Mavzu: mt30 Optoelektron integral
Yüklə 36,24 Kb.
|
|
Mustaqil ish Mavzu: MT30 Optoelektron integral Mikrosxemalar Toshkent – 2023 Reja:
Optoelektronika, Integral Mikrosxemalar OPTOCOUPLERS va OPTOELEKTRONIK INTEGRAL MIKROSXEMALAR Ixtisoslashgan optoelektronlar Optika va elektronika yorugʻlik va elektr usullaridan foydalanib axborotlarni ishlash, saklash hamda uzatish masalalari bilan shugʻullaniladigan elektronika boʻlimi. Radioelektronika va hisoblash texnikasinish taraqqiyot bosqichi sifatida yuzaga keldi. Optoelektronika yarimoʻtkazgich va vakuum elektronikadan optik zvenosi (fotonlar aloqasi) borligi bilan farq qiladi. Fotonlar elektr jihatdan neytral boʻlganligidan optik aloka kanalida elektr va magnit maydonlari uygʻotilmaydi. Bu esa axborotlarni buzmasdan tekis uzatish va qabul qilishni taʼminlaydi. Axborotlar yorugʻlik nuri yordamida uzatilganda aloqa liniyasida elektromagnit energiyasi toʻplanib qolmaydi va sochilmaydi, shuning uchun axborot kechikmay, buzilmay, oʻz vaqtida yetkaziladi. Optik tebranishlar chastotasining yukrriligi (10y—1015 Gs) axborotlarning koʻp va tez uzatilishini taʼminlaydi. Optoelektronikaning asosiy elementlari — yoruglik manbalari (lazerlar, yorugʻlik diodlari), optik muhitlar (faol va suyet) hamda fotopriyomniklar. Bu ele-mentlardan turli nisbatda va ayrim-ayrim foydalanish mumkin. Optoelektronika 2 yoʻnalish — optik (kogerent Optoelektronika) va elektrooptik (optronika) yoʻnalishda rivojlandi. Hisoblash texnikasi tizimini tuzishning yangi prinsipi va usullari, optik aloqa, axborotlarni eslab qolish va ishlash kogerent Optoelektronika bilan bogʻliqdir. Optronikaning rivojlanishi yorugʻlik manbalari va fotopriyomniklardan toʻgʻri foydalanishga asoslangan. Optron sxemalar tuzilishi jihatidan yarimoʻtkazgichlarga nisbatan ixcham va oddiy boʻladi. Optronikaning asosiy elementi — optron. U elektr va optik signallarni kuchaytirish va oʻzgartirish, almashlab ulash, modutsilyasiyalash va boshqalarni bajaradi. Integratsiya darajasi bo'yicha Integratsiya darajasiga qarab, integral mikrosxemalarning quyidagi nomlari qo'llaniladi: kichik integral sxema (MIC) - har bir chip uchun 100 tagacha element o'rta integral sxema (SIS) - har bir chip uchun 1000 tagacha element katta integral sxema (LSI) - har bir chip uchun 10 ming elementgacha ultra keng ko'lamli integral sxema (VLSI) - har bir chip uchun 10 mingdan ortiq element Ilgari, endi eskirgan nomlar ham ishlatilgan: ultra-katta o'lchamli integral mikrosxema (ULSI) - chipdagi 1-10 milliondan 1 milliardgacha element va ba'zan giga-katta o'lchamli integral mikrosxema ( GBIC) - kristalldagi 1 milliarddan ortiq elementlar. Hozirgi vaqtda 2010-yillarda "UBIS" va "GBIS" nomlari amalda qo'llanilmaydi va 10 mingdan ortiq elementlarga ega bo'lgan barcha mikrosxemalar VLSI sifatida tasniflanadi. Ishlab chiqarish texnologiyasiga ko'ra Gibrid mikromontaj STK403-090, korpusdan olib tashlangan Yarimo'tkazgich mikrosxemasi - barcha elementlar va elementlar orasidagi ulanishlar bitta yarimo'tkazgich kristalida amalga oshiriladi (masalan, kremniy , germaniy , galliy arsenid ). Batafsil ma'lumot uchun Planar texnologiyasiga qarang Film integral sxemasi - barcha elementlar va elementlar orasidagi ulanishlar plyonkalar shaklida amalga oshiriladi: qalin plyonkali integral sxema; yupqa plyonkali integral sxema. Gibrid chip (ko'pincha mikro montaj deb ataladi ) bir nechta chip diodlarini, chip tranzistorlarini va/yoki boshqa elektron faol komponentlarni o'z ichiga oladi. Mikromontaj paketlanmagan integral sxemalarni ham o'z ichiga olishi mumkin. Passiv mikromontaj komponentlari ( rezistorlar , kondansatörler , induktorlar ) odatda umumiy, odatda seramika, gibrid chip