«ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ XXVI съезд КПСС выдвинул среди других задачу технического перевооружения производства, быстрейшего создания и повсеместного внедрения ...»

Рис. 8.18. Зависимость допустимого перегрева воздуха от удельной мощности рассеяния ( — герметичный блок; 2 — естественное охлаждение; 3 — принудительное охлаждение) Кроме указанных методов применяют также соединения с помощью накрутки проводника на штырь.

Монтаж методом накрутки заключается в том, что несколько (обычно от четырех до шести) витков провода с помощью специального инструмента навивают с заданным натяжением на жесткий вывод — штырь квадратного или прямоугольного сечения. Натяжение провода при накрутке велико и в точках контакта достигает 1800 кГ/смP2 Это достаточно для разрушения оксидной пленки на соединяемых элементах и такого вдавливания провода в вывод, что в месте контакта образуются газонепроницаемые поверхности. Такое соединение очень надежно, особенно при сильных механических воздействиях. Недостатками этого метода является увеличение объема по сравнению с другими методами и трудность ремонта.

Вопросы конструирования аппаратуры на микросхемах обобщены в [2, 39, 40, 43 — 47].

Теплоотвод в микроэлектронной аппаратуре. В микроэлектронной аппаратуре, которая характеризуется большой плотностью элементов, особенно при использовании микросхем повышенного уровня интеграции, значительное внимание должно быть уделено вопросам создания необходимого теплового режима. Он определяется выделяемой мощностью и условиями охлаждения.

При определении необходимого способа охлаждения аппаратуры исходят из удельной мощности рассеяния qQ=PB6/VB6, где РBб — суммарная мощность, выделяющаяся в блоке; VQ — объем блока.

Другим фактором, который учитывают в данном случае, является допустимая температура перегрева воздуха в блоке: ТBп=ТBдоп — ТB0, где Гдоп — допустимая температура в блоке; ТB0 — температура окружающей среды.

Способ охлаждения выбирают с использованием графика зависимости Тп=f(qBб), приведенного на рис. 8.18.

На графике показаны зоны, соответствующие различным способам охлаждения. Если точка, соответствующая проектируемому блоку, лежит в зоне 1 или левее, то в этом случае можно использовать герметичную конструкцию и не применять никаких мер по теплоотводу. В области 2 требуется естественное охлаждение с помощью теплопроводности и конвекции. Наконец, в области 3 необходимо принудительное охлаждение. Если точка, соответствующая рассматриваемому блоку, находится в зоне наложения областей, целесообразно выбирать верхнюю как отвечающую более простому способу охлаждения.

Для создания допустимого теплового режима аппаратуры по возможности стремятся к использованию микросхем с минимальной рассеиваемой мощностью в реальном режиме эксплуатации.

Один из эффективных путей облегчения теплового режима —. использование теплоотводящих шин. На рис.

8.19,а, показан вариант такого теплоотвода для плоских корпусов. При этом тепловое сопротивление корпуса уменьшается с 250 до 20°С/Вт.

Рис. 8.19. Варианты теплоотвода:

а — с теплоотводящей шиной (1 — микросхема; 2 — шина); б — установка в радиатор (1 — микросхема; 2 — радиатор) Иногда микросхемы устанавливают в радиаторы, как показано на рис. 8.19,6. При создании теплоотводящих путей стремятся к уменьшению теплового сопротивления на всех участках от микросхемы до кожуха блока.

Для этого при креплении микросхем применяют клеи с высокой теплопроводностью, используют припайку микросхем к ячейкам и т. п. Большое значение имеет тепловое сопротивление контактов между теплоотводящими элементами. На его значение влияют материал, чистота обработки поверхности, плотность соединения и ряд других факторов. Лучшие теплоотводящие материалы — медь и алюминий, их чаще всего применяют в конструкциях микроэлектронной аппаратуры. Очень нежелательно попадание краски между контактирующими теплоотводящими элементами, так как тепловое сопротивление контакта металл — краска очень велико и может превышать соответствующее значение для соединения медь — алюминий в 250 раз.

