Охарактеризовать десятичную и двоичную системы счисления. Указать правила взаимного перевода.

ИНФОРМАТИКА

Охарактеризовать десятичную и двоичную системы счисления. Указать правила взаимного перевода.

Десятичная система счисления – позиционная система счисления по целочисленному основанию 10. Используются цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Разряды нумеруются справа налево, счет идет с нуля.

Пример: 125.43₁₀ = 1·10² + 2·10¹ + 5·10⁰ + 4·10^-1 + 3·10^-2

Двоичная система счисления – позиционная система счисления по целочисленному основанию 2. Используются цифры 0,1. Разряды нумеруются справа налево, счет идет с нуля.

Пример: 1101.11₂ = 2³ + 2² + 2⁰ + 2^-1 + 2^-2

Правила взаимного перевода

1. Из десятичной в двоичную: целая и дробная части преобразуются раздельно. Целая часть последовательно делится на 2, остатки (всегда равны 0 или 1) выписываются в обратном порядке. Преобразование дробной части представляет собой последовательное умножение на 2. На каждом шаге дробная часть предыдущего произведения умножается на 2, а целые части (всегда равны 0 или 1) выписываются слева направо.

2. Из двоичной в десятичную: число записывается в виде суммы произведений степеней 2 на соответствующие цифры в разрядах двоичного числа. Затем подсчитывается значение суммы.

Охарактеризовать двоичную и шестнадцатеричную системы счисления. Указать правила взаимного перевода.

 

Двоичная система счисления – позиционная система счисления по целочисленному основанию 2. Используются цифры 0,1. Разряды нумеруются справа налево, счет идет с нуля.

Пример: 1101.11₂ = 2³ + 2² + 2⁰ + 2^-1 + 2^-2

 

Шестнадцатеричная система счисления – позиционная система счисления по целочисленному основанию 16. В качестве цифр используются десятичные цифры от 0 до 9 и латинские буквы от A до F (для обозначения от 10 до 15 соответственно). Разряды нумеруются справа налево, счет идет с нуля.

Пример: 12F₁₆ = 1·16² + 2·10¹ + 15·10⁰

 

Правила взаимного перевода

 

Двоичная	16-ричная	Двоичная	16-ричная	Двоичная	16-ричная	Двоичная	16-ричная
							C
							D
					A		E
					B		F

 

1. Из двоичной в шестнадцатеричную: двоичные цифры группируются по четыре (т.н. тетрады). При этом разбиение целой части двоичного числа производится справа налево (при необходимости крайняя тетрада дополняется нулями слева), а разбиение дробной части – справа налево (при необходимости в крайней тетраде также дописываются нули справа). После группировки каждая тетрада заменяется шестнадцатеричной цифрой в соответствии с таблицей.

2. Из шестнадцатеричной в двоичную: шестнадцатеричные цифры заменяются тетрадами в соответствии с таблицей.

Дать понятие прямого, обратного и дополнительного кода в двоичной системе счисления. Сложение и вычитание целых чисел в двоичной системе счисления.

Сложение и вычитание.

При сложении двоичных чисел в каждом разряде производится сложение цифр слагаемых и переноса из соседнего младшего разряда, если он имеется. При этом необходимо учитывать, что 1+1 дают нуль в данном разряде и единицу переноса в следующий.

При выполнении сложения чисел с одинаковыми знаками результат может оказаться таким, что не вмещается в используемую разрядную сетку, т.е. получается число, которое выходит за диапазон представления — происходит переполнение. В этом случае на схему АЛУ возлагается функция выявить переполнение и выработать сигнал, который должен воспрепятствовать использованию в дальнейшем полученного ошибочного результата.

Охарактеризовать основные логические операции: AND, OR, NOT, XOR. Привести таблицы истинности для этих операций.

Операция AND.

Символически представляется знаком точки.

Результатом конъюнкции (операции AND) будет 1 (ИСТИНА) в том и только в том случае, если оба операнда имеют значение 1. AND имеет больший приоритет, чем OR.

A	B	A AND B

Операция OR.

Символически представляется знаком плюса.

Дизъюнкция (операция OR) дает результат 1 в том случае, если любой из операндов (или оба вместе) имеют значение 1.

A	B	A OR B

Операция NOT.

Символически представляется знаком надчёркивания.

Унарная операция инверсии (NOT) инвертирует значение операнда.

