Genel Bilgiler
LOJİK ENTEGRELER
Entegre devreler bir çok sistemin bir araya gelerek bir bütün oluştumıasından meydana gelmiştir. 
Entegreler; elektronik devrelerde kullanılan transistör, direnç, kondansatör ve diyot gibi devre elemanlan içeren ve yonga adı verilen yan iletken bir kristaldir. Bu elemanlar yonga içerisinde birbirlerine bağlanarak bir devre oluştururlar. Oluşan bu devrenin uygun yerlerinden dışarıya bacaklar (pinler) çıkanlır. Daha sonra yonga metal veya plastik bir kılıflakaplanarak dış etkenlerden korunur. Böylece bir entegre devre elde edilmiş olur.
Elde edilen bu entegrenin, boyutları ve aynı ölçüde de maliyeti oldukçaazalmıştır. Günümüz teknolojisiningelişmesinde entegre devrelerin çok önemli bir yeri vardır. Entegrelerin maliyetlerinin ve boyutlarının her geçen gün küçülmesi, çalışmalıızlarının çok yüksek olması endüstrideki kullanım alanını da o kadar büyütmektedir.
Entegreler, kısaca Integrated Circuit kelimelerinin baş harfleri olan lC harfleriyle simgelenirler. IC ler genellikle standart paketlere sahip olup, dışarıya çıkanlan bacak sayılan 8 ile 200 arasında değişmektedir. Tüm entegre(IC) paketlerinin üzerinde nümerik kodlar vardır. Bu kodlar sayesinde entegrenin tipini ve içerisinde bulundurduğu devrenin özelliklerini öğrenebiliriz. Entegre devreler genel olarak iki kategoride toplanır.
Bunlar; Lojik (mantık) entegreler ve doğrusal (lineer) entegrelerdir:
Lineer entegreler ( örneğin opamplar ) genellikle gerilim yükseltme, doğrultma... vb gibi işlemlerde kullanılır.
Lojik entegreler(sayısal entegreler) ise kapı devrelerinden oluşmuşlardır.
Günümüzde sayısal (1-0) devrelerde lojik entegreler kullanılmaktadır. Entegrelerin düşük maliyet ve çok az yer kaplamaları nedeniyle elektronik endüstrisinde çok geniş kullanmaalanları olduğunu söylemiştik. Bu devrelerden bazıları şunlardır; Güç yükselteçleri, sayıcılar, aritmetik üniteler, gerilim düzenleyiciler, radyo ve TV devreleri, işlemsel yükselteçler...vb. gibi birçok elektronik devrede kullanılır. Entegreler yapılarına göre de sınıflandırılır. Dış kılıflarına göre metal, plastik ve seramik olmak üzere üç guruba ayrılır. Ancak seramik gövdeli entegreler kırılgan ve pahalı olmaları nedeniyle günümüzde kullanılmazlar.
Entegreler bozuldukları zaman genellikle tamirleri yoluna gidilmez. Bozulan entegre atılarak yerine yenisi monte edilir. Bu tip işlemlerin daha pratik yapılabilmesi için standart soketler üretilmiştir. Bazı devrelerde entegreler, soketlerin üzerlerine monte edilir. Böylece entegrenin sökülmesi veya montaj ı çok daha pratik olur Entegreler içerisinde kapasite oluşturmak ekonomik değildir. Çünkü bu devre elemanı entegre içerisinde fazla yer kaplar ve entegre boyutunun büyümesine sebeb olur. Lojik entegreler bünyelerinde bulundurdukları kapı sayısına göre de sınıflandırılırlar.
Bunlar ;
SSI (Küçük Ölçekli Entegre) : Bünyesinde 1 ile 20 arasında lojik kapı bulundurur. Örneğin, 7400 modeli entegre içerisinde 4 adet nand kapısı bulunduru"
MSI ( Orta Ölçekli Entegre) : Bünyesinde 20 ile 100 arasında lojik kapı bulundurur. Örneğin, flip-floplar, sayıcılar.
LSI (Büyük Ölçekli Entegre) : Bünyesinde 100 ile 10000 arasında lojik kapı bulundurur. Örneğin 4 ve 8 bidik mikroişlemciler.
VLSI ( Çok Büyük Ölçekli Entegre) : Bünyesinde 10000 den fazla lojik kapı bulundururlar. Örneğin, 16-32 bitlik mikroişlemciler, hafıza devreleri, bilgisayar devreleri.
Günümüzde bünyesinde 200 bin den fazla lojik kapı bulunduran entegre yongaları yapılabilmektedir. Her lojik kapının içerisinde en az 2 adet transistör bulunur. Bu durumda bir lojik entegre içerisinde yüzbinlerce transistör oluşturulabileceğini söyleyebiliriz. ÖrneğinPentiummikroişlemcisi bünyesinde 5,5 milyonadettransistör bulundurur.
Aşağıda çeşitli tiplerdeki entegrelerin resimleri görülmektedir.
Her bir entegredeki temel devre NAND veya NOR kapısıdır. Lojik entegre adını kapı devrelerinin yapımında kullanılan elektronikma1zemeden alır. Günümüzde kullanılan bazı entegre tipleri şunlardır ;
- RTL - (Resistör - Transistör Lojik) Direnç- Transistör mantığı
- DTL - Diod Transistör mantığı
- RTL -( High - Threshold Lojik) Yüksek seviye mantığı
- TIL -Transistör - Transistör mantığı
- ECL - Emiter - Kuplaj mantığı
- DCTL - Direkt - Kuplaj Transistör mantığı
- MOS - Metal- Oksit yarı iletken mantığı
- CMOS - Tümler - Metal yarı İletken
Yukarıda saydığımz entegrelerin (lojik ailesi) karakteristik özellikleri (parametreleri) birbirinden çok farklıdır. Kuracağımız sistemin özelliklerine göre entegreyi seçeriz. Bunun için de entegrelerin parametrelerini bilmemiz gerekir. Şimdi bu parametreleri inceleyelim ;
- Besleme voltajı (power supply voltage): Entegrenin besleme gerilimini belirler. Bazı entegrelerde besleme voltajının toleransı da belirtilebilir.
- Yayılırn gecikmesi (propagation delay): Bir lojik devrenin girişine verilen bilgiye göre çıkışın değişim hızını nano saniye cinsinden gösterir. Bir mantık kapısı kendi girişinde meydana gelen değişikliğe anında cevap vermez yani bir zaman gecikmesi olur. Bu gecikmeye yayılma gecikmesi denir. TTL için 5nsn dir. PLC,bilgisayar v.b. yerlerde yayılım hızı maksimum olan devreler tercih edilir.
- Güç harcaması (Power dissipation): Devrenin harcadığı güç miktannı gösterir. Harcanan güç mili watt cinsinden olur. Devrenin ça1ışma hızıyla doğru orantılı olarak değişir. (Pilli devrelerde minumum güç harcayan IC 'ler tercih edilir.)
- Çıkış kapasitesi (Fan out): Devrenin çıkışına bağlanacak maksimum yük miktannı belirler. Çıkış kapasitesinin değeri lojik kapının çıkışına bağlanacak kapı adedini belirler.
- Gürültü miktan (Noise immunity): Gürültümiktarı devrenin çıkışındaki bilgilerin hata oranını belirler. Yani çıkışta 1 değerli sinyal O değerli sinyal gibi veya bunun tersi gibi görünmesi durumu. Gürültü miktarı (milivolt cinsinden) ne kadar az olursa çıkış bilgileride o kadar hatasız olur. Kapınıngürültüyü bastırabilme kabiliyetine, o kapının gürültü başlığı denir.
- Pals frekansı (Clock frequency): Digital devrenin girişine uygulanacak tetiklerne palsinin MHz cinsinden :frekansını belirler.
İncelediğimiz parametrelere göre ideal bir entegrenin özelliklerini şu şekilde sayabiliriz :
- Hızlı çalışmalı
- Güç harcaması minimum olmalı
- Ekonomik olmalı.
- Isı değişmelerinden etkilenmemeli
- İyi gürültü başlığı olmalı
- Hata miktarı "O" olmalı.
