Олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги ўзбекистон республикаси абу райҳон беруний номидаги тошкент давлат

3-авлод Электрон қурилмалари интеграл элементларда йиғилган. Бу Электрон қурилмаларга ЕС 1010,EC1020, ЕС 1022, ЕС1030 ЭҲМ лар йиғилган 4-авлод Электрон қурилмаларнинг фарқли томони функционал схемалардан Электрон қурилманинг қисм тизимларининг хамда ўта юқори КИС ларни ишлатилиши билан фарқланади.
Хозирги вақтда Электрон қурилмаларнинг 5-авлоди ишга туширилиб, уларнинг устида яна янги моделлари ишлаб чиқилмоқда. Уларнинг афзаллига ишлатиш тезлиги виртуал тезликда ишлаб, уларда графика 3 ўлчамли кўринишда хамда уларда ахборотларни инсон тилига ўгириб ишлатиш мумкин. Бу Электрон қурилмалар элементлар базаси ЖКИС ларда ва янги материалларни (AsGa, ўта ўтказувчи керамика) кўллаш билан эришилди.

1 жадвал

ЭХМ нинг курсаткичи	АВЛОД
	1-нчи (1946-1955)	2-нчи (1955-1965)	3-нчи		4-нчи 1980 дан кейин		5-нчи хозирги 1990
			1965-1970	1970 дан кейин
Асосий элементлар	Реле, электрон лампалар	Яримутказгич асбоблар	Интеграл схемалар ИС	Катта интеграл схемалар КИС		Жуда катта интеграл схемалар ЖКИС		ЖКИС As Ga
Тезлиги	1 мс	1 МКС	10 нс	1 НС		< 1 нс		< 1 нс
Элементларни жойлашиш зичлиги /см^3	0,1	2-3	10-20	1000		>10000		>100000

1 жадвалда Электрон қурилманинг авлодлари келтирилиб, элементлари, тезликлари, хамда шу элементларнинг Электрон қурилмаларда жойлашиш зичлиги берилган.
3-5 ичи авлод Электрон қурилмаларнинг интеграл схемотехникаси.
Хозирги вақтда саноатда интеграл схемаларнинг хар хил ва кўп сонли турлари бўлиб, улар Электрон қурилманинг схемотехника базасини ташкил қилади. Интеграл микросхемаларни асосини яримўтказгичли кремний монокристалли ташкил қилади. Интеграл сэемаларни ишлаб чикиш ўзида мураккаб комплексни ташкил қилиб, асосида иккита технологияни қамраб олган:

• 
  Биринчиси - биполяр технология - бунда кремнийли биполяр транзисторларни асосида йиғилади.
  
• 
  Иккинчиси - МОП - технология - бунда транзисторларнинг майдон эффекти қўлланилади.
  

Хозирги вақтгача тезкорлиги билан, схемотехникада ТТМ(танзистор-транзистор мантиқий) ва ЭБМ(эммитор боғланган мантиқ) элементларида бажарилган микросхемлар ажралиб турган:
ЭБМ учун: ушланиш вақти - 1-2 нсек;
қувватни истеъмоли - 20-50 мвт.
ТТМШ(танзистор-транзистор мантиқий-Шотка диодлари билан) учун: ушланиш вақти – 10 сек;. қувватни истеъмоли - 20-50 мвт.
Хозирги замон микроэлектрон воситаларида ахборотларни сақлаш қайта ишлаш, ҳамда автоматлаштирилган технологик жараёнларини бошқаришда турли интеграциядага КИС ва ЖКИС лар ишлатилади.
Универсал микросхемалар - электрон саноатида кўп сонли қилиб чиқарилиб, ҳар хил мақсадга мўлжалланган электрон воситаларида ишлатилади.
Махсуслашшпирилган микросхемалар - саноат электроникасида чекланган тиражларда чиқарилиб, улар аниқ бир вазифани бажаришга мўлжалланган. Яна бундай микросхемаларни буюртмали микросхемалар деб ҳам юритилади. Махсуслашитирилган микросхемалар база матрицали кристаллар асосида қурилган бўлиб, улар бир бирига боғламаган элементларида қурилади. БМК асосида қурилган микросхемалар универсал яримфабрикат ҳисобланиб, ҳамда уларни тайёрлаш учун буюртмали қисмдан лойихалаб ва тайёрлаб олиш лозим бўлиб қолади. Бундай микросхемаларни яримбуюртмали микросхемалар дейилади.
КИС ларни ташкил қилишни ва қўллаш.
Махсуслаштирилган КИС ларни ишлаш унумдорлигани ошириш учун қуйидаги мисол ва жадвални кўриб чиқамиз. Микро-ЭХМ нинг контроллери қуйидаги учта модулда қурилган:

• 
  босма платадаги ўрта интеграциядаги универсал микросхемалар;
  
