Промышленностью выпускается широкая номенклатура интегральных микросхем различной степени интеграции. Кроме деления ИМС в зависимости от технологии изготовления (пленочные, гибридные, монолитные), ИМС делят на цифровые и аналоговые. Цифровые ИМС оперируют с напряжениями, принимающими только два возможных значения – логического нуля и логической единицы. Аналоговые ИМС могут работать с напряжениями, непрерывными по времени и значению. В зависимости от степени интеграции цифровые ИМС либо выполняют отдельные логические операции(например, И-НЕ или ИЛИ-НЕ), либо образуют целые узлы цифровых устройств (счетчики, регистры, микросхемы памяти, процессоры и т.д.). Аналоговые ИМС (операционные усилители, компараторы напряжений, таймеры, стабилизаторы постоянного напряжения) выполняют разнообразные функции: усиление сигналов, генерирование колебаний различной формы, модуляцию и демодуляцию сигналов и много других преобразований. Микросхемы, предназначенные для цифроаналогового (ЦАП) и аналого-цифрового преобразования сигналов (АЦП), относят к числу аналоговых.

На функциональной схеме цифрового электронного термометра (диапазон температур от 0 до 400 о С) к аналоговой части устройства относятся усилитель постоянного тока (УПТ) и 12-разрядный АЦП, к цифровой – преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный (X/Y) и дешифратор DC, преобразующий этот код в код управления четырьмя цифровыми семисегментными индикаторами (рис. 2.2).

Стандартами установлена система условных обозначений микросхем. Большинство ИМС объединено в серии, которые включают ряд различных ИМС, согласованных по напряжению источников питания, уровням входных и выходных сигналов, входным и выходным сопротивлениям и конструктивно-технологическим особенностям. Серию стремятся разрабатывать так, чтобы из микросхем, входящих в нее, можно было создать законченные электронные устройства, хотя допускается использование в одном устройстве ИМС различных серий.

В принятой системе обозначений выпускаемые отечественной промышленностью ИМС делятся по конструктивно-технологическому исполнению на три группы:

а) 1, 5, 6, 7 – полупроводниковые (монолитные);

б) 2, 4, 8 – гибридные;

в) 3 – прочие (пленочные, керамические и др.).

Условное обозначение серии ИМС состоит из двух элементов: первый – цифра, обозначающая конструктивно-технологическую группу; второй – двух- или трехзначное число, указывающее порядковый номер серии. Например, серия, обозначенная числом 1533, принадлежит к полупроводниковым ИМС с порядковым номером серии 533.

По характеру выполняемых функций ИМС подразделяют на подгруппы: генераторы, усилители, триггеры, модуляторы и т.д. В свою очередь подгруппы делятся на виды. Например, подгруппа «Схемы цифровых устройств» включает в себя следующие виды ИМС: регистры, сумматоры, счетчики импульсов, дешифраторы и др. Обозначения подгрупп и видов стандартизованы. Например, буквы ИР в условном обозначении ИМС будут обозначать, что эта ИМС из подгруппы «Схемы цифровых устройств» относится к виду «регистры». В табл. 2.1 приведена неполная классификация видов ИМС.

Условное обозначение микросхемы состоит из трех- или четырехзначного обозначения серии микросхем, двух букв, означающих подгруппу и вид микросхемы, и порядкового номера разработки микросхемы.

Буквы (необязательные) К, КМ, КН, КР, и КА, стоящие в начале условного обозначения микросхемы, характеризуют условия ее приемки на заводе-изготовителе, причем буква К означает микросхемы широкого применения.

Для характеристики материала и типа корпуса перед цифровым обозначением серии могут быть добавлены следующие буквы:

Р – пластмассовый корпус типа ДИП (корпус с прямоугольными выводами, перпендикулярными плоскости основания корпуса и выходящими за пределы проекции тела корпуса на плоскость основания);

Таблица 2.1

Условные обозначения микросхем

Подгруппа и вид ИМС по функциональному назначению	Обозначение	Подгруппа и вид ИМС по функциональному назначению	Обозначение
Формирователи: импульсов прямоугольной Схемы вычислительных контроллеры микропроцессоры специализированные Генераторы: прямоугольных сигналов гармонических сигналов Детекторы: амплитудные Схемы источников вторичного электропитания: выпрямители стабилизаторы напряжения импульсные стабилизаторы напряжения непрерывные Схемы цифровых устройств: шифраторы дешифраторы счетчики комбинированные полусумматоры сумматоры регистры Коммутаторы и ключи: напряжения		Логические элементы: И–НЕ/ИЛИ–НЕ расширители Модуляторы: амплитудные Преобразователи: цифроаналоговые аналого-цифровые Схемы запоминающих устройств: ПЗУ (масочные) ПЗУ с УФ-стиранием Схемы сравнения: по напряжению Триггеры типа JK (универсальные) типа D (с задержкой) типа Т (счетные) Усилители: операционные импульсных сигналов низкой частоты высокой частоты Многофункциональные схемы: аналоговые цифровые комбинированные

А – пластмассовый планарный корпус (прямоугольный корпус с выводами, расположенными параллельно плоскости основания и выходящими за пределы проекции его тела на плоскость основания);

М – металлокерамический корпус типа ДИП;

Е – металлополимерный корпус типа ДИП;

С – стеклокерамический корпус типа ДИП;

И – стеклокерамический планарный корпус;

Н – керамический «безвыводной» корпус.

