Электронно-вычислительная аппаратура четвертого поколения строится на основе интегральных микросхем (ИС) среднего и большого уровня интеграции, содержащих от десятков до нескольких тысяч простейших логических элементов. В такой аппаратуре применяют ИС как широкого применения, выпускаемые в большом количестве специализированными предприятиями и предназначенные для использования в самой разнообразной электронно-вычислительной аппаратуре (ЭВА), так и частного применения, выпускаемые малыми сериями заводами-изготовителями электронно-вычислительной аппаратуры и предназначенные для использования в конкретных разработках.
Необходимость в ИС частного применения определяется особыми требованиями к их электрическим параметрам, характеристикам и конструкциям: например, выполнение специфических функциональных преобразований или обработка информации по определенной программе (полупостоянные запоминающие устройства); обеспечение повышенной точности и стабильности (преобразователи код—аналог, аналог—код) или повышенного уровня мощности (источники вторичного электропитания, устройства управления). Кроме того, в ИС частного применения необходимые функциональные преобразования информации могут осуществляться на основе современных достижений оптоэлектроники, магнита-электроники, криоэлектроники с использованием оригинальных конструкторско-технологических решений.
В связи с ограниченным потреблением ИС частного применения и быстро изменяющейся их номенклатурой организация производства таких микросхем на специализированных предприятиях нерентабельна — их разрабатывают и производят предприятия-разработчики ЭВА. В решении этой задачи ведущая роль принадлежит конструкторам-технологам ЭВА (специальность 0648). Для подготовки специалистов в области конструирования ИС учебной программой предусмотрен курс «Конструкции и расчет микросхем и микроэлементов ЭВА». В соответствии с типовой программой этой дисциплины (индекс УМУТ-6/907, 1976 г.) в предлагаемом учебнике рассмотрены конструкции элементов и компонентов ИС, методики их расчета, основы конструирования и расчета гибридных и полупроводниковых ИС.
В связи с наметившейся тенденцией более широкого использования полупроводниковых ИС и БИС частного, применения в ЭВА автор уделил достаточно большое внимание вопросам конструиро-
Оглавление
Стр.
Предисловие.................. 3
Введение ....... ' ..... !.!!!!! 5
Глава 1. Элементы и компоненты гибридных интегральных микросхем ... ц
§ 1.1. Резисторы................. II
§ 1.2. Конденсаторы............'.'.'.. of
§ 1.3. ЛС-структуры с распределенными параметрами.....'.'.'. 4;
§ 1.4. Пленочные катушки индуктивности..........\ 5(
§ 1.5. Конструкции и свойства бескорпусных полупроводниковых приборов ', '. 51
Глава 2. Конструкции гибридных интегральных микросхем и< микросборок . 56
§ 2.1. Функциональный и интегрально-групповой принципы компоновки микросхем
с различной степенью интеграции........... 56
§ 2.2. Подложки . . . ;.............. 57
§ 2.3. Пленочный монтаж............... 59
§ 2.4. Корпуса................. 671
§ 2.5. Типовые конструкции ГИС и МСБ........... 72'
§ 2.6. Критерии оценки качества конструкции ИС......... 77
Глава 3. Основы конструирования гибридных и больших гибридных инте- (
тральных микросхем . . ......... 78
§ 3.1. Обеспечение функциональной точности ГИС........' . 781
§ 3.2. Тепловые режимы гибридных ИС............ 8б1
§ 3.3. Паразитные связи и помехи в ИС........... 971
§ 3.4. Обеспечение механической прочности конструкции ИС...... 108
§ 3.5. Надежность гибридных ИС............. 10S
§ 3.6. Оценка технико-экономических показателей гибридных ИС ..... 115
§ 3.7. Методика разработки конструкции ИС. Конструкторская документация . . 118
Глава 4. Активные и пассивные элементы полупроводниковых ИС . . . 127,
§ 4.1. Методы изоляции элементов ИС............ 127*
§ 4.2. Физические процессы в диодах и биполярных транзисторах..... 132
§ 4.3. Конструкции диодов полупроводниковых ИС......... 158
§ 4.4. Конструкции биполярных транзисторов ИС......... 168
§ 4.5. Физические процессы в МДП-транзисторах......... 177
§ 4.6. Вольт-амперные характеристики и статические параметры МДП-транзисторов 183
§ 4.7. Основные конструктивно-технологические разновидности МОП-транзисторов 188
§ 4.8. Резисторы................. 193
§ 4.9. Конденсаторы......•.......... 203
§ 4.10. Коммутация элементов микросхем. Конструкции выводов..... 207J
Глава 5. Основы конструирования полупроводниковых ИС и БИС . . . . 2Н
§ 5.1. Большие интегральные схемы............ 2Ц
§ 5.2. Логические элементы ИС и БИС........... 21!i
§ 5.3. Микросхемы с функционально-интегрированными элементами .... 226
§ 5.4. Полупроводниковые БИС памяти . . . •........ 234
§ 5.5. Паразитные эффекты в конструкциях полупроводниковых ИС .... 243
§ 5.6. Корпуса. Тепловой режим............. 249
§ 5.7. Разработка конструкций полупроводниковых интегральных микросхем . . 259
Глава 6. Функциональные микроэлектронные элементы и устройства . 2б|
§ 6.1. Общие замечания................ 26*
§ 6.2. Устройства на основе цилиндрических магнитных доменов . . . . . 26"
§ 6.3. Приборы с зарядовой связью ............ 27^
§ 6.4. Акустоэлектронные устройства............ 27J
§ 6.5. Оптоэлектронные устройства............. 28J
§ 6.6. Электротепловые функциональные элементы......... 28
Список литературы................ 28