A	NOT A

Операция XOR.

Операция XOR, которую называют суммой по модулю два или

исключительным или, дает результат 1 в том случае, если только

один из ее операндов имеет значение 1.

A	B	A XOR B

Перечислить основные внешние устройства современного компьютера. Указать типы мониторов и принтеров. Дать их краткую характеристику.

Типы принтеров

Тип	Способ печати	Скорость печати (символов/сек)
Матричный	Печатающей головкой с 9-ю(18-ю или 24-мя) иглами через красящую ленту.	200–400
Струйный	Картриджем с чернилами путем выстреливания чернил через маленькие сопла.	200–500
Лазерный	Намагничивание участков бумаги лазерным лучем и прилипание к ним тонера — красящего порошка.	1000–5000

8. Указать состав программного обеспечение современного компьютера. Дать понятие об операционной системе, о трансляторе и прикладной программе.

Операционная система – совокупность управляющих и обрабатывающих программ, которые обеспечивают работу компьютера и согласованные действия всех его частей.

Операционная система – это посредник между пользователем и самим компьютером. Операционная система выполняет все команды пользователя и управляет различными устройствами компьютера: дисками, клавиатурой, принтером и другими устройствами.

Транслятор - программадля перевода с языка программирования на машинный язык. Иначе говоря, в состав ПО должны входить программы–трансляторы с языков высокого уровня на машинный язык.

Прикладная программа — программа, предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В их числе – редакторы (текстовые, графические, музыкальные), обучающие программы и др.

Рис. Запись циклических алгоритмов на языке блок–схем.

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

Резистор

Электрическое сопротивление – противодействие протеканию тока. Резистор – пассивный элемент электрической цепи, обладающий определенным сопротивлением. Идеальный резистор обладает чисто омическим сопротивлением и необратимо преобразует электрическую энергию в тепловую, механическую или световую.

Единицей измерения сопротивления в СИ является ом (Ом).

 

Конденсатор

Емкость – характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд. Конденсатор обладает емкостью, т.е. способностью запасать энергию в электрическом поле своих металлизированных обкладок.

Единицей измерения емкости в СИ является фарад (Ф).

 

Катушка индуктивности

Индуктивность – коэффициент пропорциональности между электрическим током, текущим в каком-либо замкнутом контуре, и магнитным потоком, создаваемым током через поверхность, ограниченную этим контуром. Идеальная катушка индуктивности обладает способностью запасать энергию в магнитном поле обмотки.

Единицей измерения индуктивности в СИ является генри (Гн).

УГО резистора (слева), конденсатора (по центру), катушки индуктивности (справа)

 

Комплексное сопротивление (электрический импеданс) – комплексное сопротивление двухполюсника для гармонического сигнала. Импеданс – отношение комплексной амплитуды напряжения, прикладываемого к двухполюснику, к комплексной амплитуде тока, протекающего через двухполюсник.

- комплексное сопротивление резистора;

- комплексное сопротивление конденсатора;

- комплексное сопротивление катушки индуктивности;

Операторное сопротивление – отображение реального электрического сопротивления с помощью методов операционного исчисления, применяемое в операторном методе расчёта переходных процессов в электрических цепях.

 

- операторное сопротивление резистора;

- операторное сопротивление конденсатора;

- операторное сопротивление катушки индуктивности.

2. Электрические цепи, определения (электрический ток, напряжение).

 

Электрическая цепь – совокупность устройств (элементов), предназначенных для протекания электрического тока, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий «электрический ток» и «напряжение».

Электрические цепи подразделяют на:

1) разветвленные (для них характерно наличие ветвей, в каждой из которых течет свой ток, и узлов, в которых сходятся не менее трех ветвей) и неразветвленные цепи (во всех ее элементах течет один и тот же ток)

2) линейные (все компоненты которой линейны (к таким относятся: источники тока и напряжения, резисторы, конденсаторы, индуктивности) и нелинейные цепи (содержащие компоненты, отличные от перечисленных)

 

Электрическим током называется направленное движение электрических зарядов. Реальное направление тока может совпадать с направлением отсчета либо быть противоположным ему. Электрический ток может быть:

- постоянным (мгновенные значения тока в любые два момента времени равны между собой);

- однополярным (изменяется только по величине, но протекает в одном направлении, все мгновенные значения положительны либо отрицательны);

- переменным (изменяется по величине и направлению). изменяющимся по величине и/или направлению.