Для уменьшения контактных тепловых сопротивлений применяют покрытия соединяемых металлов кадмием, оловом и теплопроводя-щими пастами. Снижение теплового сопротивления корпуса блока достигается использованием ребристой структуры и покрытием наружной поверхности краской с высокой степенью черноты.

Для улучшения теплоотвода с помощью конвекции платы с распаянными на них микросхемами устанавливают в вертикальном положении, между корпусами микросхем соседних ячеек делают зазоры (не менее 6 мм), а также перфорационные отверстия в кожухе блока. Если перечисленные способы не могут обеспечить заданного теплового режима, применяют принудительное воздушное охлаждение. Воздух подается или внутрь блока непосредственно к тепло-отводящим элементам или, при герметичных конструкциях, снаружи — к стенкам корпуса. Наиболее нагретые части ячеек, как правило, располагают ближе к началу охлаждающего потока. При наличии теплопроводящих шин целесообразно ориентировать их по направлению движения воздуха. Контакт с конструктивными теплопроводными элементами блока (рамка, кожух и т. п.) обычно осуществляют на входе в блок.

При использовании микросхем малого уровня интеграции чаще всего нет необходимости в учете тепловых режимов. При применении же микросхем повышенной степени интеграции, как правило, следует принимать специальные меры по созданию теплоотвода. В подобных случаях проводят специальный тепловой расчет [45], при котором определяют допустимое число микросхем на платах, число плат, зазор между ячейками, расход охлаждающего воздуха, размеры теплоотводящих шин и т. п.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Интегральные микросхемы относятся к виду элементной базы РЭА, который развивается наиболее быстро.

Приведем несколько основных направлений этого развития.

Во-первых, это расширение функционального состава тех серий микросхемы, которые получили наибольшее практическое применение— серий 100, 133 (155) 140 и других. Расширение ведется путем ведения в них более сложных узлов с лучшими парамерами, устройств согласования с индикационными приборами и т.

Во-вторых, это увеличение степени интеграции и повышение функциональной сложности микросхем. В последние годы все больше выпускается сложных функционально законченных устройств, не требующих для их использования дополнительных микроэлектроч-ных узлов.

В-третьих, широкое использование в микроэлектронике новых физических явлений—оптоэлектронных, магнитоэлектронных, аку-стоэлектронньх и др. Частично микросхемы, использующие эти явления, уже применяются в виде оптроноз, линий задержки и фильтров на приборах с зарядовой связью и поверхностных акустических волнах, устройств памяти на цилиндрических магнитных доменах и т. п. Использование новых физических явлений позволит улучшить масса-габаритные, надежностные и другие показатели разрабатываемой аппаратуры. Следует указать, что работа с новыми микросхемами потребует определенной подготовки радиолюбителей, которая нужна для грамотного применения новой элементной базы!

Дальнейшее развитие микроэлектроники безусловно приведет к еще более широкому внедрению микросхем как в профессиональную, так и в радиолюбительскую радиоэлектронную аппаратуру.

ПРИЛОЖЕНИЕ. СИСТЕМА ОБОЗНАЧЕНИЙ МИКРОСХЕМ

В соответствии с ГОСТ 18682—73, введенном в июне 1974 г., обозначение микросхемы состоит из четырех основных элементов.

Первый элемент — цифра, указывающая тип микросхемы по конструктивно-технологическому признаку: 1, 5, 7 — полупроводниковые; 2, 4, б, 8 — гибридные; 3 — прочие (пленочные, керамические, вакуумные и т. д.).

Второй элемент — две цифры, указывающие номер разработки. Первый и второй элементы составляют номер серии, к которой принадлежит микросхема.

Третий элемент — две буквы, обозначающие функциональную подгруппу и вид микросхемы (см. табл. П1).

