Тактовый вход

О

3.5В

ционннй вход

Форма напряжений при измерении опережения и удержания

Импульс высокого уровня

Импульс низкого уровня

1.3В

1 зв tw -

L t 1

I-tw---

1 ЗВ kl.3B

------О ЗВ

3 5В О ЗВ 3.5В

Форма напряжении и длительность импульсов

g 5g Вход установки

q gg выхода в состоя-

иие выключено

Инверсный \Li выход \

Форма напряжений при измерении времени задержки

3.5В Выходная формн у, напряжения 01 (S- замкнут)

Ь звЦпи Выходная форма * напряжения

~ОВ (Sg-разомкнут)

Форма напряжений про измерении времени задержки для иыхода с 3 состояниями

l-f- -j-k-lP

Рис.2.4. Формы входных и выходных напряжений при измерении динамических параметров.

2.5. Устойчивость при климатических воздействиях

Климатические воздействия по ГОСТ 18725-88, в том числе:

- пониженная рабочая температура среды - минус 10ГС;

- повышенная рабочая температура среды - плюс 70°С;

- изменения температуры среды - от минус 60 до плюс 85°С.

2.6. Устойчивость при механических воздействиях

Механические воздействия по ГОСТ 18725-88, в том числе:

- линейное ускорение - 5000 м/с2 (500g)

2.7. Характеристики надежности

Наработка микросхем - 50000 часов, а в облегченных режимах - 60000 часов. Облегченные режимы:

- допустимые отклонения напряжения питания от номинального - не более ±2%;

- выходной ток - не более 50% предельно допустимого значения. Интенсивность отказов в течение наработки - не более 0,9*l0~fi 1/ч. Гамма-процентный срок сохраняемости - 15 лет при заданной вероятности 95%.

Данный срок предусматривает сохранение работоспособности микросхем в течение 15 лет и возможность их монтажа со сроком хранения, превышающим 12 месяцев с дополнительным обслуживанием выводов непосредственно перед монтажом.

2.8. Тепловое сопротивление корпус - кристалл Для микросхем:

- в 14-выводных корпусах - не более 44°С/Вт,

- в 16-выводных корпусах - не более 43°С/Вт,

- в 20-выводных корпусах - не более 94°С/Вт,

- в 24-выводных корпусах - не более 36°С/Вт.

2.9. Указания по применению и эксплуатации

Масса микросхемы в корпусе 238.16-1 не более 2,0 г, 201.14-1 - не более 1,0 г, 2140.20-8 - не более 2,6 г, 2142.24-2 - не более 4,0 г, 429.42-1 - не более 4,5 г.

Микросхемы предназначены для автоматизированной сборки (монтажа) аппаратуры и соответствуют требованиям ГОСТ 20.39.405-84, конструктивно-технологическая группа IX исполнение 2 для микросхем серии КР1533, конструктивно-технологическая группа X исполнение 4 для микросхем серии К1533 в корпусе 429.42-1, а также для ручной сборки (монтажа) аппаратуры, что указывается в договоре на поставку.

Температура пайки - (+235+5)°С, расстояние от нижней плоскости корпуса до места пайки - не менее 1 мм, продолжительность пайки - (2+0,5) с.

Микросхемы должны выдерживать воздействие тепла, возникающего при температуре пайки (+260+5) С.

Температура панки при автоматизированной сборке - не выше +265°С, продолжительность пайки - не более 4 с.

Выводы должны сохранять паяемость в течение 12 месяцев с даты изготовления при соблюдении режимов и правил выполнения пайки.

Микросхемы должны быть трудногорючими. Пожароопасный режим напряжения питания - более 7 В.

Микросхемы должны быть устойчивыми к воздействию спирто-бензиновой смеси (1:1).

Маркировка, упаковка микросхем - по ГОСТ 18725-83.

Микросхемы упаковываются в потребительскую групповую и транспортную тару. Микросхемы серии KP1J33 могут быть упакованы в ориентироианную многоручьевую специальную кассету или в одноручьевую прямоточную кассету по ГОСТ 20.39.405-84. Микросхемы серии К1533 могут быть упакованы в тару-спутник по ГОСТ 20.39.405-84 и в коробку без тары-спутника. Конкретный вид упаковки указывается в договоре на поставку.

Количество 14-выводных микросхем серии КР1533 при реализации через торговую сеть в потребительской групповой таре - 200 шт., 16-выводных - 180 шт., 20- и 24-выводных - 70 шт. Количество микросхем может уточняться в ТУ исполнения.