Единицей измерения тока в СИ является ампер (А).

 

Электрическим напряжением называется разность потенциалов между двумя зажимами некоторой электрической цепи. Для источника напряжения, в частности, для ЭДС направление отсчета всегда совпадает с направлением ЭДС. Понятия постоянного и переменного напряжений аналогичны тем, которые были приведены для тока.

Единицей измерения напряжения в СИ является вольт (В).

 

3. Магнитные цепи, определения (векторные и скалярные магнитные величины, характеристики ферромагнитных материалов).

 

Магнитной цепью называется совокупность устройств, содержащих ферромагнитные вещества. Процессы в магнитных цепях описываются с помощью понятий магнитодвижущей силы, магнитного потока.

Коэрцитивная (задерживающая) сила — напряженность магнитного поля Нс, необходимая для доведения магнитной индукции в предварительно намагниченном ферромагнетике до нуля.

Магнитным потоком называется поток вектора магнитной индукции через поверхность S:

Вектор магнитной индукции, Тл (тесла), — векторная величина, характеризующая силовое действие магнитного поля на ток по закону Ампера. B

Вектор намагниченности, А/м, — магнитный момент единицы объема вещества. I

Вектор напряженности магнитного поля, А/м: H

, где Гн/м — магнитная постоянная

Магнитный поток Ф, Вб (вебер), — поток вектора магнитной индукции через поперечное сечение S магнитопровода.

Магнитодвижущая (намагничивающая) сила F, А:

где — ток в обмотке; — число витков обмотки.

Магнитный поток измеряется в веберах (Вб).

Источником магнитодвижущей силы является либо постоянный магнит, либо электромагнит.

Магнитодвижущая сила электромагнита:

где I - ток, протекающий в катушке; W - число витков катушки.

В магнитных цепях используется свойство ферромагнитного материала тысячекратно усиливать магнитное поле катушки с током за счет собственной намагниченности.

Материалы с большой магнитной проницаемостью называют ферромагнитными.

Напряженность магнитного поля Н при В = 0 называется коэрцитивной силой.

Ферромагнитные материалы с большим значением коэрцитивной силы (H>4000 А/м) называются магнитотвердыми. Из этих материалов изготавливают постоянные магниты.

Ферромагнитные материалы с малым значением коэрцитивной силы (H<200 А/м) называются магнитомягкими. Эти материалы используют в магнитопроводах электрических машин и трансформаторов.

Последовательное соединение

Рассмотрим простейшую цепь, которая состоит из постоянного напряжения Е и нелинейных сопротивления R1 и R2, ВАХ которых задана графически.

При любом значении тока I напряжение U на зажимах данного участка равно сумме напряжении на каждом из линейных сопротивлений: U = U1(I) + U2(I). Если при некотором значении тока в цепи Iк просуммировать абсциссы точек (напряжение на участках А и В) пересечения ВАХ нелинейных с прямой Iк, то полученая точка С является точкой результирующего ВАХ последовательного соединение нелинейных сопротивлений. Следовательно участок цепи, содержащий 2 последовательных нелинейных сопротивления R1 и R2, может быть заменен одним нелинейным сопротивлением R∑, ВАХ которой будет является эквивалентной (равноценные, равнозначные) ВАХ по отношению R1 и R2.

Параллельное соединение

Как в случае последовательного соединения, можно построить ВАХ параллельного соединенных нелинейных элементов. Для этого при параллельном соединение необходимо просуммировать токи (I = i1+i2) при одинаковых напряжениях. Следовательно участок цепи, содержащий 2 параллельных нелинейных сопротивления R1 и R2, может быть заменен одним нелинейным сопротивлением R∑ (ВАХ которой будет является эквивалентной (равноценные, равнозначные) ВАХ по отношению R1 и R2).

