Класифікація біполярних інтегральних схем

Shenzhen Shenchuang Hi-tech Electronics Co., Ltd (SChitec) є високотехнологічним підприємством, яке спеціалізується на виробництві та продажі аксесуарів для телефонів. Наша основна продукція включає зарядні пристрої для подорожей, автомобільні зарядні пристрої, кабелі USB, банки живлення та інші цифрові продукти. Усі продукти є безпечними та надійними, з унікальним стилем. Продукти проходять такі сертифікати, як CE, FCC, ROHS, UL, PSE, C-Tick тощо , Якщо ви зацікавлені, ви можете зв’язатися безпосередньо з ceo@schitec.com.

Безпечно заряджайтеся разом із SChitec

Класифікація біполярних інтегральних схем

На основі кремнієвих планарних транзисторів розроблено біполярні інтегральні схеми. Найбільш ранніми є біполярні цифрові логічні інтегральні схеми. У розвитку цифрових логічних інтегральних схем з'явилося багато різних типів форм схем. Звичайні біполярні інтегральні схеми можна класифікувати наступним чином.

Схема DCTL є першим типом біполярної цифрової логічної інтегральної схеми, яка є непрактичною через серйозну проблему «вириву струму» (див. Резисторно-транзисторні логічні схеми). Схема RTL є першою біполярною інтегральною схемою з практичним значенням. Ранні цифрові логічні системи використовували схеми RTL, які пізніше обмежували швидкість перемикання через наявність резисторів у базовому вхідному контурі. Крім того, ефективність захисту від перешкод логічної схеми RTL є поганою, і навантаження не може бути великим при використанні, тому його усувають. Для підвищення швидкості перемикання схеми RTL запропоновано резистивно-ємнісну транзисторну логічну схему (RCTL), тобто конденсатор підключається паралельно опору схеми RTL. Насправді схеми RCTL не розроблені. Схема DTL пропонується після схеми RTL, щоб покращити здатність логічної схеми проти перешкод. Схема DTL використовує діоди зсуву рівня на лінії, а здатність захисту від перешкод можна регулювати кількістю діодів зсуву рівня. Діод зсуву рівня зазвичай використовуваної схеми DTL формується шляхом з’єднання двох кремнієвих діодів послідовно, і його здатність запобігати перешкодам може бути покращена приблизно до 1,4 вольта (див. логічну схему діод-транзистор). Схеми HTL походять на основі схем DTL. У схемі HTL використовується стабілітрон зі зворотним зв’язком замість діода зі зсувом рівня в схемі DTL, щоб збільшити поріг схеми приблизно до 7,4 В (див. Високопорогові логічні схеми). Логіка зі змінним порогом (VTL) є ще одним варіантом сімейства схем DTL. Порогова логіка (TLC) — загальний термін для логічних схем HTL і VTL. Логічна схема TTL розвинулася з логічної схеми DTL і була успішно розроблена в 1962 році. Щоб збільшити швидкість перемикання та зменшити енергоспоживання схеми, схема TTL зазнала трьох поколінь удосконалення форми схеми в структурі лінії (див. транзисторно-транзисторні логічні схеми).

Вищевказані всі насичені схеми. У ході подальших досліджень підвищення швидкості перемикання насиченої схеми було виявлено, що ефект накопичення надлишкових носіїв транзистора є дуже важливою перешкодою. Явище накопичення в основному спричинене надлишком носіїв у процесі перемикання схеми. Щоб збільшити швидкість перемикання схеми, окрім зменшення ємності PN-переходу транзистора або намагання скоротити термін служби надлишкових носіїв, необхідно зменшити та усунути явище накопичення носіїв у транзисторі. Наприкінці 1960-х і на початку 1970-х років люди почали використовувати відомий ефект Шотткі в інтегральних схемах. Діод з бар'єром Шотткі готується на схемі TTL і підключається паралельно до бази та колектора вихідного транзистора, так що час перемикання транзистора скорочується приблизно до 1 наносекунди; затвор TTL із закріпленням діода з бар’єром Шотткі. Середній час затримки передачі в схемі становить від 2 до 4 наносекунд.

Діодно-транзисторно-транзисторна логіка (STTL) з бар’єром Шотткі відноситься до третього покоління схем TTL. Він використовує метод закріплення діода з бар’єром Шотткі на лінії, щоб перевести транзистор у критичний стан насичення, таким чином усуваючи та уникаючи ефекту зберігання носіїв. У той же час, введення транзисторного шунта в основу схеми TTL і інвертора вихідного каскаду інвертора може поліпшити характеристики затвора NAND. Тріод має бар'єрний діод Шотткі, який дозволяє уникнути входу в область насичення і має високу швидкодію. Вихідна трубка плюс шунт можуть підтримувати рівень антинасичення інверсії вихідного каскаду. Цей тип біполярної інтегральної схеми більше не є насиченою інтегральною схемою, а іншим типом антинасиченої інтегральної схеми з набагато вищою швидкістю перемикання.

Логіка з емітерним зв’язком (ECL) — це логіка струмового режиму (CML). Це схема комутації струму. Транзистор схеми працює в ненасиченому стані, а швидкість перемикання схеми в кілька разів перевищує звичайну схему TTL. Логічна схема ECL збільшує швидкість перемикання ланцюга приблизно до 1 наносекунди, значно перевищуючи схеми TTL і STTL. Поява схем ECL перенесла біполярні інтегральні схеми в діапазон надшвидкісних схем.

Інтегрована логіка введення (I2L), також відома як логіка злитого транзистора (MTL), була розроблена в 1970-х роках. Серед біполярних інтегральних схем найбільшу щільність інтеграції мають схеми I2L.

Логічна схема трирівневої структури (3TL) є вдосконаленням на основі схем I2L у Китаї в 1976 році. Вона названа на честь тришарової структури. Логічна схема 3TL використовує трубку NPN як джерело струму, а вихідна трубка використовує метал як колектор (PNM), який відрізняється від структури I2L.

Багатошарові логічні схеми (DYL) і двошарові логічні схеми (DLL) — це нові логічні схеми, успішно розроблені в Китаї в 1978 році. Логічна схема DYL — це лінійний елемент І-АБО, який може одночасно реалізувати логіку перемикання та функції обробки лінійної логіки. Схема DLL реалізує логічну функцію схеми через внутрішнє перетворення подвійної інформації логічних схем ECL і TTL.

Крім того, під час розробки біполярних інтегральних схем було багато інших типів схем. Наприклад, логіка емітерної функції (EFL), комплементарна транзисторна логіка (CTL), стійка до випромінювання комплементарна логіка постійного струму (C3L), логіка струму в шаховому порядку (CHL), логіка з трьома станами (TSL) і схема без порогової логіки ( NTL) тощо.