Инжекционная логика

Cтраница 1

Инжекционная логика является одним из наиболее перспективных направлений развития биполярных БИС. Этот факт обусловлен уникальным сочетанием важнейших характеристик: высокой плотностью компоновки и возможностью управления быстродействием путем изменения тока питания БИС. [1]

Схемы базового логического элемента инжекционной логики с перехватом тока. [2]

Схемотехника инжекционной логики с непосредственными связями не позволяет реализовать комплексные логические вентили, содержащие одновременно элементы И-НЕ, ИЛИ-НЕ. Поэтому с целью расширения функциональных возможностей в схему элемента И2Л между коллектором р-п - р и базой п-р - п транзисторов вводят дополнительные транзисторы р-п-р-тпа, базы которых соединены с общей шиной. На рис. 1.32 а приведена схема такого элемента. Логический элемент содержит выходной транзистор 7 п-р-п-типа, нагрузочный транзистор Тг p - n - p - mna и два дополнительных транзистора p - n - p - типа, к эмиттерам которых подключены входы логических элементов А и В. Логический элемент работает следующим образом. Если на одном из входов имеет место низкое напряжение, соответствующее напряжению U0, то выходной транзистор 7 закрыт и на выходе создается напряжение Ul. Выходной транзистор 7 открыт только в том случае, когда на всех входах создается напряжение Uv. Таким образом, логический элемент выполняет логическую функцию И-НЕ. [3]

Использование инжекционной логики и современной технологии позволяет создать микросхемы ( БИС и СБИС) со степенью интеграции более 50 тыс. вентилей на кристалле, потребляющих мощность менее 100 мВт, с рабочими частотами 100 МГц и выше, питающими напряжениями, сниженными до 1 - 3 В. [4]

Специфической логикой на транзисторах является инжекционная логика - И2Л, она не имеет аналогов в транзисторных схемах на дискретных элементах. Связь между ступенями логических элементов осуществляется либо непосредственно, либо через резистор, либо через ЯС-цепочку. Тогда в название логики добавляют соответствующие буквенные обозначения: НСТЛ - транзисторная логика с непосредственной связью; НСГЛМ - транзисторная логика с непосредственной связью на МОП-транзисторе; РЕТЛ - транзисторная логика с резистивно-емкостной связью. [5]

Структуры элемента. [6]

В соответствии с классификационной таблицей инжекционная логика может рассматриваться как функционально-интегрированный элемент с транзисторной или фотодиодной ( инжекционной) цепью питания, т.е. как элемент типа НСТЛ, вида ТЦП или ИЦП. [7]

Разработан новый тип биполярных логических ИМС - схемы инжекционной логики. В них применяются многоколлекторные транзисторы, причем для каждого используется локальная инжек-ция заряда за счет источника света или диода, смещенного в прямом направлении. Для изготовления схемы требуется пять масок, при этом обеспечиваются приемлемый выход годных схем, достаточная их надежность. В отличие от транзисторной логики с непосредственной - связью базы и эмиттеры транзисторов в этом случае объединены в общие области. Это дает значительную экономию в межэлементных соединениях и, кроме того, обеспечивает непосредственную связь нагрузочных резисторов. Таким образом, существенно экономится площадь кристалла. Например, управляющая логическая схема, содержащая 980 вентилей, размещается на кристалле размером 4X4 мм, а ПЗУ емкостью 1536 бит, содержащее около 1000 вентилей, имеет размер кристалла 3X4 мм. [8]

Анализ их свойств и технических характеристик показывает, что инжекционная логика является перспективным направлением микроэлектроники, а БИС на ее основе - перспективной элементной базой широкого класса устройств вычислительной техники. [9]

Первые сообщения, публикации и патенты, посвященные элементам инжекционной логики, появились в конце 1971 - начале 1972 гг. Принцип действия И2Л - элементов был открыт почти одновременно сотрудниками фирмы ИБМ ( IBM Corp. [10]

Проектируются структуры, в которых стремятся увеличить эффективность цепи питания при одновременном увеличении плотности компоновки. Стремление повысить нагрузочную способность инжекционной логики приводит к созданию структур с эмиттером переключательного транзистора, выполненным в виде скрытого я - слоя специальной конфигурации. В подобных структурах п - слой располагают только под коллектором переключательного транзистора, чем достигается рациональное распределение инжектированных в базу неосновных носителей заряда и повышение инверсного коэффициента усиления переключательного транзистора. Увеличение инверсного коэффициента усиления переключательного транзистора достигается также уменьшением толщины и концентрации примесей в базовой области под коллектором. [11]

Схема содержит два транзистора с дополняющими характеристиками, один из которых имеет многоколлекторный вход для формирования логических функций. Интегральные схемы, построенные на инжекционной логике, обладают высоким быстродействием и малой потребляемой мощностью. [12]

Последовательность создания функционально-интегрированной структуры. [13]

Принципом, положенным в основу физической структуры инжекционной логики, является функциональная интеграция рабочих областей нагрузочного и переключательного элементов инвертора. [14]

Диаграмма развития производства интегральных микросхем. [15]

Страницы: 1 2