Основные соотношения

(обмотка трансформатора соединенная с источником электроэнергии - первичная обмотка, обмотка отдающая электроэнергию - вторичная)

Закон Фарадея для первичной и вторичной обмотки:

При всяком изменения магнитного потока Ф, пронизывающего контур, в нем возникает ЭДС пропорциональная скорости изменения этого потока во времени.

e1- напряжение на первичной обмотке,

w1— число витков во первичной обмотке,

Φ — суммарный магнитный поток, через один виток обмотки

e2 - напряжение на вторичной обмотке,

w2 — число витков во вторичной обмотке,

Φ — суммарный магнитный поток, через один виток обмотки

Коэффициент трансформации n

индуктивность отношения потокосцепления контура ψ к протекающему току I. (поток Ф – потокосцепления одного витка, то есть потокосцепления контура ψ=w*Ф)

Импульсные диоды

Имею малую длительность переходных процессов и предназначены для работы в импульсных цепях. От выпрямительных отличаются малыми емкостями p-n-перехода (доли пикофарад, у выпрямительных – десятки пикофарад) –> уменьшение площади p-n-переходов –> маленькие мощности рассеяния.

Основные параметры:

1) Максимальное импульсное прямое напряжение.

2) Максимально допустимый импульсный прямой ток

3) Время установления – интервал времени от момента подачи импульса прямого напряжения на диод до достижения заданного значения прямого тока в нем.

4) Время восстановления – обратного сопротивления диода.

Стабилитрон

Стабилитрон – это полупроводниковый диод, работающие в режиме управляемого лавинного пробоя (лавинный пробой – пробой, связанный с тем, что в сильном электрическом поле носители заряда могут приобретать энергию, достаточную для ударной ионизации кристаллической решётки. Ударной ионизации — физическое явление, при котором «горячий» электрон или «горячая» дырка, набравшие достаточно высокую кинетическую энергию в сильном электрическом поле, ионизуют кристалл и создают в нём электронно-дырочную пару.).

Рис. ВАХ стабилитрона.

При прямом напряжение на стабилитроне его ВАХ нечем не отличается от ВАХ обычного кремневого диода, причем этот участок ВАХ обычно не используется. У стабилитрона используется участок ВАХ, соответствующий обратному напряжению р-n перехода. Основное применение диода – стабилизация напряжение.

Основные параметры:

1) Напряжение стабилизации (Ucт)– падение напряжения на стабилитроне при протекание заданного тока стабилитрона (колеблется в диапазоне от 3 до 200 В).

2) Максимально допустимая мощность (Рмакс) – мозность рассеиваемая на стабилитроне (составляет сотни миливатт).

3) Максимальный ток стабилизации (Imax) – вытекает из 2х преведущих Imax < Рмакс * Ucт.

4) Минимальный ток стабилизации (Imin).

5) Дифференциальное сопротивление (Rст) – сопротивление которые при заданном значение тока на участке пробоя(составляет от единицы до сотен ом).

6) Температурный коэффициент напряжения стабилизации (ТКU) – относительное изменение напряжения стабилизации ∆Uст при изменение температуры корпуса на 1 С.

Варикапы

Варикапы – это полупроводниковые диоды, в которых используется барьерная емкость p-n-перехода, которая зависит от приложенного к диоду обратного напряжения и уменьшается с его увеличением.

Варикапы находят применение в различных электронных схемах – модуляторах, перестраиваемых резонансных контурах, генераторах с электронной настройкой и др.

Вольт-фарадная характеристика варикапа.

Уго варикапа.

 

Основные параметры:

 

1) Начальная емкость (С0) – емкость, измеренная между выводами варикапа при заданном обратном напряжении.(десятки-сотни пФ).

2) Коэффициент перекрытия по емкости (Кс) – равный отношению максимальной емкости к минимальной емкости (от нескольких пФ до нескольких десятков пФ).

3) Добротность варикапа (Q) – равная отношению реактивного сопротивления (электрическое сопротивление, обусловленное передачей энергии переменным током электрическому или магнитному полю и обратно) варикапа к сопротивлению потерь при заданном значении емкости обратного напряжения и заданной частоте.

Туннельные диоды

 

Туннельный диод – полупроводниковый диод, на ВАХ которого имеется участок с отрицательный дифференциальным сопротивление (участок АВ рисунок 3.10).

Наличие этого участка следствие проявления туннельного эффекта. уннельный эффект, туннелирование — преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при туннелировании неизменной) меньше высоты барьера.

В туннельном диоде туннелирование электронов добавляет горб в вольтамперную характеристику, при этом, из-за высокой степени легирования p и n областей напряжение пробоя уменьшается практически до нуля. Туннельный эффект позволяет электронам преодолеть энергетический барьер в зоне перехода с шириной 50..150.

Основные параметры:

Iп и Uп – пиковые ток и напряжение начала падающего участка;

Iв и Uв – ток и напряжение впадины (конца падающего участка);

Up – диапазон напряжений падающего участка

Диоды Шоттки

В диодах этого типа используется переход металл-проводник. Инжекция неосновных носителей заряда в базу диода отсутствует, так как прямой ток образуется электронами. Накопление заряда в базе не происходит, поэтому время переключения может быть существенно уменьшено. Другая особенность диодов Шоттки – меньшее прямое напряжение по сравнению с напряжение р-п перехода при тех же токах(инжекция- процесс введения носителей заряда через электронно-дырочный переход при понижении высоты потенциального барьера в область п/п, где носители – неосновные).

Уго диода Шоттки.

15. Основные параметры биполярного транзистора (входное сопротивление, коэффициент передачи тока, выходное сопротивление, обратный ток коллектора) для схемы включения с общим эмиттером.

Биполярным транзистором называется полупроводниковый прибор, имеющий два взаимодействующих между собой p-n-перехода. В зависимости от последовательности чередования областей с различным типом проводимости различают n-p-n-транзисторы и p-n-p-транзисторы. В биполярном транзисторе, в отличие от полевого транзистора, используются заряды одновременно двух типов, носителями которых являются электроны и дырки.

Принцип работы биполярного транзистора объясняли на примере водопроводного крана. Вода в нем — ток коллектора, а управляющий ток базы — то, насколько мы поворачиваем ручку. Достаточно небольшого усилия (управляющего воздействия), чтобы поток воды из крана увеличился.

Эта схема дает наибольшее усиление по напряжению и току (а отсюда и по мощности — до десятков тысяч единиц), в связи с чем является наиболее распространенной. Здесь переход эмиттер-база включается прямо, а переход база-коллектор — обратно. А поскольку и на базу, и на коллектор подается напряжение одного знака, то схему можно запитать от одного источника. В этой схеме фаза выходного переменного напряжения меняется относительно фазы входного переменного напряжения на 180 градусов.

Но ко всем плюшкам схема с ОЭ имеет и существенный недостаток. Он заключается в том, что рост частоты и температуры приводит к значительному ухудшению усилительных свойств транзистора. Таким образом, если транзистор должен работать на высоких частотах, то лучше использовать другую схему включения. Например, с общей базой.

Входное сопротивление (сопротивление база эмиттер) – входной характеристикой транзистора, включенного по схеме с ОЭ, является зависимость напряжения U_бэ от входного тока I_б

Rвх=Uвх/Iвх=Uбэ/Iб

Коэффициент передачи тока (коэффициент усиления по току) показывает усиление переменного тока при нулевом сопротивлении нагрузки. Выходной ток зависит только от входного тока без влияния выходного напряжения.

β= I_К / I_Б

Выходное сопротивление (сопротивление коллектор эмиттер) выходной характеристикой транзистора по схеме с ОЭ считывается зависимость I_к при заданном токе I_б

Rвых=Uвых/Iвых=Uкэ/Iк

Обратный ток коллектора (ток коллектор-база)

Часть его от­ветвляется в базу, образуя ток базы /б, а другая—ток коллектора /к. Таким образом, полезный управляемый ток коллектора, протекающий через нагрузку, «оставляет только часть входного тока эмиттера: Iк=E/Rк, т. Е.

16. Основные этапы микроэлектронных технологий биполярного и полевого транзисторов, диодов, резисторов.

 

1) Этап проектирования топологии

2) Технологический этап

 

Используется интегральная технология на высокопроизводительных автоматизированных установках, для того что бы производить значительное количество идентичных по параметрам функциональных узлов.

Для биполярного и полевого транзисторов, диодов, резисторов технологический этап разный.

БПТ монолитных ИМС получают последовательной диффузией донорных и акцепторных примесей в островки. Выводы располагаются в одной плоскости (планарная технология). Для БПТ – создание трехслойной структуры с областями разного типа проводимости (диффузия, имплантация, эпитаксиальное наращивание).

Резисторы и диоды строятся на основе транзисторной структуры БПТ.

Для полевого транзистора – изготавливаются по тем же технологиями что и БП транзистор. Идет создание каналов (сток, исток, затвор).

