Александр Кульский - КВ-приемник мирового уровня? Это очень просто!

«Незнайкин»:Добрый день, уважаемый Спец!

«Спец»:Приветствую, дружище! А почему я замечаю признаки печали на твоем челе? Что произошло?

«Н»:Просто я морально готовлюсь к тому моменту, который скоро наступит. Я имею в виду переход от изображения микросхем в виде треугольников и прямоугольников к их реальным принципиальным схемам… Но вот переживу ли я это?

« Аматор»:Вопрос, поистине, гамлетовский, Незнайкин! Ноты совершенно напрасно переживаешь! Вне всяких сомнений, любая микросхема имеет свою внутреннюю структуру. Которую можно представить в виде принципиальной электрической схемы.

Но не только тебе, а и значительно более опытным радиолюбителям, знание микросхем на таком уровне совершенно излишне!

«С»:Нет предела повышению уровня инженера — электронщика! Есть великолепные монографии и пособия, где приведены «принципиалки» и объяснены особенности многих микросхем. Как линейных, так и цифровых. Но даже инженеру-разработчику это нужно далеко не всегда!.. С другой стороны, будем помнить, что интегральные микросхемы условно подразделяются на несколько категорий…

«Н»:Ну, если так, то может вы расскажете, что вообще понимается под термином «интегральная микросхема»?

«А»:А действительно, раньше как-то больше употреблялся термин «интегральная схема» и даже «твердая схема». Это что, все какие-то разновидности?

«С»:Дело в том, мои юные друзья, что вообще термины «интегральная схема», «твердая схема» или просто «схема» являются не совсем удачными. И следует, по возможности, избегать их использования. Ведь, как известно, схема — это чертеж! Твердыми, насколько мне известно, являются ВСЕ электронные изделия.

Так что в настоящее время общепринято, что наиболее грамотным термином является именно «микросхема». Применительно к изделию.

«Н»:А когда вообще была изготовлена первая микросхема?

«С»:Прежде всего, определимся в понятиях.

Итак… ИНТЕГРАЛЬНОЙ МИКРОСХЕМОЙ называют микроэлектронное изделие, выполняющее определенную функцию преобразования и обработки сигналов. И имеющее высокую плотность упаковки электрически соединенных элементов (или элементов и компонентов) и кристаллов.

Которые с точки зрения требований к испытаниям, приемке и эксплуатации рассматриваются как единое целое. Плотность упаковки элементов в микросхеме может достигать ОЧЕНЬ БОЛЬШОГО числа элементов в одном кристалле.

«Н»:А какого именно числа?…

«А»:Терпение, Незнайкин…

«С»:Итак, немного истории… Первая интегральная микросхема была создана в 1958 году в лаборатории американской фирмы TEXAS INSTRUMENTS. Ее авторы Джек Килби и Роберт Нойс. Однако, справедливости ради, следует заметить, что идея интегральной схемы была предложена еще в 1952 году англичанином Арнольдом Даммером.

Он тогда сказал следующее: «… можно себе представить электронное оборудование в виде твердого блока, не содержащего соединительных проводов. Блок может состоять из слоев изолирующих, проводящих, выпрямляющих и усиливающих материалов, в которых определенные участки вырезаны таким образом, чтобы они могли выполнять электрические функции».

«А»:А Килби и Нойс знали Даммера?

«С»:Исследователи полагают, что нет… Кстати, Килби изготовил первую интегральную микросхему на кусочке монолитного германия. Это был ТРИГГЕР. Любопытно, что первая микросхема была встречена специалистами весьма критически… Но, к сожалению, прервем наш экскурс в историю микросхем. Нас ждут текущие вопросы!

«Н»:А жаль…

«С»:«Открылась бездна, звезд полна…» Так вот, интегральная микросхема содержит элементы. ЭЛЕМЕНТОМ интегральной микросхемы называется некая часть этой ИМС, реализующая функцию, скажем, транзистора, диода или резистора и т. д. Элемент неразделим с кристаллом, не может быть отделен от микросхемы. Он НЕ ЯВЛЯЕТСЯ самостоятельным изделием.

«А»:Но элементы ИМС очень миниатюрны?

«С»:Конечно! Об этом говорит и такой параметр микросхемы, как СТЕПЕНЬ ИНТЕГРАЦИИ. Это есть характеристика сложности ИМС, которую определяет ЧИСЛО содержащихся в ней элементов.

Различают несколько уровней интеграции. Еще недавно говорили, что ИМС малого уровня интеграции содержат до 10 элементов на одном кристалле. СРЕДНЯЯ ИНТЕГРАЦИЯ характеризуется количеством до 100 элементов. Если число элементов порядка 1000 — это БОЛЬШАЯ степень интеграции, или БИС. До 10000 — это сверхбольшая степень или СБИС. Ну и так далее.

«А»:А насколько далее?…

«С»:Намного! Я, например, просто ума не приложу, где это сейчас можно встретить ИМС, содержащую всего десяток элементов?! Микросборки не в счет!

Да об этом уже забыли давным-давно! Современные ОУ — это не менее сотни элементов! Цифровые ИМС серии 176 (561) — превышают сотню. Но их БИСами никто не величает! Или вот недавно в Киеве проводилась интересная выставка «Enter/X-97».

Так вот там были представлены данные по новейшему сверхскоростному микропроцессору всемирно известной американской фирмы INTEL— PENTIUM PRO. Его кристалл содержит, ни много, ни мало — 5,5 МИЛЛИОНА транзисторов!

«Н»:Миллионов?!..

«С»:Да! Этот микропроцессор выпускается серийно уже больше года! Рабочая частота — 200 МГц! Мало? А вот вам еще! TEXAS INSTRUMENTS недавно заявила о создании новой технологии, позволяющей реализовать компьютерные чипы (микросхемы) с размером элементов НЕ БОЛЕЕ ОДНОЙ ШЕСТИСОТОЙ диаметра ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ВОЛОСА! Это позволит разработчикам «втиснуть» на один чип… БОЛЕЕ СТА МИЛЛИОНОВ транзисторов!..

«А»:Я даже не могу сообразить, какие возможности это открывает для электроники!?

«С»:Ты в этом деле не одинок… САМИ СОЗДАТЕЛИ этой НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ ТОЖЕ не могут этого себе представить! И НЕ БОЯТСЯ признаться в этом!

«Н»:А как же назвать такие миниатюрные СВЕРХГИГАНТЫ?

«С»:А вот это уже не наша головная боль!.. Кстати, Незнайкин, ты бы потребовал и в этом случае прилагать к техническому описанию ИМС ее подробную принципиальную схему!?

«Н»:Пусть меня лучше застрелят!..

«С»:Просто и убедительно… Итак, мы выяснили очень важный вопрос! Что микросхемы даже ТАКОГО УРОВНЯ, с которым нам предстоит практическая встреча, будут нами ИЗУЧАТЬСЯ ФУНКЦИОНАЛЬНО, а не СХЕМНО! Вопросы есть?

«А»:Как говорил «товарищ Сухов» — вопросов нет!

«С»:Ну тогда есть вопрос у меня. Что мы оставили себе в наследство от первобытного человека, как знак уважения?