Транспортирование, хранение, указания по применению и эксплуатации микросхем - по ГОСТ 18725-83.

Микросхемы пригодны для. монтажа в аппаратуре методом групповой пайки и одножальным паяльником. Режим и условия монтажа в аппаратуре микросхем в различных типах корпусов - по OCT 11 073.063-84. Число перепаек - 2.

При ремонте аппаратуры и измерении параметров микросхемы в контактирующих устройствах замену микросхем необходимо производить только при отключенных источниках питания.

Запрещается подведение каких-либо электрических сигналов (в том числе шин питание и корпус ) к выводам микросхем, не используемым согласно электрической схеме микросхемы.

Свободные входы необходимо подключать к источнику постоянного напряжения 5 В+10%, источнику выходного напряжения высокого уровня или заземлять.

Подача напряжения на выход микросхемы допускается только от источника питания этой же микросхемы через эквивалентное сопротивление, обеспечивающее токи на выходе микросхемы, не превышающие указанных в ТУ исполнения.

Для случайных помеховых сигналов, превышающих по амплитуде режимы, указанные в ТУ, для случаев кратковременных нарушений стабилизации питающих напряжений и других подобных случаев допускается кратковременное (в течение не более 5 мс) воздействие напряжения питания до 7 В. При этом в аппаратуре должен быть предусмотрен и обеспечен контроль возможных сбоев от случайных сигналов и нарушений режима питания, а также отключение аппаратуры в минимальное

технически реализуемое время. Принимать этот режим в качестве расчетного номинального режима работы аппаратуры не допускается.

Гарантии предприятия-изготовителя - по ГОСТ 18725-83.

3. Характеристики серии КР1554

3.1. Технология быстродействующих КМОП логических интегральных микросхем серии КР1554

ПО Интеграл с 1987 года ведет разработку и изготовление микросхем быстродействующей серии КМОП логических ИС КР1554 по современной технологии, обеспечивающей сочетание малого потребления, характерного для КМОП схем, с высоким быстродействием, свойственного биполярным технологиям.

Микросхемы серии КР1554 изготавливаются по 1,4 мкм КМОП технологии с окисной изоляцией, поликремниевым затвором. Использование двухуровневой металлизации позволяет, наряду с уменьшением размеров кристалла, получить уменьшение амплитуды помех по шинам земли и питания. Микросхемы выпускаются в пластмассовых DIP корпусах с шагом 2,5 мм, количеством выводов от 14 до 24 и стандартным расположением выводов питание , земля (в диаметрально противоположных углах корпуса).

3.2. Технические характеристики Широкий набор типономиналов микросхем.

Цоколевка микросхем совпадает с цоколевкой микросхем стандартных серий 74 (К155, КР1533 и т.д.) за исключением микросхем функциональных аналогов серии 4000 (К561, К176).

Стандартные КМОП входные/выходные уровни.

Высокая нагрузочная способность по выходу: выходной ток высокого/низкого уровня 24 мА.

Тактовая частота до 150 МГц. Диапазон напряжений питания микросхем (2-6) В. Возможность работы на шину с волновым сопротивлением 50 Ом. Характеристики микросхем

- гарантируются при Ucc=(3,0-3,6) В, Uqc=5B+10%;

- рабочий диапазон температур от -45°С до +85°С;

- высокая устойчивость к статическому электричеству;

- высокая устойчивость к защелкиванию.

3.3. Рассеиваемая мощность

Низкая рассеиваемая мощность является основным преимуществом микросхем, изготовленных по КМОП технологии. В отличие от биполярных приборов, ток потребления которых в статическом режиме может достигать нескольких десятков мА, КМОП микросхемы имеют ток потребления в статическом режиме на три порядка меньше, чем у аналогичных биполярных маломощных ТТЛШ ИС (К531) и усовершенствованных ТТЛШ ИС с низкой потребляемой мощностью (КР1533). Ток потребления в статическом режиме КМОП вентиля определяется током утечки закрытых п- н р-канальных транзисторов. Ток потребления микросхем серии КР1554 в статическом режиме при Т-25°С составляет порядка 4 мкА для логических элементов и порядка 8 мкА для микросхем средней степени интеграции. Ток потребления увеличивается примерно в 2 раза на каждые 10 С увеличения температуры окружающей среды.

В динамическом режиме ток потребления состоит из трех составляющих: тока потребления в статическом режиме, тока перезарядки нагрузочной емкости Cl, тока перезарядки внутренней емкости и сквозных токов. Составляющие тока, вызванные процессами переключения и перезарядки внутренних емкостей, трудно разделить, поэтому они рассматриваются совместно и определяются параметром Cprj (внутренняя емкость).

