Классификация интегральных микросхем

По функциональному назначению и система их обозначений

По принятой системе обозначений условное обозначение типа ИМС состоит из четырех элементов.

Первый элемент — цифра, указывающая конструктивно-технологическое исполнение ИМС. По конструктивно-технологическому исполнению микросхемы подразделяют на три группы, которым присвоены следующие обозначения:

1; 5; 7; — полупроводниковые;

2; 4; 6; 8 —_: гибридные;

3—прочие (пленочные, керамические и др.).

Второй, элемент — две или три цифры, означающие порядковый номер раз­работки серии ИМС (от 0 до 999).

Унифицированной серией ИМС называют группу микросхем, выпускаемую по единой технологии, имеющую согласованные входные и выходные сигналы и источники питания.

Третий элемент — две буквы, означающие функциональное назначение ИМС,

Четвертый элемент — порядковый номер разработки ИМС по функциональ­ному признаку в данной серии.

ИМС, предназначенные для электронных устройств широкого применения имеют в начале условного обозначения дополнительный индекс К.

При наличии разброса отдельных электрических параметров, а также пре­дельных эксплуатационных параметров одного и того же типа ИМС в конце ус­ловного обозначения проставляется дополнительная буква (от А до Я).

В качестве примера приведем условные обозначения полупроводниковой к гибридной ИМС. Так, шифр микросхемы К140УД14А означает: К — микросхеме для электронных устройств широкого применения, 1 − полупроводниковая 40 — порядковый номер серии (серия 140), УД — операционный усилитель, 14 − порядковый номер операционного усилителя в серии 140, А — с коэффициент усиления определенного значения. Шифр микросхемы 284КН1 означает: 2 — гиб­ридная, 84 — порядковый номер серии (серия 284), КН — коммутаторы, 1 — порядковый номер коммутатора в серии 284.

УСИЛИТЕЛИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Усилителем называют устройство, предназначенное для увеличения параметров электрического сигнала (напряжения, тока, мощности). Усилитель (рис. 2.1) имеет входную цепь, к которой под-

ключается усиливаемый сигнал, и выход­ ную цепь, с которой выходной сигнал сни­мается и подается в нагрузку.

Основными параметрами усилителя яв­ляются коэффициент усиле­ния по напряжению K_u=U_вых/U_вх, коэффициент уси­ления по току по мощности K_p =P_вых/P_вх =U_выхI_вых/U_вхI_вх = К_UK_I .

Для усилителя возможны различные значения коэффициентов усиления К_и,K₁, К_p, но принципиально то, что коэффициент усиле­ния по мощности К_р больше (обычно существенно больше) единицы. Из этого следует обязательное условие, согласно которому больше единицы будет также один из двух других коэффициентов усиления K_U или К_I ) или все три коэффициента, что часто и имеет место на практике. При K_U <1 и K_I<1 устройство потеряло бы смысл как усилитель.

Коэффициенты усиления К_U, К_I , К_рявляются взаимосвязанными параметрами. Вместе с тем при расчете или выборе усилителя для кон­кретного случая применения предпочтение может отдаваться одному из указанных параметров. Это зависит от того, какой параметр сигна­ла на выходе усилителя (напряжение, ток или мощность) является определяющим. Наиболее часто им служит напряжение выходного сигнала. По этой причине в справочниках по усилителям, как прави­ло, указывается параметр К_U.

Коэффициенты усиления К_U, К_I, K_P следует считать основными из большого числа параметров, характеризующих усилитель и зави­сящих от его назначения. Другие параметры рассматриваются далее по ходу изложения материала.

Классификация усилителей

Все усилители можно подразделить па два класса — с линейным и нелинейным режимами работы.

К усилителям с линейным режимом работы (или усилителям мгновенных значении) предъявляется требова­ние получения выходного сигнала, близкого по форме к входному. Искажения формы сигнала, вносимые усилителем, должны быть ми­нимальными. Это достигается благодаря пропорциональной передаче усилителем мгновенных значений напряжения (тока), составляющих во времени входной сигнал. Коэффициенты усиления здесь рассчиты­вают по амплитудным или действующим значениям (в случае синусо­идального сигнала) напряжения и тока.

Важнейшим показателем усилителей с линейным режимом работы является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ), отражающая зависимость модуля коэффициента усиле­ния К_U, определенного для синусоидального входного сигнала, от частоты. В зависимости от вида АЧХ усилители с линейным режимом работы подразделяют (рис. 2.2) на усилители медленно изменяющегося сигнала (усилители постоянное тока — УПТ), усилители звуковых частот(УЗЧ), усилители высокой частоты(УВЧ), широкополосные усилители(ШПУ) и узкополосные усилители(УПУ).

Характерная особенность УПТ — способность усиливать сигна­лы с нижней частотой, приближающейся к нулю (f →0). Верхняя

граница частоты f_в УПТ может составлять в зависимости от назна­чения 10³—10⁸ Гц. УЗЧ характеризуется частотным диапазоном от десятков герц (f_н) до 15—20 кГц (f_в). УВЧ имеют полосу пропускания от десятков килогерц до десятков и сотен мегагерц. ШПУ имеют ниж­нюю границу частоты примерно такую же, как УЗЧ, и верхнюю — как УВЧ. На основе ШПУ выполняются линейные импульсные усили­тели. УПУ характеризуются пропусканием узкой полосы частот.

В усилителях с нелинейным режимом ра­боты пропорциональность в передаче мгновенных значений вход­ного сигнала отсутствует. После достижения некоторой величины на­пряжения входного сигнала при его увеличении сигнал на выходе усилителя остается без изменения (ограничивается на некотором уров­не). Такие усилители нашли применение для преобразования вход­ного сигнала, например синусоидального, в импульсный сигнал (уси­лители-ограничители). Они используются также для усиления им­пульсов (нелинейные импульсные усилители).

В данной главе рассматриваются преимущественно усилители с линейным режимом работы. Специфика нелинейного режима работы усилителей описана в § 3.2.

В настоящее время усилительная техника базируется на линейных (аналоговых ) интегральных микросхе­мах, что учитывается смысловой направленностью представленного материала.