В условных обозначениях микросхем, выпускаемых в бескорпусном варианте, перед номером серии добавляют букву Б. Таким образом, бескорпусные аналоги обычной серии 155 обозначаются Б155.

Пример расшифровки обозначения микросхемы КР1533ТМ2 показан на рис. 2.3.

Если принципиальные схемы электронных устройств, использующих ИМС, выполнять, полностью отображая их внутреннюю структуру с помощью условных графических обозначений (УГО) составляющих компонентов, то схема получится очень громоздкой и не наглядной. Отображение на принципиальной схеме внутренней структуры ИМС становится своего рода избыточной информацией, затрудняющей составление и чтение схем. Разработчику электронной аппаратуры важно знать, из каких функциональных узлов можно создать то или иное устройство, а внутренняя структура узла зачастую его просто не интересует. Этим объясняется тот факт, что при составлении принципиальных схем цифровых и аналоговых устройств пользуются только обобщенными символами функциональных узлов.

УГО элементов (узлов) аналоговой и цифровой техники строят на основе прямоугольника. В самом общем виде УГО может содержать основное и два дополнительных поля, расположенных по обе стороны от основного (рис.2.4). Размер прямоугольника по ширине зависит от наличия дополнительных полей и числа помещенных в них знаков, по высоте – от числа выводов, интервалов между ними и числа строк информации в основном и дополнительных полях. В основном поле указывают функциональное назначение элемента, а в дополнительных – метки, обозначающие функции или назначение выводов. В местах присоединения линий-выводов изображают специальные знаки (указатели), характеризующие их особые свойства (инверсные, динамические и т.д.). Группы выводов могут быть разделены увеличенным интервалом или помещены в обособленную зону. Согласно стандарту, ширина основного поля должна быть не менее 10 мм, дополнительных – не менее 5 мм, расстояние между выводами – 5 мм.

Выводы элементов схемы делятся на входы, выходы, двунаправленные выводы (служат как для ввода, так и для вывода информации) и выводы, не несущие информации (например, для подключения питания, внешних RC -цепей и т.п.).Входы изображают слева, выходы –справа, остальные выводы – с любой стороны УГО.При необходимости разрешается поворачивать обозначение на угол 90 по часовой стрелке, т.е. располагать входы сверху, а выходыснизу.

Функциональное назначение элемента указывают в верхней части основного поля УГО. Его составляют из прописных букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков, записываемых без пробелов. Примеры обозначений основных функций приведены в табл. 2.2.Сложные функции образуют из простых, располагая их в последовательности обработки сигнала.

Назначение выводов указывают метками, помещаемыми напротив них в дополнительных полях. Как и обозначения функций элементов, они могут состоять из букв латинского алфавита, арабских цифр и специальных знаков. Например, вывод установки ИМС в состояние «1» обозначается как S (Set), а сброс схемы в нулевое состояние – как R (Reset).

Таблица 2.2

Примеры функциональных обозначений ИС

	Обозначение
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
Логическое И
общее обозначение со сдвигом слева направо с реверсивным сдвигом
Счетчик двоичный
Счетчик десятичный
общее обозначение двухступенчатый
Набор резисторов
Генератор
Компаратор (сравнение)
Усилитель
Преобразователь цифро-аналоговый
Преобразователь аналого-цифровой

Выводы ИМС могут быть помечены указателями, определяющими их статические и динамические свойства. Указатели проставляют на линии контура УГО или на линии связи около линии контура УГО со стороны линии вывода. Прямые статические выводы изображают линиями, присоединенными к основному или дополнительным полям УГО без каких-либо знаков, инверсные – в виде кружка на конце. Отличительный признак динамического вывода – указатель в виде косой черточки, стрелки или треугольника. Выводы, не несущие логической информации, выделяют крестиком, который наносят либо в месте присоединения к УГО (рис. 2.4), либо в непосредственной близости от него.

По функциональному назначению в цифровых ИМС выделяют следующие устройства.

Логические элементы – это ИМС, реализующие базовые логические функции НЕ, И, ИЛИ и их комбинации И-НЕ, ИЛИ-НЕ, И-ИЛИ-НЕ. Часть ЛЭ, помимо логических операций, выполняет функции усилителей мощности.

Драйверы . Драйверами принято считать ИМС с повышенной нагрузочной способностью, основным назначением которых является организация связи с периферийными устройствами.

Шифраторы . Назначение шифратора – преобразование входногоунитарного кода в натуральный двоичный.

Дешифраторы выполняют функции обратные шифраторам, т.е. преобразуют двоичный код в унитарный. К специальным дешифраторам относятся преобразователи двоичного кода в коды управления знакосинтезирующими индикаторами.

