133 серия советских интегральных микросхем занимает особое место в истории отечественной электроники. Эти компоненты разрабатывались как часть масштабного проекта по созданию элементной базы для вычислительной техники и систем управления. В данной статье мы подробно рассмотрим историю создания, технические характеристики, особенности конструкции и сферы применения этих микросхем.
Исторический контекст и разработка
Разработка 133 серии началась в 1967 году в НИИМЭ (Научно-исследовательский институт молекулярной электроники) в рамках опытно-конструкторской работы «Логика-2». Основным заказчиком выступал ИТМиВТ (Институт точной механики и вычислительной техники), которому требовалась надежная элементная база для бортовой ЭВМ 5Э26, входившей в состав зенитного ракетного комплекса С-300 .
Проект был завершен в сентябре 1969 года, что по меркам того времени являлось достаточно быстрым сроком для столь сложной разработки. Микросхемы серии создавались на основе транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) и должны были обеспечивать высокую надежность в условиях эксплуатации военной техники .
Первоначально микросхемы этой серии имели обозначения вида 1ЛБ331, 1ЛБ332 и т.д., где «1» указывала на принадлежность к первому поколению интегральных схем, «Л» — на цифровую логику, «Б» — на тип логических элементов (в данном случае И-НЕ). Позже была введена более привычная нумерация 133ЛА1, 133ЛА2 и т.д.
Технические характеристики и параметры
133 серия позиционировалась как аналог американской серии 54xx, хотя и не являлась ее точной копией. Например, в «фирменных» микросхемах SN54 кристалл был развернут на 90° по отношению к DIP-варианту SN74, а питание подавалось на ножки 11 и 4. В советских аналогах разводку питания сделали одинаковой для всех вариантов корпусов .
Основные параметры интегральных схем 133 серии включали:
- Рабочую частоту 5-10 МГц
- Мощность рассеяния не более 22 мВт на один вентиль
- Время задержки сигнала около 10 нс
Интересно отметить, что некоторое время 133 серия выпускалась с буквенными индексами А и Б (например, 1ЛБ333А и 1ЛБ333Б). Версии с индексом «А» имели большее быстродействие, а с индексом «Б» — несколько меньшее. Как отмечают специалисты, это была обычная ситуация на этапе освоения производства, когда технология еще не была полностью отработана .
Особенности конструкции и корпусов
133 серия изначально разрабатывалась для применения в ответственной аппаратуре, что определило особенности ее конструкции. Микросхемы выпускались в различных типах корпусов, включая:
Планарные корпуса — наиболее распространенный вариант для ранних выпусков. Эти корпуса имели характерные позолоченные выводы и часто комплектовались желтой подложкой или крышкой. Количество выводов обычно составляло 14 .
Металлокерамические корпуса — использовались для повышения надежности. Первые образцы имели стеклянное дно и крепились на клею, позже перешли на эвтектические соединения .
DIP-корпуса — встречались реже, в основном у микросхем с префиксом «М» (например, М133), которые проходили военную приемку .
Особый интерес представляют корпуса с никелированными выводами, которые появились в середине-конце 1980-х годов. Они выполнялись в «коричневой» керамике и часто имели в названии префикс «И» (И133...).
Основные типы микросхем и их функциональность
133 серия включала широкий спектр цифровых микросхем, охватывающий практически все основные потребности разработчиков электронной аппаратуры того времени. Рассмотрим наиболее характерные примеры:
Логические элементы:
- 133ЛА1 (1ЛБ331) — два элемента 4И-НЕ
- 133ЛА2 (1ЛБ332) — один элемент 8И-НЕ
- 133ЛА3 — четыре элемента 2И-НЕ (аналог SN7400)
- 133ЛА4 — три элемента 3И-НЕ
- 133ЛА6 — два мощных элемента 4И-НЕ
- 133ЛА7 — два элемента 4И-НЕ с открытым коллектором
- 133ЛА8 — четыре элемента 2И-НЕ с открытым коллектором
Триггеры и регистры:
- 133ТВ1 (1ТК331) — JK-триггер с логикой 3И на входе
- 133ТМ2 (1ТК332) — два D-триггера
- 133ИР1 — 4-разрядный сдвиговый регистр
Специализированные схемы:
- 133ИД3 — декодер 4 в 16
- 133ИЕ2 — 4-разрядный двоично-десятичный счетчик
- 133ИЕ5 — 4-разрядный двоичный счетчик
- 133ИМ3 — четырехразрядный полный сумматор
- 133КП2 — сдвоенный мультиплексор 4 в 1
Особенностью 133 серии было наличие некоторых специализированных микросхем, которых не было в аналогичной 155 серии. Например, К133ПП1 — дешифратор двоичного кода в код 7-сегментного индикатора .
