Układ scalony - mikrominiaturowy układ elektroniczny, w którym wszystkie lub część elementów wraz z połączeniami są wykonane nierozłącznie w jednym cyklu technologicznym wewnątrz lub
na wspólnym podłożu.
Monolityczny układ scalony (półprzewodnikowy układ scalony) - układ scalony, w którym wszystkie elementy wraz z ich połączeniami są wykonane wewnątrz i na powierzchni jednej płytki półprzewodnikowej. Płytka półprzewodnikowa z wytworzonymi elementami i ich
połączeniami nazywa się strukturą układu lub chipem. Chip jest montowany w zunifikowanej obudowie, chroniącej układ przed wpływem zewnętrznych narażeń mechanicznych i klimatycznych oraz światła. Umożliwia także montaż elementu.
Klasyfikacja według stopnia scalenia
- małej skali integracji (SSI – small scale of integration) - do
100 elementów w układzie
- średniej skali integracji (MSI – medium scale of integration)-
od 100 do 1000 elementów w układzie
- dużej skali integracji (LSI – large scale of integration) - od
1000 do 100 000 elementów w układzie
- wielkiej skali integracji (VLSI – very large scale of
integration) - ponad 100 000 elementów w układzie
- ultrawielkiej skali integracji (ULSI – ultra large scale of
integration)
Klasyfikacja według rodzaju techniki elektronicznej:
analogowe - operujące analogowym sygnałem elektronicznym,
cyfrowe - operujące cyfrowym sygnałem elektronicznym.
Klasyfikacja według elementów czynnych:
- bipolarne - realizowane za pomocą tranzystorów bipolarnych –
RTL, DCTL, I2L, ECL, TTL
- unipolarne MOS - realizowane za pomocą tranzystorów
polowych MOS lub struktur MOS – nMOS, pMOS, CMOS
Parametry układów cyfrowych
Czas propagacji - opóźnienie pomiędzy sygnałem na wyjściu i wejściu
danego układu (np. bramki).
Z punktu widzenia układu, czas ten potrzebny jest na przeładowanie
pojemności w tranzystorach, pojemności pasożytniczych (ścieżek
połączeń, doprowadzeń) i pojemności obciążającej układ
Marginesy zakłóceń
MLmin = | UILmax – UOLmax |
MHmin = | UIHmin – UOHmin |
Moc strat
P = Pstat + Pdyn
Pdyn = UCC
2•Cobc•fz
Q = τp•P
Obciążalność- ilość wejść które mogą być jednorazowo podłączone do jednego wyjścia analogicznego układu
Twierdzenie o próbkowaniu-Jeśli sygnał ciągły nie posiada składowych widma o częstotliwości równej i większej niż B, to może on zostać wiernie odtworzony z ciągu jego próbek tworzących sygnał dyskretny, o ile próbki te zostały pobrane w odstępach czasowych nie większych niż 1/(2B).
Częstotliwość Nyquista jest to maksymalna częstotliwość składowych widmowych sygnału poddawanego procesowi próbkowania, które mogą zostać odtworzone z ciągu próbek bez zniekształceń. Składowe widmowe o częstotliwościach wyższych od częstotliwości Nyquista ulegają podczas próbkowania nałożeniu na składowe o innych częstotliwościach (zjawisko aliasingu), co powoduje, że nie można ich już poprawnie odtworzyć.
Aliasing to nieodwracalne zniekształcenie sygnału w procesie próbkowania wynikające z niespełnienia założeń twierdzenia Kotielnikowa-Shannona. Zniekształcenie to objawia się obecnością w sygnale składowych o błędnych częstotliwościach (aliasów).