Мультиплексоры направляют один из m входных сигналов на один выход.

Демультиплексоры решают обратную задачу – направляютодин входной сигнал в один изm выходных каналов.

Арифметическими устройствами являютсясумматоры двоичных чисел,умножители двоичных чисел,АЛУ – арифметическо-логические устройства, схемыконтроля четности ,преобразователи двоичных кодов,цифровые компараторы (устройства сравнения двоичных чисел).

Триггеры – устройства, служащие длязапоминания логических состояний.

Регистры . Регистром называется триггерная линейка, служащая для записи, хранения, сдвига и вывода информации.

Счетчики числа импульсов – суммирующие, вычитающие, реверсивные. Счетчики могут выполнять роль программируемыхделителей частоты.

Релаксационные устройства – типа мультивибраторов и одновибраторов.

Запоминающие устройства предназначены для записи, хранения и выдачи информации.

Степень интеграции (показатель сложности) ИС оценивается числом элементов, размещенных на одном кристалле или подложке:

малая интегральная схема (МИС) –…………………………. до 100;

средняя интегральная схема (СИС) –…………………….. 101 –1000;

большая интегральная схема (БИС) – ………………….1001 – 10000;

сверхбольшая интегральная схема (СБИС) – ………..свыше 100000.

Все цифровые устройства можно отнести к одному из двух основных классов: комбинационные (без памяти) и последовательностные (с памятью). Комбинационными называют устройства, состояние выходов которых в любой момент времени однозначно определяется значениями входных переменных в тот же момент времени. Это логические элементы, преобразователи кодов (в том числе шифраторы и дешифраторы), распределители кодов (мультиплексоры и демультиплексоры), компараторы кодов, арифметико-логические устройства (сумматоры, вычитатели, умножители, собственно АЛУ), постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), программируемые логические матрицы (ПЛМ).

Выходное состояние последовательностного цифрового устройства (конечного автомата) в данный момент времени определяется не только логическими переменными на его входах, но еще зависит и от порядка (последовательности) их поступления в предыдущие моменты времени. Иными словами, конечные автоматы должны обязательно содержать элементы памяти, отражающие всю предысторию поступления логических сигналов, и выполняются на триггерах, в то время как комбинационные цифровые устройства могут быть целиком построены только на логических элементах. К числу цифровых устройств последовательностного типа относят триггеры, регистры, счетчики, оперативные запоминающие устройства (ОЗУ), микропроцессорные устройства (микропроцессоры и микроконтроллеры).

Пример 2.1. В приведенном списке ИМС указать:

а) цифровые интегральные микросхемы комбинационного типа;

б) микросхемы, выполненные по гибридной технологии;

в) цифровые интегральные микросхемы последовательностного типа.

Решение. К числу комбинационных ИМС в приведенном списке относятся логический элемент К133ЛА3, мультиплексор К155КП7, сумматор К564 ИМ3, постоянное запоминающее устройство К556РТ5. По гибридной технологии выполнена микросхема цифроаналогового преобразователя К252ПА1, номер серии которой начинается с цифры 2. К числу последовательностных ИМС относятся триггер К561ТМ2, регистр К555ИР1, счетчик К1533ИЕ6, оперативное запоминающее устройство К537РУ8. Кроме перечисленных микросхем в данном списке приведены операционный усилитель К140УД6, стабилизатор напряжения К142ЕН5, набор резисторов 301НР1А, которые относятся к аналоговым ИМС, причем последняя микросхема выполнена по пленочной технологии (номер серии начинается с цифры 3).

При изготовлении радиоэлектронных устройств, у начинающих радиолюбителей могут возникнуть трудности с расшифровкой обозначений на схеме различных элементов. Для этого был составлен небольшой сборник самых часто встречающихся условных обозначений радиодеталей. Следует учесть, что здесь приводится исключительно зарубежный вариант обозначения и на отечественных схемах возможны отличия. Но так как большинство схем и деталей импортного происхождения - это вполне оправдано.

Резистор на схеме обозначается латинской буквой "R", цифра - условный порядковый номер по схеме. В прямоугольнике резистора может быть обозначена номинальная мощность резистора - мощность, которую он может долговременно рассеивать без разрушения. При прохождении тока на резисторе рассеивается определенная мощность, которая приводит к нагреву последнего. Большинство зарубежных и современных отечественных резисторов маркируется цветными полосами. Ниже приведена таблица цветовых кодов.

Наиболее часто встречающаяся система обозначений полупроводниковых радиодеталей - европейская. Основное обозначение по этой системе состоит из пяти знаков. Две буквы и три цифры - для широкого применения. Три буквы и две цифры - для специальной аппаратуры. Следующая за ними буква обозначает разные параметры для приборов одного типа.

Первая буква - код материала:

А - германий;
В - кремний;
С - арсенид галлия;
R - сульфид кадмия.