Динамическая мощность потребления Pq (мкВт) определяется по формуле: PD=CPD.UCC*FI+N.(CL*UCC*F0),

- входная частота (МГц). С| - емкость нагрузки <пФ),

Fq - выходная частота (НГц), Urx - напряжение питания (В).

N - количество переключающихся выходов.

На рис. 3.1 и 3.2 представлены зависимости динамического тока (IrCO потребления микрохемы КР1554ЛАЗ от частоты переключения при Ucc=5,5B, Ст -50пФ, Т-25°С, N-1 и от емкости нагрузки при UCC=5,5B, F-гОМГц, Т-25 С, N-1.

Рис.3.1 Рис.3.2

3.4. Выходные характеристики

Выходное напряжение высокого и низкого уровня всех без исключения микросхем серии кр1554 гарантируются при выходном токе высокого и низкого уровня 24 мА при Ucc~(4,5-5,5) В и 12 мА при Ucc=(3,0-3,6) В, что обеспечивает формирование крутых фронтов импульсов на выходе микросхемы. Выходные уровни напряжения гарантируются при входных напряжениях высокого и низкого уровня соответственно 70% и 30% от напряжения питания Vqq. Микросхемы серии кр1554 способны работать на шины с волновым сопротивлением =50 Ом при Ucc~(4,5-5,5) В в диапазоне температур от -45°С до +85°С. Работоспособность микросхем серии кр1554 на шииу с Zo-50 Ом обеспечивается нормами на динамические выходные токи высокого и низкого уровня во всем диапазоне температур. Iqjj не менее 75 мА при Uqj-3,85 В и Ucc~5,5 В. Iol не менее 86 мА при Uqij-1,1 В и Uqc-5,5 В. При переключении на выходе из низкого уровня в высокий:

% - 1 1Н

0.1 8 - 3,85 В

50 0м

=75 мА.

При переключении на выходе из высокого уровня в низкий:

5.4 В - 1.65

50 0м

=75 мА

или для выбранного уровня U[jj l,l В:

Зависимости выходного напряжения низкого уровня от температуры окружающей среды и тока нагрузки при UfjQ=4,5 В представлена на рис. 3.5.

Зависимость выходного напряжения высокого уровня от температуры окружающей среды, тока нагрузки и напряжения питания представлены на рис. 3.6-3.8.

3.5. Напряжение питания

В отличии от биполярных микросхем, КМОП приборам свойственна работоспособность в широком диапазоне питающих напряжений. Микросхемы серии КР1554 функционируют в диапазоне напряжений питаний от 2 до 6 В. Диапазон напряжения питания, в котором гарантируются статические и динамические характеристики приборов, для микросхем серии КР1554 от 3 до 5,5 В. Статические и динамические характеристики микросхем серии КР1554 устанавливаются для двух диапазонов напряжений питания 3,3+0,3 В и 5,0В+1О%.

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

Рис.3.5

Рис.3.6

3.6. Запас помехоустойчивости.

Помехи в цифровых системах представляют собой нежелательные мешающие напряжения, наводимые в соединительных проводах и проводниках на печатных платах; они могут влиять на входные уровни, приводя к неверным выходным сигналам. Микросхемы серий КМОП ИС относят к помехоустойчивым сериям микросхем.

Запас помехоустойчивости определяется как разница между входным и выходным уровнями логического нуля (Ujl-Uqt) или логической единицы (Uth-Uqjj). При Ucc-4,5 В для микросхем серии КР1554 запас помехоустойчивости по нулю и по единице составляет 1,35-0,1-13,15-4,41-1,25В

3.7. Динамические характеристики.

Нормы на динамические характеристики микросхем серии КР1554 установлены для двух диапазонов напряжений питания 3,ЗВ+0,ЗВ и 5В+10% при номинальной емкости нагрузки Cjj-50nC>.

Фронт и спад входного импульса при контроле динамических пармстров не должен превышать 3 не.

Максимальная длительность фронта и спада входного импульса, который может подаваться на входы микросхем серии КР1554 не должен превышать 100 не.

Максимальная емкость нагрузки, при которой гарантируется надежная работа микросхем, не более 500 пф. Однако, работая на большую емкость нагрузки, следует помнить о максимальной мощности рассеивания корпуса микросхемы, которая для пластмассовых DIP корпусов составляет:

2102.14-1 - 500мВт;

238.16-1 - 500мВт;

2140.20-8 - 600мВт;

2142.24-2 - 600мВт.

