LES CIRCUITS INTÉGRÉS 1/ Généralités sur les circuits intégrés 2/ Le circuit intégré et le numérique 3/ Les différents circuits intégrés (portes logique, régulateurs, codeurs/décodeurs etc...) Généralités... Les circuits intégrés sont, comme leur nom l'indique, des mini-circuits intégrés dans un seul et même boîtier... Ils peuvent avoir 4, 10, 20 ou 50 pattes ! De même, ils peuvent intégrer deux composants comme ils peuvent en intégrer plusieurs milliers de composants (votre microprocesseur par exemple)... Ces circuits intégrés, où C.I., sont de petites taille. Quand on dit "petite" taille, c'est par rapport à ce qu'ils intègrent: en effet, les plus petits (comme sur la photo), comporte quelque dizaine, voire centaine de composants... alors que les plus gros, comme les processeurs, en comportes des millions ! La "puce "de votre carte bancaire ou téléphonique est aussi un circuit intégré... le circuit intégré le plus élémentaire est... le transistor ! En effet, celui-ci constitue la base de tous type de CI... Un circuit intégré peut remplir une seule fonction, comme c'est le cas pour des portes logique, comme il peut en remplir plusieurs, comme c'est le cas de votre microprocesseur d'ordinateur. Prenons un circuit intégré (ou C.I.) courant. On observe plusieurs choses: 1/ Comme tout composants, un CI à des pattes: 8, 10, 12, 14,16, 18 ou 20, ou même encore plus... 2/ Il y a, à l'une des extrémités du CI, une encoche. Elle est soit en forme de demi-cercle, soit en forme de rectangle, ou bien c'est un point légèrement décalé vers la gauche. Cette encoche détermine "l'avant" du CI. Pour regarder un CI, il faut le voir du dessus avec l'encoche en haut. On peut donc, a l'aide de cette encoche, trouver les numéros des pattes. En effet, la patte 1 se situe TOUJOURS à gauche de cette encoche. Pour trouver les autres pattes, il suffit de descendre, puis de remonter sur la colonne de droite (en suivant la flèche bleue sur le dessin). On peut donc, de cette manière, déterminer les numéros des broches. Les circuits intégrés et le binaire Jusqu'à présent, nous avons travaillé en analogique: c'est à dire que les signaux pouvaient êtres très divers: augmenter, puis rester "plat", puis augmenter encore avant de redescendre... (comme ci-contre). En binaire, il n'y a que deux états: 1 ou 0. Je m'explique: Tout d'abord, il faut savoir que l'électronique ne connaît qu'une seule chose: le courant. Tout ce que l'on peut faire, c'est de dire s'il y a, ou non, du courant qui passe. => Il y a du courant ? Alors, c'est l'état haut, l'état vrai, le niveau 1 => Il n'y a pas de courant ? Alors, c'est l'état bas, l'état faux, le niveau 0 Vous l'avez compris, on parle en 1 et 0: c'est du binaire (= sur base de 2 chiffres) Travailler en binaire signifie aussi travailler en tension en créneaux: plus de sinusoides, plus de triangles: que des rectangles; du moins pour certains C.I. Je dis "pour certains C.I." car certains travaillent aussi en analogique... Ainsi, les portes logiques travaillent en binaire, alors que l'amplificateur opérationnel travaille aussi bien avec des 1 et des 0 qu'avec des signaux analogiques. Avant de nous intéresser à chaque type de circuit logique, voyons les généralités... 1/ Il y a deux types de circuits intégrés: les TTL et les CMOS. Les TTL doivent être alimentés en 5 volts, alors que les CMOS peuvent être alimentés entre 3 et 18 volts. 2/ Le niveau 1 signifie "tension positive" (mais jamais supérieure à l'alimentation), tandis que le niveau 0 signifie "tension nulle", c'est à dire, "broche reliée à la masse", et non "broche ouverte". 3/ En tension de sortie, le niveau 1 est égale à la tension d'alimentation, le niveau 0 est égale à 0V. 4/ En tension d'entrée, le niveau 1 est une tension supérieure à 70% de la tension d'alimentation, et le niveau 0 est une tension inférieure à 30% de la tension d'alimentation. Ainsi, si j'alimente mon circuit logique avec du 5 volts, le niveau 1 sera lorsque le circuit recevra une tension supérieure à 5 x 0,70 = 3,5 volts, et le niveau 0 sera reconnue si le circuit reçoit une tension inférieure à 5 x 0,30 = 1,5 volts. TTL/MOS/CMOS: Les différences Ne parlons pas des circuits MOS, qui ne sont plus utilisés aujourd'hui. En revanche, nous distinguerons les CMOS de la série 4000 et les CMOS de la série 74HC Vous entendrez peut-être parler de "TTL-LS", mais ce sont comme les "TTL". En effet, il existait, autrefois, des TTL et des TTL-LS. Les TTL simples n'étant plus utilisés aujourd'hui, on parle de TTL pour désigner des TTL-LS. Le plus simple pour comparer les technologies TTL et CMOS est de faire un tableau: TTL (ou TTL-LS) CMOS série 4000 CMOS série 74HC Alimentation (Vcc) 5V à + 5% de 3V à 18V de 3V à 6V Tension de passage à 0 0,8 Volt U < 30% de Vcc U < 30% de Vcc Tension de passage à 1 2 Volts U > 70% de Vcc U > 70% de Vcc Tension de sortie (à 0) 0,4 Volt Environ 0,4V Environ 0,4V Tension de sortie (à 1) 2,7 Volt Environ Vcc Environ Vcc POUR LES PLUS FORTS Temps de réponse 10 ns 50 ns 8 à 10 ns Consommation (à 0) d'une porte 1mW inférieure à 1µW inférieure à 1µW Consommation ( à 1 pour 5MHz) d'une seule porte 1,5 mW 1,8 mW 1,5 mW Les différents circuits intégrés Sachez que ce qui travaille en analogique peut généralement travailler en binaire (l'inverse n'est pas vrai, mais des CI travaillant en binaire peuvent PARFOIS admettre en entrée un signal analogique, bien que la sortie soit UNIQUEMENT 1 ou 0) Par exemple: ð Les portes logiques ne connaissent que 1 et 0: c'est du binaire ð L'amplificateur opérationnel travaille avec tout les types de signal: c'est de l'analogique ð Les mémoires (RAM, ROM) ne connaissent que le binaire (bien qu'il existe des mémoires pour signaux analogiques) ð Les processeurs ne connaissent que le binaire ð Certains circuits permettent la conversion binaire/analogique ou inversement: Il s&git du CAN (Convertisseur AnalogiqueàNumérique (binaire) et du CNA (Converstisseur NumériqueàAnalogique) ð Et bien d'autres encore… Bref, il existe un très grand choix de C.I…. . http://www.electronique-pour-tous.com [email protected] Document diffusé gratuitement et interdit à la vente