Вторая буква - назначение:

А - маломощный диод;
В - варикап;
С - маломощный низкочастотный транзистор;
D - мощный низкочастотный транзистор;
Е - туннельный диод;
F - маломощный высокочастотный транзистор;
G - несколько приборов в одном корпусе;
Н - магнитодиод;
L - мощный высокочастотный транзистор;
М - датчик Холла;
Р - фотодиод, фототранзистор;
Q - светодиод;
R - маломощный регулирующий или переключающий прибор;
S - маломощный переключательный транзистор;
Т - мощный регулирующий или переключающий прибор;
U - мощный переключательный транзистор;
Х - умножительный диод;
Y - мощный выпрямительный диод;
Z - стабилитрон.

Микросхемы и их функционирование

Рассматриваются обозначения цифровых микросхем, их выводов и сигналов на принципиальных схемах, особенности основных серий простейших цифровых микросхем, базовые типы корпусов микросхем, а также принципы двоичного кодирования и принципы работы цифровых устройств.

Основные обозначения на схемах

Для изображения электронных устройств и их узлов применяется три основных типа схем:

принципиальная схема ;

структурная схема ;

функциональная схема .

Различаются они своим назначением и, самое главное, степенью детализации изображения устройств.

Принципиальная схема - наиболее подробная. Она обязательно показывает все использованные в устройстве элементы и все связи между ними. Если схема строится на основе микросхем, то должны быть показаны номера выводов всех входов и выходов этих микросхем. Принципиальная схема должна позволять полностью воспроизвести устройство. Обозначения принципиальной схемы наиболее жестко стандартизованы, отклонения от стандартов не рекомендуются.

Структурная схема - наименее подробная. Она предназначена для отображения общей структуры устройства, то есть его основных блоков, узлов, частей и главных связей между ними. Из структурной схемы должно быть понятно, зачем нужно данное устройство и что оно делает в основных режимах работы, как взаимодействуют его части. Обозначения структурной схемы могут быть довольно произвольными, хотя некоторые общепринятые правила все-таки лучше выполнять.

Функциональная схема представляет собой гибрид структурной и принципиальной. Некоторые наиболее простые блоки, узлы, части устройства отображаются на ней, как на структурной схеме, а остальные - как на принципиальной схеме. Функциональная схема дает возможность понять всю логику работы устройства, все его отличия от других подобных устройств, но не позволяет без дополнительной самостоятельной работы воспроизвести это устройство. Что касается обозначений, используемых на функциональных схемах, то в части, показанной как структура, они не стандартизованы, а в части, показанной как принципиальная схема, - стандартизованы.

В технической документации обязательно приводятся структурная или функциональная схема, а также обязательно принципиальная схема. В научных статьях и книгах чаще всего ограничиваются структурной или функциональной схемой, приводя принципиальные схемы только некоторых узлов.

А теперь рассмотрим основные обозначения, используемые на схемах.

Все узлы, блоки, части, элементы, микросхемы показываются в виде прямоугольников с соответствующими надписями. Все связи между ними, все передаваемые сигналы изображаются в виде линий, соединяющих эти прямоугольники. Входы и входы/выходы должны быть расположены на левой стороне прямоугольника, выходы - на правой стороне, хотя это правило часто нарушают, когда необходимо упростить рисунок схемы. Выводы и связи питания, как правило, не прорисовывают, если, конечно, не используются нестандартные включения элементов схемы. Это самые общие правила, касающиеся любых схем.

Прежде чем перейти к более частным правилам, дадим несколько определений.

Положительный сигнал (сигнал положительной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логическая единица. То есть нуль - это отсутствие сигнала, единица - сигнал пришел (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Элементы цифрового сигнала

Отрицательный сигнал (сигнал отрицательной полярности) - это сигнал, активный уровень которого - логический нуль. То есть единица - это отсутствие сигнала, нуль - сигнал пришел (рис. 2.1).

Активный уровень сигнала - это уровень, соответствующий приходу сигнала, то есть выполнению этим сигналом соответствующей ему функции.

Пассивный уровень сигнала - это уровень, в котором сигнал не выполняет никакой функции.

Инвертирование или инверсия сигнала - это изменение его полярности.

Инверсный выход - это выход, выдающий сигнал инверсной полярности по сравнению с входным сигналом.

Прямой выход - это выход, выдающий сигнал такой же полярности, какую имеет входной сигнал.

Положительный фронт сигнала - это переход сигнала из нуля в единицу.

Отрицательный фронт сигнала (спад) - это переход сигнала из единицы в нуль.

Передний фронт сигнала - это переход сигнала из пассивного уровня в активный.

Задний фронт сигнала - это переход сигнала из активного уровня в пассивный.

Тактовый сигнал (или строб) - управляющий сигнал, который определяет момент выполнения элементом или узлом его функции.

Шина - группа сигналов, объединенных по какому-то принципу, например, шиной называют сигналы, соответствующие всем разрядам какого-то двоичного кода.

Рис. 2.2. Обозначение входов и выходов

Для обозначения полярности сигнала на схемах используется простое правило: если сигнал отрицательный, то перед его названием ставится знак минус, например, -WR или -OE, или же (реже) над названием сигнала ставится черта. Если таких знаков нет, то сигнал считается положительным. Для названий сигналов обычно используются латинские буквы, представляющие собой сокращения английских слов, например, WR - сигнал записи (от "write" - "писать").

