Mavzu: mikrosxemalar, integral sxemalar va optoelektronika

14-MA’RUZA

MAVZU: MIKROSXEMALAR, INTEGRAL SXEMALAR VA OPTOELEKTRONIKA ELEMENTLARI
Reja

1. 
   Raqamli texnika asoslari, ikkilik sanok sistemasi, mantikiy signallar, mantikiy funksiyalar.
   
2. 
   Triggerlar ularning turlari va qo’llanishi, analog-raqam va raqam-analog
   

o’zgartirgichlar, hisoblagichlar va summatorlar.

3. 
   Optoelektronika elementlari. PZS (zaryadli bog’langan qurilma) matrisalar haqida tushuncha.
   
4. 
   Lazerlarning elektron texnologiyalarda ishlatilishi asoslari.
   
5. 
   Optik tolalar, WWW optik kanali.
   
6. 
   Nanotexnologiya elementlari.
   

Mikrosxemalarning yaratilishi ingliz radiotexnigi Jeffri Dammer nomi bilan bog’liq. U 1952 yilda bitta yarim o’tkazgich kristallida bir necha elektron komponentalarni joylashtrish mumkinligini nazariy asosladi. Lekin shu davrdagi texnologiya bunga qodir emas edi. Ya’ni kristall ichida elektron komponentlarni o’zaro joylashtirish, ularni
elektr izolyasiyalash va ularga elektr kontaktlarni ulash masalalari hal etilmagan edi. Faqatgina 1958 yilga kelib bu uch asosiy muammo hal etilib integral mikrosxemalar ishlab chiqarila boshlandi.
Izoh. Elektronikada elektron komponenta atamasi keng tarqalgan. Bunda komponenta deganda biror funksiyani bajaruvchi elektron element nazarda tutiladi.
Mikrosxema atamasi keyingi paytlarda integral mikrosxema ma’nosini beradi, chunki har qanday mikrosxema ichida ma’lum miqdordagi elektron komponentalar mujassamlashgan. Mikrosxemalarning integrasiya ko’rsatkichi (mikrosxem tarkibidagi elementlar miqdori) uning murakkablik darajasi va imkoniyatlarini belgilovchi asosiy ko’rsatkich hisoblanadi. Integrasiya ko’rsatkichi mikrosxema tarkibidagi elementlar soni bilan aniqlanadi va quyidagi turlarga bo’linadi:

• 
  kichik integral sxemalar – 100 tagacha element;
  
• 
  o’rta integral sxemalar – 1000 tagacha element;
  
• 
  katta integral sxemalar – 10 000 tagacha element;
  
• 
  o’ta katta integral sxemalar – 1mln. tagacha element;
  
• 
  ultra katta integral sxemalar – 1mlrd. tagacha element;
  
• 
  gigointegral (yoki gigokatta) sxemalar – 1mlrd. dan ortiq element.
  

Shuningdek mikrosxemalar tayyorlanish texnologiyalari va asosiy materiallarning turlariga qarab ham farqlanadi. Bunda asosan uch xil texnologiya mavjud:

• 
  yarim o’tkazgichli mikrosxemalar - barcha elementlar va elementlararo bog’lanishlar bitta yarim o’tkazgich kristall ichida joylashgan bo’ladi. Mikrosxemalar tayyorlashda asosan asosan germaniy, kremniy va arsenid- galliy kristallari ishlatiladi;
  

• 
  plyonkali mikrosxema - barcha elementlar va ular orasidagi bog’lanishlar plyonka qatlamda bo’lib, bu plyonklar yupqa va qalin turlarga bo’linadi. Shunga qarab yupqa qatlamli va qalin qatlamli integral sxemalar deb yuritiladi;
  
• 
  gibrid mikrosxemalar-tarkibida yarim o’tkazgich kristallardan tashqari alohida diodlar, tranzistorlar va boshq elektron komponentalar ham bo’lishi mumkin. Bunda alohida komponentalarning korpuslari bo’lmaydi, faqat kristall strukturalari bo’ladi.
  

Mikrosxemalar qanday signallarda ishlashiga qarab analogli, raqamli va analog raqmli turlarga bo’linadi.
Analogli signallar asosida ishlovchi mikrosxemalarning kirish va chiqish signallari vaqt davomida uzluksiz funksiya ko’rinishida bo’ladi. Raqamli mikrosxemalarda signallar mantiqiy “0” va mantiqiy “1” ko’rinshida bo’lib, bu matiqiy signalga kuchlanishning ma’lum diapazonlari mos keladi. Masalan 5 V kuchlanishda ishlovchi, tranzistor-
tranzistor asosida tuzilgan mikrosxema, 0 dan boshlab 0,4 V gacha qiymatdagi kuchlanishni “0”deb, 2,4V dan boshlab 5V gacha qiymatdagi kuchlanishni “1” deb qabul qiladi.
Ayrim mikrosxemalar analogli va raqamli mikrosxemalar va qurilmalar orasida vositachilik vazifasini bajaradi. Bunday qurilmalar analog-raqamli va raqam-analogli mikrosxemalar deyiladi. Ular nomlanishiga qarab raqamli signal analogli signalga va aksincha, analogli signalni raqamli signalga aylantiradi.
Integral mikrosxemalar tugallangan, yagona korpusda mujassamlashgan, ma’lum murakkablik darajasidagi elektron qurilma bo’lib, ayrim hollarda ular biror mustaqil elektron qurilma darajasida bo’lishi ham mumkin. Raqamli qurilmalarda bunday mikrosxemalarni ko’p uchratamiz, masalan kalkulyatorlar, mikrokomp’yuterlar shular jumlasidandir.
Izoh. Mikrosxemalarning taraqqiyoti komp’yuterlar rivojlanish bosqichlarida yaqqol namoyon bo’ladi. Dastlabki (1980-90-yillarda) mantiqiy qurilmalar asosidagi komp’yuterlar o’rnini, keyinchalik (1990-2000-yillar) yuqori integrasiyali mikrosxemalar asosida mikroprosessorli komp’yuterlar egalladi. Mikroprosessorli komp’yuterlarning yaratilish bosqichlarida “mikrokomp’yuter” “mikro EVM” atamalari mavjud edi. Keyinchalik, mikroprosessorlarning tezkor taraqqiyoti natijasida bu atamalar o’z kuchini yo’qotdi.
Mikrosxemalar asosidagi elektron qurilmalar analogli yoki raqamli signallar bilan ishlovchi quyidagi turlarga bo’linadi: