Додатки до лабораторної роботи

В.А. Мокрицький, В.М. Ніколаєнко

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

з дисципліни „ ОСНОВИ МІКРОЕЛЕКТРОНІКИ: МЕТОДОЛОГІЯ НАУКОВИХ ДОСЛІДЖЕНЬ У КОНСТРУКТОРСЬКОМУ І ТЕХНОЛОГІЧНОМУ ПРОЕКТУВАННІ ЕЛЕКТРОННИХ КОМП’ЮТЕРНИХ ЗАСОБІВ”

для магістрів спеціальності 8.080402 – Інформаційні технології проектування

В.А. Мокрицький, В.М. Ніколаєнко

ОСНОВИ ПРОЕКТУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНИХ СХЕМ

Одеса

ВСТУП

У цьому посібнику викладені лабораторні роботи, що дозволяють студентам вивчити конструкцію, топологію елементів та параметри стандартних гібридних тонко плівкових ІМС. На цій основі студенти мають можливість виконати проект такої мікросхеми за поданою їм принциповою схемою. При виконанні лабораторних робіт використовуються ГІС, що серійно випускаються вітчизняною промисловістю. Лабораторні стенди, на яких проводяться дослідження, виконані кафедрою „Мікроелектроніки” Одеського національного політехнічного університету [1].

Література

1. Мокрицький В.А., Дранчук С.М., Андріянов О.В., Лєнков С.В., Зубарєв В.В. Фізико-технічні основи мікроелектроніки: Підруч. – Одеса: ТЕС, 2002. – 712 с.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ДОСЛІДЖЕННЯ СЕРІЙНИХ ГІБРІДНИХ ТА НАПІВПРОВІДНИКОВИХ МІКРОСХЕМ

Мета роботи: вивчення конструкції, технології, властивостей елементів і функціонування серійних інтегральних мікросхем на прикладах ГІС типу К2УС 371 та напівпровідникової ІС типу К1УТ 221.

Методичні вказівки до лабораторної роботи

1. При вивчені мікросхем особливу увагу необхідно звернути на їх принципову різницю:

- корпусів, способу контактування із зовнішніми виводами і всередині схем;

- топології виготовлення пасивних і активних елементів;

- застосовуваних вихідних матеріалів;

- габаритів і ступеня інтеграції елементів.

2. При виготовлені топологічних креслень необхідно правильно вибрати збільшення мікроскопа і користуватися мікрофотографіями мікросхем.

3. Після вимірювання значень опору резисторів ГІС необхідно зіставити їх із властивостями матеріалів, які використовуються, якісно оцінити вимоги до точності виготовлення елементів.

4. Перевірку функціонування мікросхем необхідно проводити у номінальному режимі живлення і роботи вхідних ланцюгів. При перевірці ГІС на вхід подається сигнал від ГСС визначеної амплітуди і частоти. Змінюючи частоту цього сигналу, необхідно визначити значення і частотний діапазон коефіцієнту посилення ГІС, порівняти його з даними довідника [1]. При перевірці ІС К1УТ 221 на вхід подаються два сигнали постійного струму визначеної амплітуди і знаку. На виході ці сигнали повинні підсумовуватися, що свідчить про роботоспроможність схеми.

5. При виконані роботи необхідно використовувати мікрофотографії мікросхем, їх опис (див. додаток) і рекомендовану літературу.

Опис лабораторної установки

1. Лабораторна установка містить наступні стенди:

- дослідження топології мікросхем за допомогою мікроскопа типу МВС-2;

- вимірювання опору резисторів ГІС, що містить омметр і контактну приставку;

- дослідження функціонування мікросхем, який містить блок живлення, два джерела вхідних сигналів постійного струму, ГСС, вольтметри постійного і змінного струму, приставку з мікросхемами.

2. Засобами проведення роботи служать:

- стандартні мікросхеми типів К2УС 371 і К1УТ 221, змонтовані на приставках;

- мікросхеми названих типів з розкритими кришками;

- підкладка ГІС з резистивними і сполучними тонкоплівковими елементами (для складання топологічного креслення);

- мікрофотографії названих мікросхем.

Завдання до лабораторної роботи

1. Ознайомитися з конструктивно-технологічними властивостями мікросхем К2УС 371 і К1УТ 221.

2. Вивчити принципові електричні схеми названих мікросхем.

3. За допомогою оптичного мікроскопа вивчити топологію мікросхем. В заданому масштабі на міліметровому папері скласти для них топологічні креслення.

4. Виміряти значення опору п’яти резисторів в емітерних ланцюгах транзисторів ГІС К2УС 371. Занести дані у таблицю 1.

Таблиця 1

Резистори Параметри
Опір , Ом Довжина , мм Ширина , мм Площа , мм2

Параметри , , в таблиці 1 визначаються при виконанні п. 3.

5. Перевірити функціонування ГІС шляхом вимірювання вихідного сигналу у номінальному режимі роботи та зіставлення результатів вимірювань з довідковими даними.

6. Перевірити функціонування напівпровідникових ІС в режимі диференційного підсилювача, подаючи на входи два сингали відомої амплітуди та знаку і перевіряючи сигнал на виході.

Контрольні питання

1. Визначте функціональне призначення мікросхем К2УС 371 і К1УТ 221.

2. Перелічіть конструктивні особливості мікросхем (корпус, контактування). Порівняйте їх за технологією виготовлення (підкладки, спосіб виготовлення пасивних, активних і сполучних елементів).

3. Дайте зображення і поясніть структуру резисторів обох мікросхем.

4. Дайте зображення і поясніть структуру транзисторів обох мікросхем.

5. Перелічіть фактори, що приводять до відхилень параметрів елементів від заданих значень для кожної мікросхеми. Як ці відхилення скажуться на функціонуванні кожної з них?

Додатки до лабораторної роботи