Инверсия сигнала обозначается кружочком на месте входа или выхода. Существуют инверсные входы и инверсные выходы (рис. 2.2).

Если какая-то микросхема выполняет функцию по фронту входного сигнала, то на месте входа ставится косая черта (под углом 45°), причем наклон вправо или влево определяется тем, положительный или отрицательный фронт используется в данном случае (рис. 2.2).

Тип выхода микросхемы помечается специальным значком: выход 3С - перечеркнутым ромбом, а выход ОК - подчеркнутым ромбом (рис. 2.2). Стандартный выход (2С) никак не помечается.

Наконец, если у микросхемы необходимо показать неинформационные выводы, то есть выводы, не являющиеся ни логическими входами, ни логическими выходами, то такой вывод помечается косым крестом (две перпендикулярные линии под углом 45°). Это могут быть, например, выводы для подключения внешних элементов (резисторов, конденсаторов) или выводы питания (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Обозначение неинформационных выводов

В схемах также предусматриваются специальные обозначения для шин (рис. 2.4). На структурных и функциональных схемах шины обозначаются толстыми линиями или двойными стрелками, причем количество сигналов, входящих в шину, указывается рядом с косой чертой, пересекающей шину. На принципиальных схемах шина тоже обозначается толстой линией, а входящие в шину и выходящие из шины сигналы изображаются в виде перпендикулярных к шине тонких линий с указанием их номера или названия (рис. 2.4). При передаче по шине двоичного кода нумерация начинается с младшего разряда кода.

Рис. 2.4. Обозначение шин

При изображении микросхем используются сокращенные названия входных и выходных сигналов, отражающие их функцию. Эти названия располагаются на рисунке рядом с соответствующим выводом. Также на изображении микросхем указывается выполняемая ими функция (обычно в центре вверху). Изображение микросхемы иногда делят на три вертикальные поля. Левое поле относится к входным сигналам, правое - к выходным сигналам. В центральном поле помещается название микросхемы и символы ее особенностей. Неинформационные выводы могут указываться как на левом, так и на правом поле; иногда их показывают на верхней или нижней стороне прямоугольника, изображающего микросхему.

В табл. 2.1 приведены некоторые наиболее часто встречающиеся обозначения сигналов и функций микросхем. Микросхема в целом обозначается на схемах буквами DD (от английского "digital" - "цифровой") с соответствующим номером, например, DD1, DD20.1, DD38.2 (после точки указывается номер элемента или узла внутри микросхемы).

Таблица 2.1. Некоторые обозначения сигналов и микросхем
Обозначение	Название	Назначение
		Элемент И
		Элемент Исключающее ИЛИ
		Элемент ИЛИ
		Адресные разряды
		Тактовый сигнал (строб)
		Разрешение тактового сигнала
		Выбор микросхемы
		Разряды данных, данные
		Дешифратор
		Разрешение третьего состояния
		Генератор
		Вход/Выход
		Разрешение выхода
		Мультиплексор
		Сброс (установка в нуль)
		Установка в единицу
		Сумматор
		Окончание счета
		Третье состояние выхода

Более полная таблица обозначений сигналов и микросхем, используемых в принципиальных схемах, приведена в приложении.

Система условных обозначений современных типов интегральных микросхем установлена ОСТ 11073915-80. В основу системы обозначений положен буквенно-цифровой код.

Первый элемент - цифра, обозначающая группу интегральной микросхемы по конструктивно-технологическому исполнению:

1,5,6,7 - полупроводниковые ИМС; 2,4,8 - гибридные; 3 - прочие (пленочные, вакуумные, керамические).

Второй элемент - две или три цифры (от 01 до 99 или от 001 до 999), указывающие на порядковый номер разработки данной серии ИМС.

Первый и второй элемент образуют серию микросхем.

Третий элемент - две буквы, обозначающие функциональную подгруппу и вид микросхемы.

1. Вычислительные устройства:

ВЕ - микро-ЭВМ; ВМ - микропроцессоры; ВС - микропроцессорные секции; ВУ - устройства микропрограммного управления; ВР - функциональные расширители; ВБ - устройства синхронизации; ВН - устройства управления прерыванием; ВВ - устройства управления вводом - выводом; ВТ - устройства управления памятью; ВФ - функциональные преобразователи информации; ВА - устройства сопряжения с магистралью; ВИ - времязадающие устройства; ВХ - микрокалькуляторы; ВГ - контроллеры; ВК - комбинированные устройства; ВЖ - специализированные устройства; ВП - прочие.

2.Генераторы сигналов:

ГС - гармонических; ГГ - прямоугольной формы; ГЛ - линейно - изменяющихся; ГМ - шума; ГФ - специальной формы; ГП - прочие.

3.Детекторы:

ДА - амплитудные; ДИ - импульсные; ДС - частотные; ДФ - фазовые; ДП - прочие.

