7-Laboratoriya ishi Integral mikrosxemalar tadqiqoti

a

b

7.2-rasm. Yarimo‘tkazgich IC topologiyasi:a- elektr aloqalarisiz b- plyonkali o‘tkazgichlar bilan

Gibrid ICning asosi shisha-keramika yoki keramikadan tayyorlangan dielektrik substrat bo‘lib, uning ustiga turli xil materiallardan (o‘tkazgich, dielektrik yoki magnit) plyonkalar bir vaqtning o‘zida elementlar va ularning birikmalarini hosil qilish bilan qatlamma-qatlam qo‘llaniladi. .
Gibrid IClarda faol komponentlardan foydalanish zarurati plyonka texnologiyasidan foydalangan holda ishlab chiqarilishi mumkin bo‘lmagan katta reytingdagi biriktirilgan passiv komponentlardan (kondensatorlar va induktorlar) foydalanishga imkon beradi. Biroq, qo‘shimcha komponentlardan foydalanish va ularning kontaktlarini kontaktlarning zanglashiga olib borish zarurati yarimo‘tkazgichlarga nisbatan gibrid IClarning ishonchliligini sezilarli darajada pasaytiradi. Gibrid IClarning yana bir kamchiligi integratsiyaning past darajasi bo‘lib, u biriktirilgan komponentlar va ularga kontaktlarning o‘lchamlari bilan bog’liq. Shu bilan birga, gibrid IClarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish xarajatlari yarimo‘tkazgichli IClarga qaraganda sezilarli darajada past bo‘lib, bu kichik partiyalarda ixtisoslashtirilgan sxemalarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Bundan tashqari, gibrid IClarda passiv elementlarning sifati (qiymat diapazoni, nominal aniqlik, harorat barqarorligi) yarimo‘tkazgichlarga qaraganda sezilarli darajada yuqori bo‘lishi mumkin, bu ularning analog sxemalarda keng qo‘llanilishini belgilaydi. Gibrid IClarning yana bir kamchiligi integratsiyaning past darajasi bo‘lib, u biriktirilgan komponentlar va ularga kontaktlarning o‘lchamlari bilan bog’liq. Shu bilan birga, gibrid IClarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish xarajatlari yarimo‘tkazgichli IClarga qaraganda sezilarli darajada past bo‘lib, bu kichik partiyalarda ixtisoslashtirilgan sxemalarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Bundan tashqari, gibrid IClarda passiv elementlarning sifati (qiymat diapazoni, nominal aniqlik, harorat barqarorligi) yarimo‘tkazgichlarga qaraganda sezilarli darajada yuqori bo‘lishi mumkin, bu ularning analog sxemalarda keng qo‘llanilishini belgilaydi. Gibrid IClarning yana bir kamchiligi integratsiyaning past darajasi bo‘lib, u biriktirilgan komponentlar va ularga kontaktlarning o‘lchamlari bilan bog’liq. Shu bilan birga, gibrid IClarni ishlab chiqish va ishlab chiqarish xarajatlari yarimo‘tkazgichli IClarga qaraganda sezilarli darajada past bo‘lib, bu kichik partiyalarda ixtisoslashtirilgan sxemalarni ishlab chiqarish imkonini beradi. Bundan tashqari, gibrid IClarda passiv elementlarning sifati (qiymat diapazoni, nominal aniqlik, harorat barqarorligi) yarimo‘tkazgichlarga qaraganda sezilarli darajada yuqori bo‘lishi mumkin, bu ularning analog sxemalarda keng qo‘llanilishini belgilaydi.
Ishning maqsadi yarimo‘tkazgich mantiqiy va gibrid analog ICning elektr parametrlari va topologiyasini o‘rganishdir.
7.2. O‘rnatish tavsifi
Mantiqiy ICni o‘rganish sxemasi rasmda ko‘rsatilgan. 7.3.Mantiqiy nolga yoki bittaga mos keladigan kirish signali darajalari G1 va G 2 kuchlanish manbalari va S1-S3 kalitlari yordamida o‘rnatiladi . Shu bilan birga, kirishlardan birida signalni o‘zgartirish orqali muammosiz  o‘zgartirish mumkin . Qarshilik R.Voltajlar raqamli voltmetr bilan o‘lchanadi.Milliampermetr PA1 kirish oqimini o‘lchash uchun mo‘ljallangan; quvvat manbaidan mikrosxema tomonidan iste’mol qilinadigan tok kuchi PA2 milliampermetr bilan o‘lchanadi.
Gibrid ICni o‘rganish (o‘qituvchi tomonidan taqdim etilgan) MBS-9 tipidagi stereoskopik mikroskop yordamida amalga oshiriladi.