Производство и технологические особенности
Производство микросхем 133 серии было развернуто на нескольких предприятиях СССР:
- НИИМЭ («Микрон», Зеленоград)
- «Электронприбор» (Фрязино)
- НПО «Планар» (Минск), позже вошедшее в «Интеграл»
- Завод «Планета» (Великий Новгород)
- «Экситон» (Павловский Посад) — выпускал редкие модели, например 1ЛП332
Технология производства в начале выпуска была нестабильной, что приводило к появлению микросхем с пониженными параметрами. Например, выпускались версии с быстродействием 25 и 50 нс вместо штатных 15 и 22 нс. Такие экземпляры иногда получали особые обозначения — 1ЛБ3311 и 1ЛБ3312 (отбраковка по нагрузочной мощности от 1ЛБ333 и 1ЛБ334 соответственно) .
Интересный факт: кристаллы в микросхемах 133 и 155 серий были одинаковыми. При тестировании пластин кристаллы, прошедшие по более жестким требованиям, шли на 133 серию (в планарные корпуса), а остальные — на 155 серию (в DIP-корпуса) .
Применение в радиоэлектронной аппаратуре
133 серия изначально создавалась для военной техники, в частности для бортовой ЭВМ 5Э26 зенитного ракетного комплекса С-300. Но впоследствии эти микросхемы нашли применение и в других областях:
Военная техника — системы управления, навигации, обработки радиолокационных сигналов. Микросхемы в планарном исполнении лучше подходили для работы в экстремальных условиях .
Промышленная автоматика — контроллеры, системы управления технологическими процессами. Надежность и стабильность параметров делали 133 серию предпочтительным выбором для ответственных применений .
Вычислительная техника — некоторые советские компьютеры, особенно ранние модели, использовали эти микросхемы. Хотя в массовой вычислительной технике чаще применялась 155 серия .
Контрольно-измерительная аппаратура — благодаря хорошим параметрам по быстродействию и помехоустойчивости .
Интересные факты и редкие экземпляры
Среди микросхем 133 серии встречаются поистине уникальные экземпляры, представляющие особый интерес для коллекционеров и историков техники:
1ЛП332 — редчайшая микросхема, которая практически не встречается в справочниках. Это была «половинка» от 133ЛД1 (1ЛП331) — один 4-входовый расширитель по ИЛИ вместо двух. Производство таких «половинок» быстро прекратили, так как технология позволила выпускать полноценные микросхемы.
Корпуса с боковыми выводами — у некоторых ранних экземпляров, например производства «Экситон», имелись рудиментарные боковые выводы. Их назначение до конца не ясно — возможно, это была попытка втиснуть дополнительные выводы или элемент крепления к рамке при изготовлении .
Микросхемы с разными кристаллами — исследования показывают, что в микросхемах с одинаковым обозначением от разных производителей могли стоять несколько отличающиеся кристаллы, что заметно по расположению контактных площадок .
Сравнение с другими сериями
133 серия часто сравнивается с более распространенной 155 серией. Основные различия:
Корпуса — 133 серия в основном выпускалась в планарных корпусах, а 155 — в DIP. Это делало 155 серию более удобной для радиолюбителей и мелкосерийного производства .
Параметры — несмотря на распространенное мнение, что 133 серия имеет меньшее энергопотребление, реальные измерения показывают, что различия минимальны. Основное отличие — в надежности и стабильности параметров в экстремальных условиях.
Функциональность — некоторые микросхемы были уникальны для каждой серии. Например, в 155 серии был счетчик К155ИЕ1, которого не было в 133 серии. В то же время 133 серия включала некоторые специализированные микросхемы, отсутствующие в 155 серии .
Применение — 133 серия в основном шла на военную и специальную технику, тогда как 155 серия использовалась шире, в том числе в гражданской аппаратуре.
Вот какие-то такие они были. Кто-то собирал на них что-нибудь? Напишите в комментарии и не забудьте лайк.