4.Запоминающие устройства:

РМ - матрицы ОЗУ; РУ - ОЗУ; РВ - матрицы ПЗУ; РЕ - ПЗУ (масочные); РТ - ПЗУ с возможностью однократного программирования; РР - ПЗУ с возможностью многократного электрического перепрограммирования; РФ - ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации; РА - ассоциативные запоминающие устройства; РЦ - запоминающие устройства на ЦМД; РП - прочие.

5.Источники вторичного питания:

ЕМ - преобразователи; ЕВ - выпрямители; ЕН - стабилизаторы напряжения непрерывные; ЕТ - стабилизаторы тока; ЕК - стабилизаторы напряжения импульсные; ЕУ - устройства управления импульсными стабилизаторами напряжения; ЕС - источники вторичного питания; ЕП - прочие;

6. Коммутаторы и ключи:

КТ - тока; КН - напряжения; КП - прочие;

7.Логические элементы:

ЛИ - И; ЛЛ - ИЛИ; ЛН - НЕ; ЛС - И-ИЛИ; ЛА - И-НЕ; ЛЕ - ИЛИ-НЕ; ЛР - И-ИЛИ-НЕ; ЛК - И-ИЛИ-НЕ (И-ИЛИ); ЛМ - ИЛИ-НЕ (ИЛИ); ЛБ - И-НЕ / ИЛИ-НЕ; ЛД - расширители; ЛП - прочие.

8.Многофункциональные устройства:

ХА - аналоговые; ХЛ - цифровые; ХК -комбинированные; ХМ - цифровые матрицы; ХИ - аналоговые матрицы ХТ - комбинированные матрицы; ХИ - прочие.

9.Модуляторы:

МА - амплитудные; MИ - импульсные; MС - частотные; MФ - фазовые; MП - прочие.

10.Наборы элементов:

НД - диодов; НТ - транзисторов; НР - резисторов; НЕ - конденсаторов; НК - комбинированные; НФ - функциональные; НП - прочие.

11.Преобразователи:

ПС - частоты; ПФ - фазы; ПД - длительности (импульсов); ПН - напряжения; ПМ - мощности; ПУ - уровня (согласователи); ПЛ - синтезаторы частоты; ПЕ - делители частоты аналоговые; ПЦ - делители частоты цифровые; ПА - цифро - аналоговые; ПВ - аналого - цифровые; ПР - код - код; ПП - прочие.

12.Триггеры:

ТЛ - Шмитта; ТД - динамические; ТТ - Т - триггер; ТР - RS - триггер; ТМ - D - триггер; ТВ - JK - триггер; ТК - комбинированные; ТП - прочие.

13.Усилители:

УТ - постоянного тока; УИ - импульсные; УЕ - повторители; УВ - высокой частоты; УР - промежуточной частоты; УН - низкой частоты; УК - широкополосные; УЛ - считывания и воспроизведения; УМ - индикации; УД - операционные; УС - дифференциальные; УП - прочие.

14.Устройства задержки:

БМ - пассивные; БР - активные; БП - прочие.

15.Устройства селекции и сравнения:

CА - амплитудные; CВ - временные; CС - частотные; CФ - фазовые; CП - прочие.

16.Фильтры:

ФВ - верхних частот; ФН - нижних частот; ФЕ - полосовые; ФР - режекторные; ФП - прочие.

17.Формирователи:

АГ - импульсов прямоугольной формы; АФ - импульсов специальной формы; АА - адресных токов; АР - разрядных токов; АП - прочие.

18.Фоточувствительные устройства с зарядовой связью:

ЦМ - матричные; ЦЛ - линейные; ЦП - прочие.

19.Цифровые устройства:

ИР - регистры; ИМ - сумматоры; ИЛ - полусумматоры; ИЕ - счетчики; ИД - дешифраторы; ИК - комбинированные; ИВ - шифраторы; ИА - арифметико - логические устройства; ИП - прочие.

Четвертый элемент - число, обозначающее порядковый номер разработки микросхемы в серии.

В обозначение также могут быть введены дополнительные символы (от А до Я), определяющие допуски на разброс параметров микросхем и т. п. Перед первым элементом обозначения могут стоять следующие буквы: К - для аппаратуры широкого применения; Э - на экспорт (шаг выводов 2,54 и 1,27 мм); Р - пластмассовый корпус второго типа; М - керамический, металло- или стеклокерамический корпус второго типа; Е - металлополимерный корпус второго типа; А - пластмассовый корпус четвертого типа; И - стеклокерамический корпус четвертого типа Н - кристаллоноситель.

Для бескорпусных интегральных микросхем перед номером серии может добавляться буква Б, а после нее, или после дополнительного буквенного обозначения через дефис указывается цифра, характеризующая модификацию конструктивного исполнения:

1 - с гибкими выводами; 2 - с ленточными выводами; 3 - с жесткими выводами; 4 - на общей пластине (неразделенные); 5 - разделенные без потери ориентировки (например, наклеенные на пленку); 6 - с контактными площадками без выводов (кристалл).

