ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Компактная микроэлектронная память находит широкое применение в самых различных по назначению электронных устройствах.

Понятие «память» связывается с ЭВМ и определяется как ее функциональная часть, предназначенная для записи, хранения и выдачи данных. Комплекс технических средств, реализующий функцию памяти, называется запоминающим устройством (ЗУ). Полупроводниковая микросхема памяти в общем случае представляет собой и функционально, и конструктивно часть ЗУ, поскольку, как будет показано далее, для построения ЗУ требуется набор микросхем памяти.

Микросхема памяти содержит выполненные в одном полупроводниковом кристалле матрицу-накопитель, представляющую собой совокупность элементов памяти (ЭП), и функциональные узлы, необходимые для управления матрицей-накопителем, усиления сигналов при записи и считывании, обеспечения режима синхронизации. Функции ЭП обычно выполняют или триггер (в статических ЗУ), или электрический конденсатор (в динамических ЗУ). Элемент памяти может хранить один разряд числа, т. е. один бит информации. Элементы памяти расположены на пересечениях т строк и n столбцов матрицы (рис. 5.8), так что их общее число равно произведению тп. Для обращения к нужному ЭП (выборки ЭП) сигналами единичного уровня возбуждаются адресные шины строки и столбца, на пересечении которых находится данный ЭП. На всех остальных адресных шинах должны быть сигналы нулевого уровня. Такая система адресации информации (выборки ЭП) при обращении к накопителю получила название двухкоординатной.

Рис. 5.8. Структурная схема микросхемы памяти К155РУ1

Рис. 5.9. Запоминающее устройство 16X4 бит на микросхемах К155РУ1

Формирование сигналов выборки производится дешифратором кода адреса, который может быть внешним для микросхемы памяти (рис. 5.9) или ее внутренним функциональным узлом (рис. 5.12).

Элемент памяти выбирается для того, чтобы в него записать О или 1, либо считать хранящуюся в нем информацию.
Особого внимания специалистов и радиолюбителей заслуживают серии, объединяющие наиболее универсальные по своим функциональным возможностям микросхемы — операционные усилители (§ 2.8). Каждый операционный усилитель может служить основой для большого числа узлов, относящихся к различным функциональным подгруппам и видам.

Таблица 2.1

Подгруппы

Серии

101

118

119

122

123

124

129

140

142

143

1-18

149

153

162

167

168

174

175

177

181

190

198

218

219

224

Г енераторы

Детекторы

Коммутаторы и ключи

Многофункциональные схемы

Модуляторы

Наборы элементов

Преобразователи

Вторичные источники питания

Устройства селекции и сравнения

Усилители

Подгруппы

Серии

226

228

235

237

245

24Э

263

265

275

284

288

209

435

504

5L3

521

544

553

597

710

722

740

743

762

Генераторы

Детекторы

Коммутаторы и ключи

Многофункциональные схемы

Модуляторы

Наборы элементов

Преобразователи

Вторичные источники питания

Устройства селекции и сравне-

ния

Усилители

Для характеристики микросхем различных серий и для сравнительной оценки микросхем, относящихся к одному виду, в основном используют совокупности функциональных параметров. Однако в инженерной и радиолюбительской практике важную роль играют и такие факторы, как напряжение питания, конструктивное оформление, масса, предельно допустимые условия эксплуатации микросхем. Часто именно они имеют решающее значение при выборе элементной базы для конкретной аппаратуры.

Данные по напряжению питания приведены в табл. 2.2, из которой видно, что для питания микросхем используются различные номинальные значения напряжений положительной и отрицательной полярности. При этом допуск в большинстве случаев составляет 4-10%. Исключение составляют микросхемы серий К140, имеющие допуск ±5 %, часть микросхем серии К224 с допусками ±5, ±20 и ±25 % микросхемы серии К245 с допуском ±20 %, а также частично микросхемы серий 219, К224, 235 и К237, нормально работающие при изменении напряжений в более широких пределах.

Таблица 2.2

Серия	Uном, В	Допуск, %	Серия	Uном, В	Допуск, %
101	— 6,3; — 3; 3; 6,3; 9	+ 10	219	5	+ 10
118	— 6,3; — 4; — 3; 3; 4;	+ 10	224	3 — 3,6; 3,6 — 9; 5,4 — 9;
	6,3; 12,6			5,4 — 12
119	— 6,3; — 3; 3; 6,3; 12	+ 10		3	+ 5
122	— 6,3; — 4; — 3; 3; 4;	+ 10		— 30; — 24; — 6,3; 3,4;	+ 10
	6,3; 12,6			6,3; 12; 15; 24; 200
123	6,3	+ 10		9	+20
124	15			4	+25
129 140	15 — 18; — 15; — 12,6;	±5	226 228	— 9; — 6,3; 6; 12,6 — 6,3; 6,3	±10 + 10
	— 12; -хб.З; 6,3; 12;		235	6,3	+ 10
	12,6; 15; 18		237	5; 6	+ 10
142	9 — 20; 40	+ 10		5 — 10; 6 — 10; 5,6 — 10;
148 149	— 24; — 12; 3; 12; 24 3; 5; 12,6	+ 10 + 10		7,2 — 15; 3,6 — 10; 3,6 — 6; 4,5 — 5,5
153	— 15; 15	+ 10	245	6	+20
162	30			12	+ 10
167	— 12	+ 10	265	— 6,3; 6,3	+ 10
174	— 12; 6,9; 12; 15	+ 10	284	— 15; — 12; — 9; — 6;	±10
175	6; 6,3	+ 10		6,9; 12; 15
177	— 12,6; — 6,3; 6,3;	+ 10	435	6	+ 10
	12,6		504	— 12	+ 10
181	9 — 20		722	— 6,3; — 4; — 3,3; 4;	— ! — + 10
190	— 30			6,3; 12,6
198	— 6,3; 6,3	+ 10	740	— 15; 15	+ 10
218	6,3	+ 10