substratida yupqa plyonkali yoki qalin plyonkali texnologiyalar yordamida ishlab chiqariladi. Komponentlari bo'lgan butun substrat bitta muhrlangan korpusga joylashtiriladi. Aralash mikrosxema - yarimo'tkazgich kristaliga qo'shimcha ravishda kristall yuzasida joylashgan yupqa plyonkali (qalin plyonkali) passiv elementlarni o'z ichiga oladi. Qayta ishlanayotgan signal turi bo'yicha Analog . Raqamli . Analog-raqamli. Analog mikrosxemalar - kirish va chiqish signallari uzluksiz funktsiya qonuniga ko'ra, musbatdan salbiy ta'minot kuchlanishi oralig'ida o'zgaradi. Raqamli mikrosxemalar - kirish va chiqish signallari ikkita qiymatga ega bo'lishi mumkin: mantiqiy nol yoki mantiqiy, ularning har biri ma'lum bir kuchlanish diapazoniga mos keladi. Masalan, +5 V kuchlanishli TTL tipidagi mikrosxemalar uchun 0...0,4 V kuchlanish diapazoni mantiqiy nolga, 2,4 dan 5 V gacha bo'lgan diapazon esa mantiqiyga to'g'ri keladi; -5,2 V kuchlanishli ESL mantiqiy chiplari uchun -0,8 dan -1,03 V gacha bo'lgan diapazon mantiqiy, -1,6 dan -1,75 V gacha mantiqiy nolga teng. Analog-raqamli chiplar raqamli va analog signalni qayta ishlash shakllarini birlashtiradi , masalan, signal kuchaytirgich va analog-raqamli konvertor . Analog sxemalar Analog integral ( mikro ) sxema ( AIS , AIMS ) - kirish va chiqish signallari uzluksiz funktsiya qonuniga ko'ra o'zgarib turadigan integral sxema (ya'ni ular analog signallar ). Analog ICning laboratoriya prototipi 1958 yilda AQShning Texas Instruments kompaniyasi tomonidan yaratilgan . Bu o'zgarishlar generatori edi . 1962 yilda analog mikrosxemalarning birinchi seriyasi paydo bo'ldi - SN52. Unda past quvvatli past chastotali kuchaytirgich , operatsion kuchaytirgich va video kuchaytirgich mavjud edi SSSRda 1970-yillarning oxiriga kelib analog integral mikrosxemalarning katta assortimenti olindi. Ulardan foydalanish qurilmalarning ishonchliligini oshirish, asbob-uskunalarni sozlashni soddalashtirish va ko'pincha ish paytida texnik xizmat ko'rsatish zaruratini bartaraf etishga imkon berdi . Quyida funktsiyalari analog IClar tomonidan bajarilishi mumkin bo'lgan qurilmalarning qisman ro'yxati keltirilgan. Ko'pincha bitta mikrosxema bir vaqtning o'zida bir nechtasini almashtiradi (masalan, K174XA42 superheterodin FM radio qabul qiluvchining barcha tugunlarini o'z ichiga oladi ). Elektron asbob-uskunalarni ishlab chiquvchilardan ushbu maqola mualliflariga dunyoning etakchi kompaniyalari (HEWLETT-PACKARD, KINGBRIGHT, LITE-ON, BOLYMIN, TOSHIBA, TEMIC-TELEFUNKEN, SIEMENS, MITSUBISHIA, va boshqalar) shuni ko'rsatadiki,mutaxassislarning aksariyati mikroelektronikaning ushbu bo'limi bo'yicha eng so'nggi texnik ma'lumotlar bilan muntazam tanishish imkoniga ega bo'lmagan holda, o'zlarining ishlab chiqilgan elektron mahsulotlarida ko'pincha an'anaviy ishlatiladigan komponentlarning tor doirasiga amal qiladilar va, shuning uchun ular suboptimal texnik echimlarni olishga mahkum. Ushbu maqolada mualliflar o'zlarining ixtiyoridagi keng ma'lumotlar bazasiga asoslanib, ishlab chiquvchilarning ixtisoslashgan OPTOCOUPLERS va OPTOELEKTRONIK INTEGRAL MIKROSXEMALAR haqidagi mavjud g'oyalarini to'ldirishga qaror qilishdi. Har qanday optocoupler yoki optoelektronik integral sxemaning asosi infraqizil diod va optik mos keladigan radiatsiya qabul qiluvchisidir. Barcha optocouplers va optoelektronik mikrosxemalarni ikkita asosiy guruhga bo'lish mumkin: ochiq optik kanalli va yopiq optik kanalli qurilmalar. Shuni ta'kidlash kerakki, birinchi guruhga kiruvchi optokupller dizaynning murakkabligi darajasiga ko'ra standart (radiatsiya qabul qiluvchisi sifatida fotodiod yoki fototransistorli uyasi va aks ettiruvchi) va maxsus (ikki, uch va to'rt kanalli