Rasm. 7.3.Mantiqiy integral mikrosxemani o‘rganish sxemasi

7.3. Sinov
7.3.1. Yarimo‘tkazgich chipi tomonidan bajariladigan mantiqiy operatsiyalarni aniqlash
R qarshilikni to‘liq joylashtiring (to‘xtaguncha soat yo‘nalishi bo‘yicha aylantiring).S1-S3 tugmachalari yordamida mikrosxemaning kirish joylariga mantiqiy nolga va bittaga mos keladigan turli xil kuchlanish kombinatsiyalarida qo‘llang, kirishdagi kuchlanishni (G1-G3 rozetkalari) va G4 va G5 nuqtalarida raqamli qurilma bilan o‘lchang. zanjirning umumiy chiqishiga nisbatan voltmetr (soket G7). Natijalarni jadvalga yozing. 7.1.
7.1-jadval

Kirish kuchlanishlari			Chiqish kuchlanishlari
Uin1, V	Uin2, V	Uin3, V	U4, V	U5, V

7.3.2. Mantiqiy yarimo‘tkazgich mikrosxemaning kirish va to‘g’ridan-to‘g’ri uzatish xususiyatlarini o‘rganish
S1– S3 kalitlarini "1" holatiga o‘rnating. Regulyator yordamida U kirishidagi kuchlanishni o‘zgartirib (G1 nuqtasida o‘lchanadi) R, I kirish va U _chiqish (G5 nuqtasida o‘lchangan) kirish kuchlanishiga bog’liqliklarini o‘rganing _. 0,3 V dan keyin kirish kuchlanishini noldan chiqish kuchlanishi keskin pasayishni boshlagan qiymatlarga o‘zgartiring. Chiqish kuchlanishining keskin pasayishi oralig’ida kirish kuchlanishini 0,05 V ga o‘zgartiring. Chiqish kuchlanishi o‘zgarishni to‘xtatgandan so‘ng, yana 0,3 V ga teng bo‘lgan o‘zgartirish qadamini U qabul qiling. Natijalarni jadvalga yozing. 7.2.
7.2-jadval

U in , V	Men , uA	Siz chiqdingiz , V

7.3.3.Mantiqiy yarimo‘tkazgich chipi tomonidan iste’mol qilinadigan quvvatni aniqlash
Ta’minot kuchlanishini o‘lchash U va. n va yonish va o‘chirish holatlarida mikrosxema tomonidan iste’mol qilinadigan oqimlar .O‘lchov natijalarini yozib oling.
7.3.4. Gibrid IC dizaynini o‘rganish
Talaba tomonidan chiqarilgan gibrid ICni (qopqoq olib tashlangan holda) mikroskop sahnasiga qo‘ying. Mikroskop yoritgichini yoqing. Kattalashtirish tugmachasini "0,6" yoki "1" holatiga qo‘ying, ICning aniq tasviriga erishish uchun fokus mexanizmi tugmachasini aylantiring.
IC dizaynini diqqat bilan ko‘rib chiqing, biriktirilgan faol va passiv elementlarning soni va turini toping va hisoblang. Faol menteşeli elementlar alohida kremniy monokristallarida (0,5...4 mm² o‘lchamda ) tayyorlanadi va tashqi tomondan birikma bilan himoyalangan. Diyotlarda ikkita simli sim bor, tranzistorlar uchta. O‘rnatilgan kondansatkichlar metalllashtirilgan yuzalarga ega va substratning kontakt yostiqlariga o‘rnatiladi.
Natijalar jadvalga kiritilgan. 7.3.
7.3-jadval

Elementlar miqdori					Elementlarning umumiy soni		Substrat maydoni, mm^2
^O‘rnatilgan tranzistorlar	^O‘rnatilgan diodlar	^O‘rnatilgan kondensatorlar	^kino rezistorlari	^Film kondensatorlari

Plyonkali rezistorlardan biri uchun (o‘qituvchi ko‘rsatmasi bo‘yicha) mikroskop okulyar shkalasi yordamida geometrik o‘lchamlarni o‘lchang, gibrid IC substratining o‘lchamlarini o‘lchagich bilan o‘lchang.