ОПЭС

Приёмы

При конструкторском проектировании электронных средств используются следующие приемы выполнения компоновочных работ:

1) аналитический – оперируют с числовыми значениями различных компоновочных характеристик: геометрическими размерами элементов, их объемами, массой, энергопотреблением и т.д.

2) номографический – расчет объема, массы и размеров электронных средств выполняется с помощью номограмм.

3) аппликационный – заключается в моделировании на экране монитора различных вариантов компоновки как плоскостных структур (ТЭЗ, ячейка и тд.), так и объемных (блок, блок панели и тд.).

4) натурный – вместо моделей пользуются реальный элементами: транзисторами, резисторами, конденсаторами и тд. В этом случае, используя элементы устройства, выполняют его работающий макет, соответствующий схеме электрической принципиальной.

Способы размещения

1) многоблочная (децентрализованная);

2) централизованная.

Многоблочная компоновочная схема обеспечивает относительно большую лѐгкость размещения элементов изделия на объекте; часто не требуется тщательная экранировка отдельных блоков, которые могут быть расположены на значительном расстоянии друг от друга. Однако при этом приходится мириться с тем, что соединительные кабели будут обладать значительной длиной, габаритами, массой и потерями; затруднѐн полный демонтаж системы; для каждого отдельного блока необходимо применять автономные устройства охлаждения, виброзащиты и т.д.

При централизованной компоновке все элементы сложной системы располагаются в одном отсеке на специальных этажерочных конструкциях или в шкафах; длина и количество межблочных соединений сведены к минимуму. Такая компоновочная схема требует более тщательной экранировки; обладает относительно меньшей живучестью при выходе из строя общих вспомогательных систем: охлаждения, герметизации, виброзащиты и т.д.

Заземление.

Заземление выполняется в целях безопасности (корпусная земля), обеспечения помехоустойчивости (шумящая земля) и обеспечение опорного эквипотенциального уровня для напряжений сигналов (сигнальная земля)

К шумящей земле подключают электромагниты, электродвигатели, схемы с большим потреблением мощности. С целью уменьшения помех к точке заземления следует отдельными проводами подводить «корпусную», «сигнальную» и «шумящую» земли.

 

ПИМС

1. Какие сочетания технологических слоев (имплантированных, диффузионных, эпитаксиальных) и почему рациональны к применению в конструкциях изолированных БПТ?

 

Современные технологии производства ИМС обеспечивают формирование слоев структур следующими способами:

- диффузией примесей в пластину;

- эпитаксиальным наращиванием монокристаллических слоев;

- ионной имплантацией примесей в пластину.

Диффузия является одним из основных способов легирования полупроводников, позволяющим формировать диффузионные слои структур разного типа проводимости.

В формировании состава структуры ИМС диффузия, как процесс легирования, может применяться как один раз на всю структуру (однократный процесс), так и несколько раз (многократный процесс). Ограничения на очередность применения процесса диффузии в формировании слоев структуры по отношению к иным процессам формирования слоев отсутствуют.

 

Эпитаксиальное наращивание – это процесс ориентированного наращивания слоя вещества на исходном монокристалле — подложке. Различают автоэпитаксию (наращивание слоя вещества на основу из того же материала) и гетероэпитаксию (наращивание вещества на подложку инородного состава).

 

Ионная имплантация (легирование) примесей наряду с диффузией широко используется в технологии изготовления ИС. Ионная имплантация – внедрение ионов примеси в глубину твердого тела. Для процесса ионного внедрения примеси характерны высокая однородность легирования поверхности пластины, точный контроль количества внедренной примеси.

 

Возможны следующие сочетания:

- тройная диффузия (последовательная диффузия в пластину коллекторной, базовой и эмиттерной областей). Имеет ограниченное применение из-за большого сопротивления коллекторного слоя и заниженных рабочих напряжений;

- ЭПСК (эпитаксиальный коллекторный слой) – коллекторная область формируется эпитаксиальным наращиванием на кремниевую пластину с противоположным типом проводимости, база и эмиттер создаются с помощью диффузии или ионной имплантации. Для такой структуры характерны потери площади из-за формирования разделительной области;

- ЭПСБ (эпитаксиальный слой базы) – базовый слой формируется эпитаксиальным наращиванием по локальному скрытому коллекторному слою (диффузионному), эмиттер формируется с помощью диффузии или ионной имплантации. Недостаток – снижение быстродействия и рабочих напряжений.

