Orbis pictus21. století

Tato prezentace byla vytvořenav rámci projektu

Analogové integrované Analogové integrované obvodyobvody

OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-030OB21-OP-EL-ZEL-JANC-L-3-030

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

V elektronických obvodech se často vyskytují zapojení, která V elektronických obvodech se často vyskytují zapojení, která se stále opakují, proto vznikla myšlenka tyto stále se opakující se stále opakují, proto vznikla myšlenka tyto stále se opakující části „části „integrovatintegrovat“ do jedné součástky.“ do jedné součástky.

První integrované obvody byly vyrobeny už v padesátých První integrované obvody byly vyrobeny už v padesátých letech dvacátého století, těm dnešním se příliš nepodobaly a letech dvacátého století, těm dnešním se příliš nepodobaly a praktické využití začalo až v šedesátých a sedmdesátých praktické využití začalo až v šedesátých a sedmdesátých letech. letech.

Jako první se vyráběly v podobě IO části jednoduchých Jako první se vyráběly v podobě IO části jednoduchých tranzistorových zesilovačů, později základní logické členy tranzistorových zesilovačů, později základní logické členy logických obvodu.logických obvodu.

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

První IO obsahovaly jednotky až desítky součástek, dnes První IO obsahovaly jednotky až desítky součástek, dnes obsahuje jeden IO radově 100 miliónu tranzistoru a další obsahuje jeden IO radově 100 miliónu tranzistoru a další zvyšování poctu integrovaných součástek bude jistě zvyšování poctu integrovaných součástek bude jistě pokračovat. pokračovat.

Stále se ovšem vyrábějí tisíce různých jednodušších Stále se ovšem vyrábějí tisíce různých jednodušších integrovaných obvodu, které jsou základním stavebním integrovaných obvodu, které jsou základním stavebním prvkem dnešních elektronických zařízení. prvkem dnešních elektronických zařízení.

Ve většině dnešních zařízení nenajdeme mnoho jednotlivých Ve většině dnešních zařízení nenajdeme mnoho jednotlivých tranzistorů, diod, rezistorů (tzv. diskrétních součástek), ale tranzistorů, diod, rezistorů (tzv. diskrétních součástek), ale hlavně integrované obvody.hlavně integrované obvody.

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Jednoduchý IO MAA 225 z 60. let 20. století

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Zavedení integrovaných obvodu do konstrukce elektronických Zavedení integrovaných obvodu do konstrukce elektronických zařízení přineslo velké zvýšení jejich spolehlivosti, zmenšení zařízení přineslo velké zvýšení jejich spolehlivosti, zmenšení rozměrů a spotřeby a také snížení ceny. rozměrů a spotřeby a také snížení ceny.

Integrovaný obvod může obsahovat třeba 1000 tranzistoru, ale Integrovaný obvod může obsahovat třeba 1000 tranzistoru, ale jeho cena se může rovnat ceně 10 samostatných tranzistorů.jeho cena se může rovnat ceně 10 samostatných tranzistorů.

Analogové obvody Analogové obvody jsou určeny pro práci se signálem, jehož jsou určeny pro práci se signálem, jehož hodnota se v rozmezí jmenovitého rozsahu může měnit spojitě hodnota se v rozmezí jmenovitého rozsahu může měnit spojitě (existuje tedy nekonečně mnoho dovolených hodnot [úrovní] (existuje tedy nekonečně mnoho dovolených hodnot [úrovní] signálu na vstupu i výstupu). signálu na vstupu i výstupu).

Výstupní signál je tedy spojitou funkcí vstupního signálu a Výstupní signál je tedy spojitou funkcí vstupního signálu a vztah mezi nimi nazýváme analogový.vztah mezi nimi nazýváme analogový.

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Podle technologie výroby rozlišujeme integrované obvody:Podle technologie výroby rozlišujeme integrované obvody:

monolitické IO monolitické IO , ve kterých jsou jednotlivé prvky vyrobeny a , ve kterých jsou jednotlivé prvky vyrobeny a propojeny na jedné základní destičce polovodičového propojeny na jedné základní destičce polovodičového materiálu čipu (všechny prvky jsou uvnitř jednoho materiálu čipu (všechny prvky jsou uvnitř jednoho monokrystalu, oddělené pouze jemnými podrobnostmi monokrystalu, oddělené pouze jemnými podrobnostmi fyzikální a chemické struktury) fyzikální a chemické struktury)

hybridní IOhybridní IO , které jsou vytvořeny kombinací diskrétních , které jsou vytvořeny kombinací diskrétních prvků a IO vyrobených různými technologiemi.prvků a IO vyrobených různými technologiemi.

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Nejběžnějším materiálem pro monolitické IO je křemík. Nejběžnějším materiálem pro monolitické IO je křemík.

Postupně se začínají uplatňovat i polovodiče sloučeninové, Postupně se začínají uplatňovat i polovodiče sloučeninové, především arsenit galitý (AsGa), ale pouze pro IO se především arsenit galitý (AsGa), ale pouze pro IO se speciálním určením. speciálním určením.

Analogové integrované obvody mají velké použití ve Analogové integrované obvody mají velké použití ve spotřební elektronice, měřící a automatizační technice, spotřební elektronice, měřící a automatizační technice, přenosové technice apod.přenosové technice apod.

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Často se v integrovaných obvodech využívá zapojení Často se v integrovaných obvodech využívá zapojení operačních zesilovačů, které mohou být zapojeny např. jako:operačních zesilovačů, které mohou být zapojeny např. jako:

KomparátorKomparátor Rozdílový nebo součtový zesilovačRozdílový nebo součtový zesilovač DerivátorDerivátor IntegrátorIntegrátor Invertující a neinvertující zesilovačInvertující a neinvertující zesilovač Klopné obvodyKlopné obvody

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Analogové integrované obvody se dále používají jako:Analogové integrované obvody se dále používají jako:

Stabilizátory napětíStabilizátory napětí Nízkofrekvenční zesilovačeNízkofrekvenční zesilovače Nízkofrekvenční výkonové zesilovačeNízkofrekvenční výkonové zesilovače Koncové komplementární zesilovačeKoncové komplementární zesilovače Kvazikomplementární zesilovačeKvazikomplementární zesilovače vysokofrekvenční zesilovačevysokofrekvenční zesilovače detektory a demodulátorydetektory a demodulátory obvody ve spotřební elektronice (v rozhlasových a TV obvody ve spotřební elektronice (v rozhlasových a TV

přijímačích)přijímačích)

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Různé integrované obvody

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Integrovaný obvod uložený v patici

Analogové integrované obvodyAnalogové integrované obvody

Pokud se předpokládá, že bude potřeba integrovaný obvod Pokud se předpokládá, že bude potřeba integrovaný obvod během života zařízení vyměňovat, umisťují se IO do patric. během života zařízení vyměňovat, umisťují se IO do patric.

Výměna může být z důvodu opravy, nebo změny Výměna může být z důvodu opravy, nebo změny programového vybavení, které je nahrané v IO. (I když programového vybavení, které je nahrané v IO. (I když některé programovatelné integrované obvody už umožňují některé programovatelné integrované obvody už umožňují změnu programu i pokud je zapájeny v desce.)změnu programu i pokud je zapájeny v desce.)

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost

Ing. Ladislav JančaříkIng. Ladislav Jančařík

LiteraturaLiteratura

J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, J. Chlup, L. Keszegh: Elektronika pro silnoproudé obory, SNTL Praha 1989SNTL Praha 1989

M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002M. Bezděk: Elektronika I, KOPP České Budějovice 2002

www.wikipedia.cz