύκλωμα. γ) Αν χαλάσει οποιοδήποτε κομμάτι τότε θα πρέπει να αντικατασταθεί ολόκληρο το κύκλωμα. Τα πλεονεκτήματα είναι πολύ περισσότερα γι’αυτό και η εφαρμογή τους στα ηλεκτρονικά αυξάνεται συνεχώς.

3 Ταξινόμηση Ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
Έχουμε κυκλώματα: Μικρής κλίμακας ολοκλήρωσης (SSI, Small scale integration) Κυκλώματα με κάτω απο 12 εξαρτήματα Μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης (LSI, Large scale Integration). Κυκλώματα με περισσότερα απο 100 εξαρτήματα Πολύ μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης ( VLSI - Very large scale Integration). Κυκλώματα με περισσότερα απο 1000 εξαρτήματα (μέχρι μερικά εκατομμύρια).

4 Ανάλογα με τη κατασκευή
Μονολιθικά Υβριδικά Στα μονολιθικά όλα τα εξαρτήματα είναι μέρος του ιδίου ημιαγωγού. Τα υβριδικά αποτελούνται απο δύο ή περισσότερα μονολιθικά κυκλώματα και άλλα διακριτά εξαρτήματα. Όλα μαζί συνιστούν ένα ενιαίο σύνολο. Τα μονολιθικά κυκλώματα υποδιαιρούνται σε διπολικά και MOS. Τα διπολικά στηρίζουν τη λειτουργία τους στα διπολικά τρανσίστορ. Τα MOS (Metal Oxide Semiconductor) στηρίζουν τη λειτουργία τους στα τρανσίστορ επίδρασης πεδίου (MOSFET). Τα υβριδικά κυκλώματα υποδιαιρούνται σε κυκλώματα λεπτής μεβράνης και χοντρής μεβράνης. Και οι δθό ομάδες υποδιαιρούνται στα διπολικά και στα MOS όπως τα μονολιθικά. Όσο αφορά τη λειτουργία τους τα ολοκληρωμένα κυκλώματα χωρίζονται στα αναλογικά και τα ψηφιακά Αναλογικά - Ενισχυτές, κυκλώματα σύγκρισης τάσης και κυκλώματα ρύθμισης τάσης. Ψηφιακά - Λογικές πύλες, κυκλώματα μνήμης, μικροεπεξεργαστές, φλιπ - φλόπ κ.λ.π.

5 Τεχνολογία Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων
Μονολιθικά διπολικά ολοκληρωμένα κυκλώματα Το ολοκληρωμένο κύκλωμα σχηματίζεται με τη μέθοδο της διάχυσης ξένων ουσιών σε περιοχές ενός ημιαγωγού για να δημιουργηθούν οι επαφές ΡΝ. Ένα απλό κύκλωμα περιλαμβάνει μια αντίσταση, μια δίοδο και ένα τρανζίστορ. Στο πρώτο στάδιο σχηματίζονται οι τρεις περιοχές Ν στο υπόστρωμα Ρ με τη μέθοδο της διάχυσης. Μετά μονώνονται μ’ ένα στρώμα από διοξείδιο του πυριτίου. Στο δεύτερο στάδιο δημιουργούνται οι περιοχές Ρ στις κατάλληλες θέσεις. Έτσι σχηματίζονται η δίοδος και η αντίσταση. Για να σχηματιστεί το τρανζίστορ δημιουργείται στη κατάλληλη θέση η επαφή Ν. Στο τελευταίο στάδιο γίνονται οι μεταλλικές ενώσεις.

6 Ολοκληρωμένα κυκλώματα MOS
Χρησιμοποιούνται πολύ στα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Στηρίζονται στη λειτουργία των MOSFET. Η τεχνολογία κατασκευής είναι η ίδια όπως στα διπολικά. Όμως είναι πιο απλή γιατί χρειάζεται μόνο ένα στάδιο διάχυσης. Η πηγή και η εκροή του MOSFET δημιουργούνται ταυτόχρονα. Πλεονεκτήματα κυκλωμάτων MOSFET Μεγαλύτερη πυκνότητα - 10 φορές περισσότερα εξαρτήματα. Χαμηλό κόστος Χαμηλή κατανάλωση ισχύος (Χρησιμοποιούνται σε LSI και VLSI). Μειονέκτημα κυκλωμάτων MOSFET Πολύ χαμηλή ταχύτητα λειτουργίας

7 Αξιολόγηση 1. Ποια είναι τα πλεονεκτήματα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε σχέση με τα κυκλώματα διακριτών στοιχείων; 2. Ποια είναι τα μειονεκτήματα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων σε σχέση με τα κυκλώματα διακριτών στοιχείων; 3. Σε ποιες κατηγορίες χωρίζονται τα ολοκληρωμένα κυκλώματα όσον αφορά: α) Τον τρόπο κατασκευής. β) Την αρχή λειτουργίας τους γ) Την εφαρμογή τους 4. Ποια μέθοδος χρησιμοποιείται για τη κατασκευή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. 5. Περιγράψετε τον τρόπο κατασκευής ενός απλού ολοκληρωμένου κυκλώματος που περιλαμβάνει μια αντίσταση, δίοδο και τρανζίστορ. 6. Ποια τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων τύπου MOS.

8

9 ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Ασκήσεις για το σπίτι:
Να σχεδιάσετε το σύμβολο του τελεστικού ενισχυτή και να ονομάσετε τους ακροδέκτες του. Να αναφέρετε 2 χρήσεις του τελεστικού ενισχυτή Ως προενισχυτής Ως τελικός ενισχυτής

10 Σύνδεση με το προηγούμενο μάθημα:
ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΙ ΕΝΙΣΧΥΤΕΣ Χρησιμεύουν για τη κατασκευή ηλεκτρονικών κυκλωμάτων όπως: Κυκλωμάτων ενίσχυσης, φίλτρων, ταλαντωτών, σταθεροποιητών τάσης. Κυκλωμάτων ελέγχου και ρύθμισης Κυκλωμάτων ηλεκτρονικών μετρήσεων Κυκλωμάτων μετατροπής αναλογικών σημάτων σε ψηφιακά. Κατασκευάζονται ως ολοκληρωμένα κυκλώματα. Ο πιο συνηθισμένος τύπος τελεστικού ενισχυτή είναι το IC-741. Έχει 8 ακροδέκτες.

11