Типы корпусов интегральных схем

Преимущества и недостатки КМДП схем

КМДП по сравнению с ТТЛ, ТТЛДШ и ЭСЛ имеют следующие преимущества:

1. Очень низкие статические токи потребления (мощности потребления), которые не превышают несколько мкА (мкВт). Это объясняется тем, что в статическом состоянии оба выходных транзистора заперты, и в цепи питания схемы протекает только чрезмерно малый ток утечки.

В динамическом состоянии, т.е. когда схема переключается, значительный ток (динамическая составляющая) идет на перезарядку эквивалентной емкости нагрузки (рис. 4.7), которая состоит из емкости проводников на кристалле и емкостей самой МДП-структуры. Поэтому с ростом частоты переключения потребляемый ток растет практически линейно. В целом, динамическая потребляемая мощность зависит от напряжения питания, величины эквивалентной емкости и частоты переключения. Современное развитие технологии позволяет быстро уменьшать размеры КМДП-структур, что приводит к уменьшению паразитных емкостей – это позволяет производить микросхемы со сверхнизким потреблением и высокой частотой переключения.

2. Благодаря хорошей форме передаточной характеристики КМДП ИС имеют высокую статическую помехоустойчивость – до 45% от напряжения питания.

3. Микросхемы КМДП, в отличие от ТТЛ, ТТЛДШ и ЭСЛ, не столь критичны к величине напряжения питания и поэтому способны работать в диапазоне приблизительно от 1,8 В до 18 В. Ограничением являются собственные шумы, необходимый запас помехоустойчивости и напряжение пробоя полупроводниковой структуры.

4. Специальные КМДП-структуры имеют высокую радиационную стойкость, что очень актуально для полетов в космос и для развития оборонной техники.

5. КМДП-структуры очень технологичны в производстве.

КМДП по сравнению с ТТЛ, ТТЛДШ и ЭСЛ имеют следующие недостатки:

1. Малая токовая нагрузочная способность.

2. В связи с очень высоким входным сопротивлением КМДП сильно подвержены действию электростатического электричества.

3. По предельному быстродействию КМДП уступают ЭСЛ схемам.

Корпуса интегральных схем стандартизированы и по форме проекции тела на плоскость основания и расположению выводов делятся на 6 видов и 14 подтипов (табл. 4.2)

Таблица 4.2

Тип корпуса	Подтип корпуса	Форма корпуса	Расположение выводов относительно плоскости основания	Внешний вид корпуса
		прямоугольная	Перпендикулярное, в 1 ряд
	Перпендикулярное, в 2 ряда
	Перпендикулярное, в 3 ряда
	Перпендикулярное по контуру прямоугольника
	Перпендикулярное в 1 ряд или в отформированном виде в 2 ряда
		прямоугольная	Перпендикулярное, в 2 ряда
	Перпендикулярное, в 4 ряда в шахматном порядке
		круглая	Перпендикулярные по одной окружности
	овальная	Перпендикулярные по одной окружности
		прямоугольная	Параллельное по двум противоположным сторонам
	Параллельное по четырем сторонам
	Параллельное отформатированное по двум противоположным сторонам

Продолжение таблицы 5.2

Тип корпуса	Подтип корпуса	Форма корпуса	Расположение выводов относительно плоскости основания	Внешний вид корпуса
			Параллельное отформатированное по четырем сторонам
	Параллельное отформатированное под корпус по четырем сторонам
		прямоугольная	Перпендикулярное для боковых выводных площадок по 4-м сторонам в плоскости основания для нижних выводных пластинок
	Перпендикулярное для боковых площадок по 2-м сторонам
		квадратная	Перпендикулярное в 4 ряда и более
	Перпендикулярное в 2 ряда и более со стороны крышки корпуса

Гибридные интегральные схемы выпускаются в корпусах I типа. Для полупроводниковых ИС применяются II, III, IV, V, VI типов.

ГОСТ 1748 устанавливает следующий шаг в расположении выводов:

корпус I типа – шаг 2,5 мм,

II типа – шаг 2,5 мм, в корпусе вида 22 допускается шаг 1,25 мм,

III типа ‑ шаг определяется в градусах: 360°/n,

где n – число выводов,

IV типа – шаг 1,25 мм, допускается шаг 0,625 мм,

V, IV типа – 1,25.

В пределах каждого подтипа корпуса устанавливается определенный типоразмер корпуса. Каждый типоразмер имеет свой шифр от 01 до 99.

Условное обозначение корпуса состоит из четырех элементов:

I – подтип;

II – типоразмер;

III – число выводов;

IV – номер регистрации, записывается через дефис.

Корпуса интегральных схем бывают: металлостеклянные, металлокерамические, металлополимерные, керамические, пластмассовые.

Пластмассовые корпуса – это самые дешевые корпуса. Интегральные схемы в таких корпусах имеют рабочий диапазон от минус 10°С до плюс 60°С. Кроме того, пластмасса не является идеальным герметиком. Керамические корпуса имеют хороший теплоотвод, широкий рабочий диапазон температур, из-за низкой диэлектрической проницаемости они применяются в СВЧ. Также применяются комбинированные корпуса.