Опис мікросхеми типу К1УТ 221

Мікросхема К1УТ 221 виконана по типовій планарній технології в кристалі кремнію розміром (1,5х1,5х0,3) мм і конструктивно оформлена в металоскляному корпусі з дванадцятьма виводами. Розкрита мікросхема представлена на передній панелі лабораторної установки. Принципова електрична схема її представляє собою однокаскадний диференційний підсилювач, що забезпечує підсилення різниці вхідних сигналів (рис. 3).

Рис. 3.Принципова електрична схема ІС типу К1УТ 221.

Зіставлення принципової електричної схеми, розкритої мікросхеми і її топологічного креслюнка, дозволяє виявити елементи, що виконують роль транзисторів, резисторів, провідників і контактних площадок. Топологічний креслюнок типових елементів напівпровідникових інтегральних схем полегшує аналіз конструкції мікросхеми К1УТ 221 (рис. 4).

Основною умовою успішної роботи диференційного каскаду являється висока ступінь симетричності його „плечей” – лівої і правої половин схеми (рис. 3), умовно поділеної штрихпунктирною лінією. При цьому транзистори Т1 і Т2, резистори R1 і R2 повинні володіти максимально ідентичними характеристиками.

Рис. 4.Структурна схема ІС К1УТ 221.

До появи мікроелектроніки диференційні підсилювачі застосовувалися рідко, так як симетричність плечей можна було забезпечити тільки шляхом ретельного підбору елементів. Через великі виробничі відхилення параметрів дискретних транзисторів і резисторів такий підбір істотно збільшував вартість підсилювача. Особливістю інтегрально-групових методів мікроелектроніки являється виготовлення однотипних елементів із одного матеріалу на одному устаткуванні протягом єдиного технологічного циклу. Відхилення умов виробництва при цьому однаковим образом відбивається на всіх елементах мікросхеми, що дозволяє без будь-якого підбору домогтися високої ідентичності їх параметрів. У лабораторній роботі це підтверджується статистичним аналізом виробничих відхилень опорів R1 і R2 всередині кожної мікросхеми і від мікросхеми до мікросхеми.

Мікроелектронні диференційні підсилювачі являються самими розповсюдженими лінійними мікросхемами. На їх основі створюються високостабільні універсальні підсилювачі постійного струму із смугою пропускання до сотень МГц, широкосмугові підсилювачі радіочастот, операційні підсилювачі, компаратори і т.і.

Перевірка функціонування даної мікросхеми проводиться при включені її за наступною схемою (рис. 5).

Рис. 5.Схема включення ІС К1УТ 221.

Нормальний режим її роботи характеризується наступним значенням параметрів (табл.. 3).

Таблиця 3

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 2

ПРОЕКТУВАННЯ ГІБРІДНОЇ ІНТЕГРАЛЬНОЇ МІКРОСХЕМИ ПІДСИЛЮВАЧА НИЗЬКОЇ ЧАСТОТИ (ГІС ПНЧ)

Мета роботи: придбання навичок топологічного проектування ГЫС спеціального призначення на прикладі однокаскадного ПНЧ; розробка технічної документації для наступного виготовлення названої ГІС ПНЧ.

Засоби виконання роботи

При виконанні топологічного проекту ГІС ПНЧ задаються розміри і матеріал підкладки. Зразок її пропонується виконавцю разом з розкритою серійною ГІС типу К2УС (К2ЖА 371), яка представляє собою аналог розроблюваної схеми по топології елементів і технології виготовлення.

Для вивчення аналога необхідно використовувати мікроскоп типу МБС-10 і результати лабораторної роботи № 5.