오늘은 집적 회로에 대해서 알아보겠습니다. 집적 회로란 무엇인지에 대해서 알아보고 관련 용어와 구현하는 기술인 디지탈 집적 회로의 논리군에 대해서도 살펴보겠습니다.
1. 집적 회로(IC)란?
집적 회로(IC)는 디지탈 게이트를 구성하는 전자 부품들을 포함하는 실리콘 반도체 (chip)입니다. 침 안의 많은 게이트들은 회로의 요구에 따라 서로 연결되어 있고, 외부 핀으로의 연결도 갖고 있습니다. 핀의 갯수는 칩의 크기에 따라 14개에 서 100개 이상까지 다양하며, 칩 위의 숫자로 각 IC의 종류를 구별합니다. 각 제 조회사들은 자사의 IC제품에 대한 정확한 정보를 포함하는 데이타 북이나 카탈로그를 제공합니다.
2. 집적회로의 용어
집적 회로 기술이 발전함에 따라 하나의 칩 안에 담을 수 있는 게이트의 것 수가 급격히 증가하였고, 그 집적된 정도에 따라 소규모, 중규모, 대규모 집적 장치라는 용어를 사용하게 되었다.
- 소규모 집적 (small-scale integration, SSI) 장치는 10개 이하의 독립적인 게이 트가 하나의 칩에 들어 있고, 게이트의 입출력이 곧바로 외부 핀으로 연결됩니다.
- 중규모 집적 (medium-scale integration, MSI) 장치는 10에서 200.개까지 게이트 를 집적하고 있으며, 이것들은 디코더나 가산기, 그리고 레지스터같은 기본적 인 디지탈 장치를 구현하고 있습니다.
- 대규모 집적 (large-scale integration, LSI) 장치는 200에서 천 개까지의 게이트를 집적하고서 프로세서나 메모리 칩같은 디지탈 시스템을 형성합니다.
- 초대규모 집적 (very-large-scale integration, VLSI) 장치는 수천 개의 게이트를 하나의 칩에 집적하여 대형 메모리나 복잡한 마이크로 컴퓨터 칩을 형성합니다.
3. 디지탈 집적 회로의 논리군
디지탈 집적 회로는 기능에 따라서 구분되기도 하지만, 그것을 구현하는 데 적용된 기술에 따라 각 디지탈 논리군 (digital logic family) 으로 분류된다. 많은 집적 회로 논리군 가운데 가장 널리 사용되는 것은 TTL, 트랜지스터-트랜지스터 논리군, 금속-산화물 반도체가 있습니다.
TTL 은 현재 가장 많이 사용되고 있는 논리군이고, ECL은 고속도가 요구되 는 시스템에 사용되며, MOS는 부품의 밀도가 높은 집적 회로에, CMOS는 적 은 전력 소비가 요구되는 시스템에 많이 사용됩니다.
트랜지스터-트랜지스터 논리군 (transistor-transistor logic, TTL)은 이전의 다 이오드-트랜지스터 논리 (DTL)에서 성능 향상을 위해 다이오드를 트랜지스터 로 바꾼 것입니다. 표준 TTL 이외에도 고속 TTL, 저전력 TTL, 저전력 쇼트키 (schottky) TTL, 고성능 쇼트키 TTL 등이 있습니다.
TTL회로의 전원은 5v이고, 0 과 1 의 두 논리 레벨은 각각 0v와 3.5v입니다. 에미터-결합 논리군 (emitter-coupled logic, ECL)은 수퍼컴퓨터나 신호 처리 기같은 고속 회로에 사용됩니다. ELC게이트의 트랜지스터는 불포화 상태에서 동작하기 때문에 1 내지 2나노초 (nano second) 의 전달 지연만을 갖게 됩니다.
금속-산화물 반도체 (metal-oxide semiconductor, MOS) 에는 단상 트랜지스터 가 사용되며, NMOS가 대부분입니다. 상보 (complementary) MOS는 NMOS 와 PMOS 를 서로 연결하여 만들기 때문에 회로의 밀도가 높고 제조공정이 단순 하며, 전력 소비가 적어 경제적입니다.
댓글