В последние годы производители полупроводников оптимизировали номенклатуру своих изделий, и количество предлагаемых устройств несколько сократилось. Однако, это трудно заметить при просмотре каталогов компонентов, где количество различных устройств только одного типа может составлять не менее нескольких сотен. Для крупного, профессионального поставщика в каталогах будет доступно несколько тысяч полупроводников.

Именно поэтому при подборе элементов даже опытным радиоинженерам следует проявлять осторожность, потому что легко ошибиться, когда имеется так много компонентов одного типа, многие из которых имеют схожую маркировку. Иначе вы рискуете купить неправильный прибор/компонент или правильный компонент, но неправильную его версию.

Анатомия маркировки

Ошибок не будет, если вы понимаете основную анатомию маркировки полупроводникового компонента. Конечно, всех проблем это не решит, но три составные части маркировки надо знать обязательно.

Обычно в маркировке есть префикс , который предоставляет некоторую базовую информацию об устройстве, но используемые методы кодирования очень просты и никогда не рассказывают вам о конкретном устройстве. Однако при покупке компонентов префикс может быть (и довольно часто) очень важен.

Вторая часть является основной (как бы серийный номер изделия) и имеет три или четыре цифры.

Третья часть – суффикс , предоставляет некоторую дополнительную информацию об устройстве, но он не всегда присутствует, особенно у транзисторов и диодов. Он необходим только при наличии двух или более разных версий устройства .

Опять же, это важно при покупке компонентов, и вы можете легко получить неправильную версию, если у устройства будет неправильный суффикс. Есть много примеров идентичных устройств, которые имеют разные суффиксы.

Менеджмент «среднего звена»

Основная часть – это наиболее простая часть маркировки полупроводниковых элементов. Первое устройство такого типа, которое должно быть зарегистрировано, может иметь номер «0001», следующий — «0002» и т. д.

На практике это работает не совсем так, и некоторые производители транзисторов начинают маркировку своих изделий с «100», а не «001». Но это и не важно.

Существенным недостатком такого метода маркировки является наличие большего числа полупроводниковых приборов, чем доступных номеров (3-х или 4-х значных).

Для примера, устройство, промаркированное «555», может быть популярной интегральной схемой таймера (ИС), транзистором с европейским типом номера и, возможно, чем-то другим, например, другим типом интегральной схемы или оптическим устройством.

Таким образом, базовая числовая маркировка важна, но сама по себе недостаточна для точной идентификации элемента.

Чтобы выбрать подходящий элемент нужно обязательно обращать внимание и на другие части маркировки.

Начать с начала

Первая часть маркировки (префикс ) выполняет две функции, и для европейских производителей эта часть маркировки даёт некоторую базовую информацию о типе устройства. Она чем-то похожа и берёт истоки у маркировки вакуумных ламп, но применительно к твёрдотельным устройствам первая буква указывает на тип используемого полупроводникового материала или тип интегральной схемы:

Вторая буква указывает тип устройства, так как в таблице 2.

Заметим, что элементы для промышленных применений имеют в маркировке три буквы.

Для примера, BC550 представляет собой небольшой кремниевый транзистор для аудио или других низкочастотных приложений, в то время как BF181 представляет собой маломощный кремниевый транзистор для использования на радиочастотах.

На один меньше

Простые полупроводники американских производителей маркируются по системе JEDEC (Joint Electron Devices Engineering Council) и имеют префикс, состоящий из цифры, за которой следует буква N . Цифра на единицу меньше количества выводов, которое имеет устройство, что на практике означает 1 — для диодов и стабилитронов (т.е. два вывода), «2» для обычных транзисторов и «3» или более для специальных устройств, таких как двухзатворные МОП-транзисторы и прочее.

Таким образом, 1N4148 является устройством, которое имеет два вывода, что обычно означает диод. Это на самом деле небольшой диод, но эта информация не отображается в маркировке типа JEDEC, которая получается менее информативна, чем европейская Pro Electron.

Сейчас не часто встречается маркировка японской системы JIS (Японские промышленные стандарты), но первая цифра в ней снова является числом, которое на один меньше, чем количество выводов у элемента. Затем следуют две буквы, которые идентифицируют общий тип устройства:

Как нетрудно заметить, для обычных типов транзисторов первые две цифры всегда получаются «2S» и, возможно, они немного бесполезны, поэтому эти две цифры часто опускаются при маркировке элементов.

Производитель

Большинство электронных компонентов маркируются согласно перечисленным стандартным методам. Но бывают и исключения. (рис.1).

Здесь префикс TIP этого силового транзистора указывает, что он является мощным транзистором в пластиковом корпусе от Texas Instruments. Однако впереди производитель нанёс логотип MOSPEC, поэтому префикс стал вторым элементом маркировки.

Такое часто встречается в маркировке интегральных микросхем, где к стандартной маркировке типа производитель добавляет свою кодировку.

Рис.2. Эта интегральная схема имеет обозначение «LM» в качестве префикса, что указывает на то, что это изделие фирмы National Semiconductor.