Четвертый элемент— порядковый номер разработки микросхемы з серии среди микросхем одного вида.

При необходимости в обозначение перед первым элементом могут быть введены дополнительные буквенные индексы: К — для микросхем, используемых в устройствах широкого применения; КМ — для микросхем широкого применения, выпускаемых в керамическом корпусе; ЭК — для микросхем, выпускаемых на экспорт (с шагом вызсдоз корпуса 2,54 мм).

Генераторы сигналов:

операционные и дифференциальные УД Многофункциональные устройства:

Наборы элементов:

ППЗУ РТ

Устройства задержки:

РПЗУ РР

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ефимов И. Е., Козырь И. Я. Основы микроэлектроники — М-Связь, 1975. — 272 с.

2. Справочник по интегральным микросхемам/ Под ред. Б В Та-рабрина. 2-е изд. перераб. и доп. — М,: Энергия, 1980.

— 816 с 3. Банк М. У. Аналоговые интегральные схемы в радиоаппаратуре. — М.: Радио и связь, 1981. — 136 с.

4. Полевые транзисторы и интегральные микросхемы. Технический каталог. — М.: ЦНИИ «Электроника», 1975. — 5. Батушев В. А. Электронные приборы. 2-е изд. перераб и доп — М.: Высшая школа, 1980. — 383 с.

G Бедрековский М. А., Волга В. В., Кручинкин Н. С. Микропроцессоры. — М.: Радио и связь, 1981. — 94 с.

7. Бедрековский М. А., Кручинкин Н. С., Подолян В. А. Микропроцессоры. — М.: Радио и связь, 1981. — 72 с.

8. Микропроцессорные БИС и микро-ЭВМ/ Под ред. А. А. Васен-кова. — М.: Сов. радио, 1980. — 280 с.

9. Микро-ЭВМ «Электроника С-5» и их применение/ Под ред. В. М. Пролейко. — М.: Сов. радио, 1980. — 160 с.

10. Микросхемы и их применение. — М.: Энергия, 1978. — 248 с.

11. Огнев И. В., Шамаев Ю. М. Проектирование запоминающих устройств. — М.: Высшая школа, 1979. — 320 с.

12. Прангишвили И. В. Микропроцессоры и микро-ЭВМ. — М.: Энергия, 1979. — 232 с.

13. Степаненко И. П. Основы микроэлектроники. — М.: Сов. радио, 1980. — 424 с.

14. Проектирование мнкроэлектронных цифровых устройств/ Под ред. С. А. Майорова. — М.: Сов. радио, 1977. — 15. Кузнецов В. и др. Развитие микро-ЭВМ семейства «Электроника С-5» и систем на их основе. — Электронная промышленность, 1979, № И, 12, с. 9 — 12.

16. Васенков А. А. Развитие микропроцессоров и микро-ЭВМ семейства «Электроника НЦ» на основе комплексноцелевых программ. — Электронная промышленность, 1979, № 11,12, с. 13 — 17.

17. Аналоговые и цифровые интегральные схемы/ Под ред. С. В. Якубовского. — М.: Сов. радио, 1979. — 336 с.

18. Сухов К., Чистов В., Пожаренкова Т. Блок цветности на микросхемах. — Радио, 1974, № 12, с. 15 — 17.

19. Сухов К., Олдин А., Белова В. Тракт звукового сопровождения на микросхемах серии К224. — Радио, 1973, № 11, с. 47, 48.

20. Олдин А., Сухов К., Белова В. Тракт изображения цветного телевизора на микросхемах серии К224. — Радио, 1974, 21. Зародов М., Сухов К., Чистов В. Блок цветности. — Радио, 1971, № И, с. 31 — 35.

22. Сухов К., Чистов В. Блок формирования цветовых сигналов. — Радио, 1975, № 2, с. 17 — 18.