• 
  яримбуюртмали БМК асосидага КИС лар;
  
• 
  тўлиқ лойихалаш усули билан ишланган буюртмали КИС
  

2 жадвал

КЎРСАТКИЧ	Босмалатадаги урта интеграциядаги универсал КЦС	БМК Асосидага яримбуюртма КИС "	Буюртмали КИС
Кристаллар сони, дона	50	1(1000 мантик, элементлари)	1(850 мантик, элементлари)
Ишлатиладиган мантиқ элементларти	95	85	100
1 Плата юзаси, см^2	323	13	13
Ишалб чиқишга кетган харажат, минг. сўм	10-20	20-30	50-100
Нархи, $	40-75	20-90	15-90
Ишлаб чиқиш хафтаси	10-16	10-16	36-48

2 - жадвалда контроллерни техник - иктисодий характеристикаси берилган.
БМК - база матрицали кристалл (элементлари коммутациялашмаган матрица).
Жадвални тахлил қилиб қуйидагича хулоса килиш мумкин:

1. 
   Махсуслаштиришлган КИС (буюртмали ва яримбуюртма) ларни қўллаш билан қурилма эгаллаган майдон хажмини бир мунчага камайтириш мумкин.
   
2. 
   Модулларни нархини ишлаб чиқариш ҳажмига таққосланса, БМК асосидага яримбуюртма КИС ларни ишлаб чиқаришда ўрта ҳажмда кўллаш кулай (минг - ўн минг дона.)
   
3. 
   Катта ҳажмда ишлаб чиқариладиган буюртмали КИС лар тан нархини камайишига олиб келади.
   

Планар технологияда ясалган ярим ўтказгичли биполяр тузилмали ИМС намунаси ва унинг эквивалент электр схемаси 1 а, б - расмда келтирилган.
Диаметри 76 ммли ягона асосда бир варакайига усулда бир вақтнинг ўзида ҳар бири 10 тадан 2000 та элемент (транзисторлар, резисторлар, конденсаторлар)дан ташкил топган 5000 микросхема яратиш мумкин. Диаметри 120 мм бўлган пластинада ўнлаб миллионтагача элемент жойлаштириш мумкин.
Замонавий ИМСлар қотишмали планар – эпитаксиал технологияда ясалади. Бу технология планар технологиядан шуниси билан фарқ қиладики, барча элементлар р–турдаги асосда ўстирилган n–турдаги кремний қатламида ҳосил қилинади. Эпитаксия деб кристалл тузилмаси асосникидан бўлган қатлам ўстиришга айтилади.





а) б)
1 – расм.

Планар – эпитаксиал технологияда ясалган транзисторлар анча тежамли, ҳамда планарлига нисбатан яхшиланган параметр ва харатеристикаларга эга.
Бунинг учун асосга эпитаксиядан аввал n+ - қатлам киритилади (2 - расм). Бу ҳолда транзистор орқали ток коллектордаги юқориомли резитордан эмас, балки кичикомли n+ - қатлам орқали оқиб ўтади.


2 – расм.

Микросхема турли элементларини электр жиҳатдан бирлаштириш учун метллизациялаш қўлланилади. Металлизациялаш жараёнида олтин, кумуш, хром ёки алюминийдан юпқа металл пардалар ҳосил қилинади. Кремнийли ИМСларда металлизациялаш учун алюминийдан кенг фойдаланилади.
Схемотехник белгиларига кўра микросхемалар икки синфга бўлинади.
ИМС бажараётган асосий вазифа – электр сигнали (ток ёки кучланиш) ни кўринишида берилаётган ахборотни қайта ишлаш ҳисобланади. Электр сигналлари узлуксиз (аналог) ёки дискрет (рақамли) шаклда ифодаланиши мумкин.
Шу сабабли, аналог сигналларни қайта ишлайдиган микросхемалар – аналог интеграл микросхемалар (АИС), рақамли сигналларни қайта ишлайдиганлари эса – рақамли интеграл схемалар (РИС) деб аталади.
Рақамли схемалар асосида содда транзисторли калит (вентиль) схемалар ётади. Калитлар иккита турғун ҳолатни эгаллаши мумкин: узилган ва уланган. Содда калитлар асосида анча мураккаб схемалар ясалади: мантиқий, бибарқарор, триггерли (ишга тушурувчи), шифраторли, компораторлар ва бошқа, асосан ҳисоблаш техникасида қўлланиладиган. Улар рақамли шаклда ифодаланган ахборотни қабул қилиш, сақлаш, қайта ишлаш ва узатиш фукциясини бажарадилар.

ТТМ - танзистор-транзистор мантиқий
ЭБМ - эммитор боғланган мантиқ
ТТМШ - танзистор-транзистор мантиқий-Шотка диодлари билан