Как несколько примеров: префиксы «CA» и «MC» используются соответственно фирмы KCA и Motorola. Из-за того, что один и тоже элемент может выпускаться разными производителями и маркироваться по своему, возникают трудности с идентификацией элементов.

Конечно, наличие на рынке нескольких производителей порождает конкуренцию, что, как следствие, снижает цены на радиоэлементы. Для нас это хорошо. С другой стороны, каждый производитель вносит что-то своё в маркировку элементов, тем самым затрудняет нам их идентификацию.

При просмотре каталога интегральных микросхем, вероятно, лучше всего игнорировать префикс и сосредоточиться на двух других элементах маркировки. Тем более, что часто поставщики компонентов не гарантируют поставку устройств от конкретных производителей. Если вы заказываете (скажем) MC1458CP. но вам прислали СА1458Е. или наоборот, нет повода беспокоиться. Обе микросхемы являются 1458 — двойными операционными усилителями, и нет никакой практической разницы между ними. MC1458CP производится Motorola или Texas Instruments, а СА1458Е – фирмой RCA.

Многообразие вариантов

Большинство транзисторов не имеют суффикса в маркировке. Там, где он присутствует, суффикс обычно представляет собой одну букву и указывает на коэффициент усиления или другой какой-то параметр. Обычно буквой «А» маркируются транзисторы с низким коэффициентом усиления, буквой «В» со средним и буквой «С» с высоким коэффициентом усиления. Конкретные значения или диапазон указывается в даташите на элемент.

Поэтому, если на схеме указан транзистор с суффиксом «В», заменить его безопасно можно на транзистор с суффиксом «С». При замене на элемент с суффиксом «А» может не хватить его усиления и устройство откажется работать или будет часто уходить в перегрузку.

Бывают ситуации (к счастью, довольно редкие), когда суффикс указывает на расположение выводов элемента. Для транзисторов это обозначения «L» или «K». Большинство транзисторов имеют одну типовую конфигурацию выводов. Но если ваше устройство не работает по непонятным причинам, проверьте, не попались ли вам транзисторы с такими суффиксами.

С интегральными микросхемами ситуация противоположная. Тут производители часто используют суффикс для обозначения типа корпуса. И если вы при заказе проигнорируете суффикс или укажите неверный, вы рискуете получить микросхему в таком исполнении, которое будет не совместимо с вашим вариантом печатной платы.

Ситуация осложняется тем, что стандартов на суффиксы нет и каждый производитель использует свои типы маркировки. Так что будьте предельно внимательны при заказе микросхем!

Маркировка частоты

Некоторые интегральные схемы имеют суффикс, который указывает на тактовую частоту устройства. Эта система используется совместно с памятью и некоторыми другими компьютерными чипами, такими как микроконтроллеры и микропроцессоры. В большинстве случаев дополнительные цифры на самом деле являются расширением основной части маркировки, а не суффиксом, так как в маркировке суффикс будет присутствовать и, как говорилось выше, скорее всего будет обозначать тип корпуса.

Некоторые микроконтроллеры PIC, например, имеют в обозначении что-то вроде « -20», добавленное к базовому типу номера. Дополнительная маркировка указывает максимальную тактовую частоту (в мегагерцах) для чипа. Вы можете вполне безопасно использовать элемент с более высокой тактовой частотой, чем тот, который указан в списке компонентов. Однако, более быстрые версии, как правило, значительно дороже , чем медленные.

И технологии...

Но, увы, не всё так просто. Особенно с интегральными микросхемами. 74-я серия (TTL) логических интегральных схем была основной, прародительницей других серий и первоначально маркировалась по изложенным правилам: префикс-основная часть-суффикс. При маркировке последующих, улучшенных серий, от стандартной маркировки производители начали отклоняться — между префиксом «74» и базовым номером стали добавлять маркировку, обозначающую семейство микросхем:

Эта маркировка может указывать на технологию изготовления и, как следствие, на скорость (частоту), напряжения питания и другие параметры.

Поэтому исходное устройство 7420 сегодня может маркироваться как 74HC20, 74MCT20 и 74LS20. Это всё различные семейства микросхем, которые несовместимы между собой. Поэтому и тут при заказе важно выбрать правильный тип!

И тока!

Подобная ситуация есть и у всенародно любимых интегральных стабилизаторов L78XX и L79XX. Здесь к базовому обозначению добавляются две цифры, указывающие на выходное напряжение стабилизаторов: L7805 — выходное напряжение 5В, L7912 — выходное напряжение -12В.

Но в середине номера могут присутствовать буквы, которые обозначают максимальный выходной ток стабилизатора. Возможны три варианта маркировки, как представлено в таблице:

Так стабилизатор с маркировкой «78L15» будет выдавать на выходе напряжение 15В и максимальный ток 100мА.

Проявляйте внимательность при чтении каталогов производителей и соблюдайте осторожность при заказе радиоэлектронных элементов!

Статья подготовлена по материалам журнала «Практическая электроника каждый день»

Вольный перевод: Главный редактор « »