23. Сухов К., Мартынов Ю. ФСС для телевизора. — Радио, 1971, № 3, с. 24.

24. Баранов В., Филипенко В. Использование микросхем К2ЖА243 и К2УС242. — Радио, 1972, № 9, с. 18 — 20.

25. Бать С., Дубовис В., Зубова Г., Нечаев Л. Интегральные микросхемы серий К122 и К118. — Радио, 1975, № 7, с. — 57.

26. Самойликов К. «Микрон-2с». Переносной телевизор на гибридных микросхемах серии К224. — Радио, 1973, № 7, с.

31 — 35.

27. Белый Ю. А. Электронные микрокалькуляторы и техника вычислений. — М.: Знание, 1981. — с. 64. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. Математика, кибернетика, № 2.) 28. Згурский В. С., Лисицин Б. Л. Элементы индикации (справочник). — М.: Энергия, 1980. — 304 с.

29. Гитис Э. И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. Изд. 3-е. — М.:

Энергия, 1975. — 448 с.

30. Балакай В. Т. и др. Интегральные схемы АЦП и ЦАП. — М.: Энергия, 1978. — 256 с.

31. Строганов Е. Узлы для электронных часов. — Радио, 1979, № 9. с. 56 — 57.

32. Самойлов Ю. Управление семивегментным индикатором. — Радио, 1980, № 1C, с. 29, 83 Шило В Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. Изд. 2-е. — М.: Сов. радио, 1979. — 368 с. 34. Алексенко А. Г. Основы микросхемотехники, элементы морфоло-гни микроэлектронной аппаратуры. — М.: Сов. радио, 1977.

35. Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. — М.: Энергия, 1980. — 248 с.

36. Гольденберг Л. М. Импульсные и цифровые устройства. — М.: Связь, 1973. — 495 с.

37. Букреев И. Н., Мансуров Б. М., Горячев В. И. Микроэлектрон-ные схемы цифровых устройств. — М..: Сов. радио, 1975.

38. ГОСТ 2.743 — 72. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Двоичные логические элементы.

39. ОСТ 4.Г0.010.009. Аппаратура радиоэлектронная. Блоки и ячей-ки на микросборках и микросхемах.

Конструирование.

40. Файзулаев Б. Н. и др. Конструктивно-техническая база ЕС ЭВМ. — Вопросы радиоэлектроники, сер. ЭВТ, 1973, № 41. Лившиц И. И., Несговоров Б. А., Овсищер П. И. Анализ и выбор показателей эффективности аппаратуры на микросхемах. — Вопросы радиоэлектроники, сер. ТПО, 1973, вып. 1, с. 75 — 79.

42. Федулова А. А., Котов Е. П., Явич Э. Р. Многослойные печат-ные платы. — М.: Сов. радио, 1977. — 247 с.

43. Пестряков В. Б. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры (Основные проблемы и современное состояние). — М.: Соз. радио, 1969, вып. 4. — 208 с.

44 Анисимов Б. В., Савельев А. Я. Основы конструирования и производства ЭВМ. — М.: Высшая школа, 1972. — 278 с.

45. Гель П. П., Иванов-Есипович Н. К. Конструирование радиоэлектронной аппаратуры — Л.: Энергия, 1972. — 231 с.

46 Конструирование микроэлектронной аппаратуры/ Под общ. ред. Б. Ф. Высоцкого. — М.: Сов. радио, 1975. — 121 с.

47. Цифровые устройства на микросхемах/ Под общ. ред. В. Л. Волчека, Е. Г. Ойхмана. — М.: Энергия, 1975. — 192 с.

48. ОСТ 4.Г0.054.087. Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры. Подготовка навесных элементов к монтажу.

Типовые технологические процессы.

49. ОСТ 4.Г0.054.088. Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры. Установка навесных элементов в узлах. Типовые технологические процессы.

50. ОСТ. 4.ГО.054.089. Узлы и блоки радиоэлектронной аппаратуры. Пайка монтажных соединений. Типовые технологические процессы.