На рис. 3.9-3.11 приведены нормированные зависимости динамических параметров микросхем от температуры окружающей среды, напряжения питания и емкости нагрузки. Коэффициент к определяет относительное изменение значений динамических параметров по сравнению с их значениями при Upr-5B, Сц 50пФ, Т-25 С.

-40 -20 0 20 40 60 80 100 Т Рис. 3.9

Ucc В

Рис.3.10

2,6 2.4 2.2 2,0

3.8. Защелкивание. Одним из отрицательных свойств

всех КМОП серий является склонность к защелкиванию. При проектировании микросхем серии КР1554 было предпринято ряд мер технологического и конструктивно схемотехнического характера по повышению устойчивости приборов к защелкиванию.

Исследования показан и, что защелкивание в приборах серии КР1554 отсутствует при эффективных токах по входам, выходам до 450 мА при исс=5,5В и Т-25-С.

Однако, несмотря на высокую устойчивость микросхем серии KPI554 к защелкиванию, потребителю необходимо помнить о том, что входы микросхем не должны оставаться в обрыве после подачи напряжения питания на микросхему; длительность фронта и спада входного импульса не должна превышать 100 не.

3.9. Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Микросхемы серии КР1554 испытаны на чувствительность к разряду статического электричества в соответствии с ОСТИ 073.013-83 (метод 502-1). Схема испытательной установки показана на рис. 3.12.

Высоковольтный источник постоянного напряжения должен обеспечивать заряд конденсатора С1 до значений Up как положительной так и отрицательной полярности с точностью +5%.

Сопротивление ограничивающего резистора R1 должно быть в пределах 100 кОм+5%. Сопротивление резистора R3 должно быть не более ±5% от 1,5 кОм, а сумма резисторов R2+R3 должна находиться в пределах 1,5 кОм+5%. Емкость конденсатора С1 должна быть 100+5 пФ. Резистор R3 подключается к

100 200 300 400

Рис.3.11

испытательному разъему одновременно с осциллографом только при контроле формы генерируемых установкой импульсов, когда испытуемая микросхема к разьему не подключена. Полоса пропускания осциллографа должна быть не менее 350 МГц.

Высоковольтный источник постоянного напряжения

Вольтметр

постоянного тока

Испытуемая микросхема

Осциллограф

Рис.3.12

При SA1 в положении 1, конденсатор С1 заряжается через ограничивающий резистор R1 до напряжения источника напряжения Up. При SA1 в положении 2, кон-денсатор С1 разряжается через резистор R2, R3, при этом наблюдается эпюра тока, показанная на рис 3.13.

100%

36.8%

Тф не более 15 нс Тс=150нс±20нс

Up R2+R3

Ж

Tan.

Рис.3.13

На эпюре могут присутствовать затухающие колебания переходного процесса амплитудой не более 15% от наблюдаемого пикового значения тока 1р, которые должны затухать не позднее, чем через Тп и =100 не от начала импульса.

Допустимое значение статического электричества для микросхем серии КР1554 составляет 200 В, поэтому обращаться с микросхемами следует с учетом рекомендаций ОСТ 11073.062-84. ПО Интеграл проводит работы по доведению допустимого значения статического электричества до 2000 В.

3.10. Электрические статические параметры микросхем серии КР1554

Электрические статические параметры микросхем при приемке и поставке приведены в табл. 3.1. Дополнительные статические параметры и динамические параметры микросхем приведены в описании конкретного типономинала микросхем. Значения электрических режимов эксплуатации, при которых параметры не регламентируются, а после снятия воздействия и перехода на предельно допустимые электрические режимы эксплуатации электрические параметры соответствуют нормам при приемке и поставке или минимальной наработке и сохраняемости. За пределами этих режимов микросхема может быть повреждена. Воздействие на микросхему предельных электрических режимов эксплуатации не изменяет установленных в ТУ времени наработки и сохраняемости микросхемы.

Таблица 3.1

Примечания:

* - диапазон напряжений литания (3,3+ 0,3) В; (5,0+0,5) В ** - длительность врздействия режима не более 20 мс

3.11. Предельно-допустимые режимы эксплуатации

Таблица 3.2

Примечания: 1. Нормы на динамические параметры регламентируются при tH =t n=3 не. 2. Нормы на динамические параметры регламентируются при Cj =S0 пф..

3.12. Предельные режимы эксплуатации

Таблица 3.3

3.13. Схемы измерений динамических характеристик микросхем

о Ucc

генератор прямоугольных импульсов

<6Ъ

г

-©-

т

Рис.3./4