Что такое цифровые микросхемы. Виды цифровых микросхем

Вся современная схемотехника разделяется на две большие области: аналоговую и цифровую. Аналоговая схемотехника характеризуется:

1) максимальным быстродействием;

2) малым потреблением энергии;

3) малой стабильностью параметров.

Цифровая схемотехника обладает прекрасной повторяемостью параметров. Это привело к её развитию в последние годы. В результате в ряде устройств потребление цифровых модулей оказалось сравнимым и даже меньше потребления аналоговых схем, реализующих те же функции. Основные направления развития цифровых микросхем в настоящее время приведены на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 Классификация видов цифровых микросхем

Основные технологии производства цифровых микросхем, применяемые в настоящее время: ТТЛ, и КМОП,

Наиболее быстрые из цифровых микросхем обладают скоростью переключения порядка 3..5 нс., а внутри кристалла микросхемы, где нет больших ёмкостей нагрузки время переключения измеряется пикосекундами. Таким быстродействием обладают программируемые логические схемы и заказные БИС. В этих микросхемах алгоритм решаемой задачи заключён в их принципиальной схеме.

Часто для решаемой задачи не требуется такого быстродействия, каким обладают современные цифровые микросхемы. Однако за быстродействие приходится платить: V↑_, следовательно I_потр, Р_потр ↑

1. Быстродействующие микросхемы потребляют значительный ток. Первую задачу решает применение технологии КМОП цифровых микросхем. Потребляемый ими ток зависит от скорости переключения логических вентилей. Именно поэтому в настоящее время подавляющее большинство микросхем выпускается именно по этой технологии.
2. Для решения задачи приходится использовать много микросхем, это выливается в стоимость и габариты устройства (БИС и СИС). Вторую задачу решают несколькими способами. Для жёсткой логики это разработка специализированных БИС (СИС). Использование специализированных БИС позволяет уменьшить габариты устройства, но стоимость его снижается только при крупносерийном производстве. Для среднего и малого объёмов производства такое решение неприемлемо.

Ещё одним решением уменьшения габаритов и стоимости устройства является применение программируемых логических схем (ПЛИС). Это направление активно развивается в настоящее время.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: