Элементы и устройства цифровой техники

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ИНЖЕКЦИОННАЯ ЛОГИКА И²Л

Основной областью применения СБИС является цифровая техника, так как здесь логические элементы выполняют ограниченное число операций, многократно повторяющихся. Примером может служить элемент статической памяти с произвольным доступом. Число таких элементов в системах средней сложности, например в персональных компьютерах, составляет десятки тысяч и может быть снижено, если устройство памяти работает в динамическом режиме. Разработка биполярных ИС семейства И²Л позволила существенно сократить число транзисторов, приходящихся на один бит хранимой информации. В результате были созданы системы памяти емкостью до нескольких сотен килобит, размещаемые на одном кристалле размерами приблизительно 6x6 мм.

Базовая структура семейства И²Л была разработана в конце 60-х годов как ячейка статической памяти, потребляющая малую мощность (ток 1 нА/бит). Благодаря вертикальному расположению элементов площадь, занимаемая такой ячейкой на подложке, лишь незначительно превышает площадь, необходимую для размещения одиночного транзистора. Малая потребляемая мощность и миниатюрные размеры позволяют семейству И²Л успешно конкурировать с ИС типов n -МОП и КМОП. На основе таких ИС строят быстродействующие устройства памяти и персональные компьютеры.

Логические элементы семейства И²Л имеют время задержки сигнала до 0,8 нс при шаге размещения 2,5 мкм. В динамическом режиме их параметры сравнимы с параметрами ИС КМОП при питающем напряжении около 1 В.