Таблица 2.3

Серия	Тип корпуса	Серия	Тип корпуса
224	115.9-1	101, 124, 140, 153,	301.8-2
435	111.14-1	159, 167, 504, 521
218	151.14-2	122, 140, 153, 173,	301.12-1
218, 226, 228	151.15-2	181, 190, 521
228, 265, 284	151.15-4	148	311.30-1
252, 260	157.29-1	119, 198	401.14-2
174	201.29-1	123, 162, 168, 175,	401.14-3
118, 140, 553	201.14-1	177
118, 174	201.14-6,8	149, 198	401.14-4
245	206.14-2	142	402.16-2
174	238.12-1	219, 235	„Акция"
174	238.16-2	237	„Кулон"
174	238.16-4	299	461.5-1
544	301.8-1	513	КТ-21

Различие по величине питающих напряжений во многих практических случаях затрудняет или делает невозможным использование в одном устройстве микросхем различных серий, даже если они отвечают требованиям по основным функциональным параметрам.

Таблица 2.4

Серия	Диапазон температур*, °С
101, 118, НО, 162, 245	— 10 — +70
153, 740	— 10— +85
224	— 30 — +50
174	— 30 — +55
237	— 30 — +70
119, 553	— 40 — +85
226, 284	— 45 — +55
142 167, 218, 228, 299, 513, 544	— 45— +70
148 149, 177, 190, 198, 504	— 45 — +85
124, 219, 235, 265	— 60 — +70
122, 123, 129, 435, 710, 740	— 60 — +85
521	— 60 — +125

* Указан температурный диапазон наиболее распространенных в практике радиолюбителей микросхем с индексом "К".

Разнообразно конструктивное оформление микросхем различных серий. Они различаются по форме, размерам, материалу корпусов, количеству и типу выводов, массе и т. д. Как видно из табл. 2.3, для рассматриваемых в настоящей главе микросхем используется 25 типоразмеров прямоугольных и круглых корпусов со штырьковыми или пленарными выводами. Часть микросхем (серий К129, К722 и др.) выпускается в бескорпусном оформлении с гибкими проволочными или жесткими выводами.

Масса микросхем в корпу сах колеблется от долей грамма (корпуса 401.14-2 и 401.14-3) до 17 г (корпус 157.29-1). Масса бескорпусных микросхем не превышает 25 мг.

По предельно допустимым условиям эксплуатации микросхемы разных серий существенно различаются.

Различие по температурному диапазону применения аналоговых микросхем показано в табл. 2.4. Очевидно, что микросхемы, характеризуемые нижним пределом температурного диапазона — 10 или — 30 °С, не могут быть рекомендованы для применения в переносной аппаратуре, предназначенной для работы в зимних условиях. Иногда серьезные ограничения накладывает верхняя граница +50 или +55 °С.

По устойчивости к механическим нагрузкам микросхемы различных серий близки друг к другу. Большинство микросхем выдерживает вибрационную нагрузку в диапазоне от 1 — 5 до 600 Гц с ускорением 10 g. (Для микросхем серий К122, К123 ускорение не должно превышать 5 g, а для микросхем серий КП9 и К167 — 7,5 g.) Исключение составляют микросхемы серии К245 и часть микросхем серии К224, диапазон вибрационных нагрузок для которых 1 — 80 Гц с ускорением 5 g.

Объем настоящей книги не позволяет детально рассмотреть все выпускаемые отечественной промышленностью микросхемы. Поэтому далее дана лишь краткая характеристика приведенных в табл. 2.1 серий и входящих в них микросхем с указанием основных параметров, проведено сравнение микросхем по видам и более подробно проанализированы схемотехнические и функциональные особенности микросхем серий К122, К140, К224, 235, К521, которые, по мнению авторов, могут представлять наибольший интерес для широкого круга читателей. Для ряда микросхем приведены примеры типовых функциональных узлов.

Необходимую информацию о микросхемах других серий можно найти в каталогах, справочниках, книгах и периодической литературе, в первую очередь в журналах «Радио» и «Электронная промышленность». Пользуясь этими изданиями, следует помнить о том, что в них часто отождествляются параметры собственно интегральных микросхем и параметры функциональных узлов, иногда представляющих лишь один из многих вариантов применения конкретной микросхемы.При использовании ее с другими внешними элементами и при иных вариантах коммутации выводов параметры узлов могут существенно отличаться от приводимых в литературе данных. Кроме того, следует заметить, что в различных источниках наблюдаются расхождения в описании отдельных микросхем при количественной оценке их параметров. Это связано с расширением номенклатуры отдельных серий и с модернизацией некоторых микросхем.

Содержание раздела