Выбор технологии и топологии зависит от параметров проектируемого транзистора, т.к. все технологии и топологии имеют недостатки. Все имеют, однозначно.

Назовите систему государственных стандартов, устанавливающих нормы исполнения проектной и эксплуатационной документации? Перечислите регламентированный этой системой состав этапов проектирования и производства микросхем?

Единая система конструкторской документации (ЕСКД) — комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации, разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия.

ГОСТ 15001: устанавливает требования к составу и изложению технического задания (ТЗ) на проектирование нового изделия

ГОСТ 2103: устанавливает стадии разработки проектной документации:

- техническое предложение (П);

- эскизный проект (Э);

- технический проект (Т).

ГОСТ 2118: регламентирует состав работ и отношение участников проекта на стадии Технического предложения

ГОСТ 2119: регламентирует состав работ и отношение участников проекта на стадии Эскизный проект

ГОСТ 2120: регламентирует состав работ и отношение участников проекта на стадии Технический проект

Стадии подготовки рабочей документации:

- опытно-конструкторские работы (О);

- стадия подготовки документации серийного производства (А);

- стадия подготовки документации массового производства (Б).

Символические обозначения стадий П, Э, Т, О, А, Б в документах соответствующего проекта проставляются как литерная характеристика стадии.

В цифровом вентиле с разным типом канала соотношение длин и ширин топологических размеров каналов нагрузочного и переключающего транзисторов определяется исходя из того, что транзисторы работают в противофазе, а следовательно, отношение сопротивлений нагрузочного и переключающего транзисторов не критично. Поэтому длина и ширина канала нагрузочного транзистора могут быть такими же как и у переключающего транзистора.

Исключение образования ложных каналов организуется с помощью охранных колец (на поверхности кольца концентрация примеси высока (высокий уровень легирования) в следствии чего исключается образование ложных каналов).

15. Какие особые требования предъявляются к выбору топологических форм и размеров элементов ГИС, функционирующих при длинах волн, сравнимых с размерами элементов ИМС?

 

Когда размеры элементов сапостовимы с длиной волны, приходится учитывать фазовые явления, связанные с пространством и временем. Эти фазовые явления предоставляют возможность проектировать устройства через выбор пространственных координат (размеров) в отношении длины волны.

Когда размеры сопоставимы с длиной линии то это распределяет структуры у которых нагрузки д.б подключения с согласованием по отражениям.

 

Проектировать элементы можно на основе пространственных координат.

Сопротивление нагрузки в.б = линии.

Согласующие линии что бы энергия не отражалась.

Требования задаются выбором линейных размеров топологических форм.

16. По каким критериям выбираются топологические формы и определяются размеры резисторов гибридных микросхем?

 

Резисторы гибридных интегральных микросхем проектируются по трем критериям:

- критерий технологической совместимости или возможности (минимальные размеры, поддерживаемые технологией, погрешности линейных размеров, погрешности совмещения в смежных слоях);

- точность исполнения (номинальное сопротивление и допустимые значения его отклонений: производственное и эксплуатационное);

- рассеиваемая мощность.

Формы: ленточные, изогнутые.

ПЦ и ПУЭВС

Инкремент счетчика

Сброс

Запись данных в счетчик

 

 

12. Какие варианты аппаратного решения управляющего автомата центрального процессорного устройства (CPU) ЭВМ вам известны?

Объем оборудования управляющего автомата зависит от сложности реализуемого алгоритма и от структуры этого автомата, которую можно выполнить в трех вариантах.

1. УА с жесткой (схемной, произвольной) логикой, при которой переключательные функции, необходимые для формирования заданной последовательности управляющих сигналов V, реализуются с помощью логических элементов с произвольными связями (обычно с применением схем с малой и средней степенями интеграции). Здесь используется аппаратный подход к реализации устройства.

2. УА с хранимой в памяти (гибкой, программной) логикой, при которой сигналы V вырабатываются на основе совокупности управляющих слов, хранимых в памяти автомата. В этом случае составленные микропрограммы используются в явной форме и обычно записываются в постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), выполненные на основе полупроводниковых БИС большой емкости, что позволяет обеспечить регулярность структуры УА и его компактность; здесь используется аппаратно-программный подход к реализации устройства.

3. УА на основе программируемых логических матриц (ПЛМ), в которых заданные функции реализуются с помощью БИС ПЛМ