51 Полупроводниковые запоминающие устройства и их применение/ Под ред. А. Ю. Гордонова. — М.: Радио и связь, 1981. — 344 с.

52 Мейзда Ф- Интегральные схемы. Технология и применение:/ Пер. с англ./ Под ред. М. В. Гальперина. — М.: Мир, 1981. — 280 с.

53. Балашов Е. П., Пузанков Д. В. Микропроцессоры и микропро-щ спорные системы/ Под ред. В. Б. Смолова. — М.:

Радио и связь, 1981. — 328 с.

54. Аваев Н. А., Дулин В. Н., Наумов Ю. Е. Большие интегральные схемы с инжекцконным питанием. — М.: Сов. радио, 1977.

55. Микропроцессорные комплекты интегральных схем: Состав и структура. Справочник/ Под ред. А. А. Васенкоза, В, А, Шахнова. — М.: Радио и связь, 1982. — 192 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ко второму изданию........

Глава первая. Общие сведения об интегральных микросхемах Глава вторая. Аналоговые микросхемы и типовые функциональные узлы Глава третья. Применение аналоговых микросхем Глава четвертая. Цифровые микросхемы и типовые функциональные узлы Глава пятая. Микропроцессоры и микросхемы памяти Глава шестая. Цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи на микросхемах Глава седьмая. Применение цифровых микросхем в электронной аппаратуре Глава восьмая. Разработка радиоэлектронных устройств на микросхемах Список литературы ББК 32. 6Ф2. УДК 621.3.049. Редакционная коллегия:

Белкин Б. Г., Бондаренко В. М., Борисов В. Г., Геништа Е. Н., Гороховский А. В., Ельяшкевич С. А., Жеребцов И. П., Корольков В. Г., Смирнов А. Д., Тарасов Ф. И., Хотунцев К). Л., Чистяков Н. И.

Авторы В.А. БАТУШЕВ, В.Н.ВЕНИАМИНОВ, В. Г. КОВАЛЕВ, О. Н. ЛЕБЕДЕВ, А. И. МИРОШНИЧЕНКО.

Микросхемы и их применение: Справ. пособие/ М59 |В. А. Батушев|,U В. Н. Вениаминов, В. Г.

Ковалев, О. Н. Лебедев, А. И. Мирошниченко. — 2-е изд.,пере-раб. и доп. — М.: Радио и связь, 1983.

— 272 с., ил.-» (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1070) 1 р. 70 к.

Приведены общие сведения об интегральных микросхемах, их классификация и основные справочные данные, рассмотрены принципы построения на их основе различных радиоэлектронных устройств, показаны возможности применения микросхем в радиолюбительской практике. Первое издание вышло в 1978 г. В настоящем издании обновлен материал всех глав, а также введены новые главы с описанием микропроцессорных комплектов больших интегральных схем, микроэлектронных запоминающих устройств и микросхем для аналогоцифрового и цифроаналогового преобразования сигналов.

Для подготовленных радиолюбителей.

М---------------141-

РЕЦЕНЗЕНТ КАНД. ТЕХН. НАУК М. А. БЕДРЕКОВСКИЙ

МИКРОСХЕМЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Сдано в набор 29.06.83 Подписано в печать 23.09.83 Т-18о8) Формат 84X108 1/32 Бумага типографская № 2 Гарнитура литературная Печать высокая Усл. печ. л. 14,28 Усл. кр.-отт. 14,28 Уч.-изд. 18, Тираж 200 000 экз. (2 завод: 50001 — 100000 экз.) Изд. л» 19475 Зак. N Цена 1 р. 70 к.

Издательство «Радио и связь». 101000 Москва, Почтамт, а/я Ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени Первая Образцовая типография имени А. А. Жданова Союзполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, Москва, М-54, Валовая, 28.

OCR Pirat