aylanish) ga bo'linishi mumkin. va fotodetektorning tegishli signalini qayta ishlash uchun maxsus mikrosxemalar bilan to'ldirilgan joy o'zgartirish sensorlari). Yopiq optik kanalli ikkinchi guruh qurilmalari qat'iy belgilangan korpuslar to'plamiga ega bo'lib, ularni bir nechta mezonlarga ko'ra alohida turlarga bo'lish mumkin: asosiy parametrlar darajasi bo'yicha (oqim uzatish koeffitsienti, izolyatsiya kuchlanishi, ishonchli ishlash uchun zarur bo'lgan kirish oqimi darajasi, uzatiladigan signalning chastota diapazoni, ish harorati diapazoni, oqim uzatish koeffitsientining kirish oqimiga bog'liqligining chiziqlilik darajasi, va boshqalar.); uzatiladigan signallar shakliga ko'ra (raqamli, analog); funktsional maqsadga muvofiq; ijro turi bo'yicha (maishiy texnika, sanoat foydalanish, maxsus va harbiy texnika uchun); elektron sxemaning mavjudligi va murakkablik darajasi bo'yicha (optoelektron integral mikrosxemalar uchun); dastur bo'yicha (ma'lumotlarni uzatish, quvvatni almashtirish elementlari, IGBT/MOSFET boshqaruvi, sinov va asboblar, tibbiy asbob-uskunalar, telefoniya, kirish va chiqish interfeyslari, izolyatsiyalangan kuchaytirgichlar va boshqalar) Maqolaning hajmi mavjud OPTOPARning barcha turlarini etarlicha batafsil tavsiflashga imkon bermaydi, ulardan foydalanish bo'yicha tavsiyalar bilan bog'liq barcha masalalarni ko'rib chiqish kamroq. Keling, faqat eng qiziqarli qurilmalar va ularni qo'llash sxemalariga to'xtalib o'tamiz (ayniqsa, ixtisoslashtirilgan optokuplatorlar sinfida), bizning fikrimizcha, zamonaviy elektron uskunalarni ishlab chiquvchilar uchun katta qiziqish uyg'otishi mumkin. 1 MBd chastota diapazonida ishlash uchun bir va ikki kanalli tranzistorli optokupller (odatiy vakili 6 N 135/6) HCPL-4506 va HCNW-4506 (300 million yoki 400 mil DIP to'plamida) va HCPL-0466 (SO-8 sirt o'rnatish paketida) kabi qurilmalar 10 mA pasaytirilgan kirish oqimi, ko'tarilish va pasayish vaqti 0,4 va mos ravishda 0,55 mikrosoniya va joriy uzatish koeffitsienti 44% gacha ko'tarildi. Darlington sxemasiga ko'ra tranzistor chiqishi bilan 100 KBd bir va ikki kanalli optokuplerlar sinfida (odatiy vakil 6N 138/9). kirish oqimlari 1 mA gacha bo'lgan va oqim o'tkazish koeffitsienti 1000% dan yuqori bo'lgan qurilmalar (TIL 622), DIP va SO-8 paketlarida 40 mkA ultra past kirish oqimi va 800% oqim o'tkazish koeffitsienti bo'lgan qurilmalar ( HCPL-4701). TOSHIBA DIP to'plamida (TLP-622-4) to'rt kanalli qurilmani taklif qiladi. Mantiqiy kalit funktsiyasini bajaradigan bir va ikki kanalli optokupller sinfida (odatiy vakili HCPL-2200): kirish oqimi 1,6 va 5,0 mA va tezligi 1 MVd gacha bo'lgan qurilmalar (HCPL - 2211, TLP 215, KR 249 LP1A, 5P 17). DIP va SO-8 paketlarida (HCPL-2300, HCPL-0201) kirish oqimi 0,5 mA va tezligi 5 MVd gacha bo'lgan qurilmalar Bipolyar bir, ikki va to'rt kanalli optokuplerlar sinfida: kirish oqimi +/- 1 mA, oqim uzatish koeffitsienti 1200% va izolyatsiya kuchlanishi 5 kV (TLP 626) uchun qurilmalar. kirish oqimi +/- 60 mA, oqim uzatish koeffitsienti 1000% va izolyatsiyalash kuchlanishi 3,75 kV (MOC 8060) uchun qurilmalar. kirish oqimi +/- 100 mA, oqim uzatish koeffitsienti 1500% va izolyatsiyalash kuchlanishi 3,5 kV (TIL 187) uchun qurilmalar. - kirish oqimlari +/- 5,0 mA, uzatish koeffitsienti 600% va izolyatsiyalash kuchlanishi 7,5 kV (ILQ 620 GB) bo'lgan to'rt kanalli qurilma. Yuqori tezlikdagi mantiqiy kalitlar sinfida kirish oqimi 5,0 mA bo'lgan qurilmalar, tezligi 10 MBd (KR 293 LP4), 6 MBd gacha tezlikda 1,6 mA kirish oqimi bo'lgan qurilmalar (TLP 558), 1 mkA gacha bo'lgan ultra past kirish oqimi va 50 MBd tezlikka ega qurilmalar (SO 8 paketidagi HCPL 7101 va HCPL 0710). Yüklə 36,24 Kb. Dostları ilə paylaş:
|