Привет друзьям и подружкам славного клана Радиолюбителей!
Сегодня собирался побаловаться с экономичной и практичной микросхемой логической - К176ЛЕ5, помеченной красной точкой*.
Если кто не знает что за микросхема К176ЛЕ5 поясню, - это аналог биполярно-транзисторной, логической и всемирно известной микросхемы К155ЛА3.
Вот только К155ЛА3 это ТТЛ - транзисторная логика на биполярниках, а К176ЛЕ5 это КМОМ - логика на ключах из полевых транзисторов.
Микросхема это прекрасная, экономичная и универсальная. Строить на ней можно всё или почти всё, при умелой фантазии.
Вот, к примеру радиоприемник СВ диапазона выполненный на одной такой микросхеме.
Про металлоискатели, пищалки, мигалки и индикаторы на этой микросхеме я вообще молчу - их строить с такой микросхемой проще простого.
Чтобы понять логику надо знать нутро микросхем
Но под микроскоп залезать не охота и внутреннее убранство логического модуля 2ИЛИ-НЕ я подсмотрел в сети на любительских ресурсах.
Принципиальная схема логического элемента ИЛИ-НЕ состоит из двух КМПД-ключей, нижние транзисторы которых соединены параллельно, а верхние последовательно.
При поступлении „ сигнала 1 хотя бы на один из входов, например Xi, нижний транзистор VT1 откроется, а верхний VT3 закроется и независимо от сигнала на втором входе на выходе элемента установится уровень логического 0. Только при сигнале 0 на обоих входах, когда нижние транзисторы закрыты, а верхние открыты, на выходе установится уровень 1. Таким образом, логический элемент реализует функцию ИЛИ-НЕ: y=Xi+x2.
И вот тут я задался вопросом - "А кто первым сделал микросхемы?"
Парень я дотошный и терпеливый. Первые результаты поиска меня не удивили, но раззадорили. Старую байку придуманную англичанами и американцами про отсталых русских покупающих и ворующих технологии на западе переписали многие писаки и блогеры, но правда в следующем.
Придется окунуться в историю советского радио
К началу Великой Отечественной войны службы воздушного наблюдения оснащались отечественными РЛС дальнего обнаружения РУС-2 и РУС-2с, созданные в НИИ-20.
Сами понимаете, что в условиях войны было сложно производить не только электронику. Но количество РЛС дальнего обнаружения, выпущенных до конца войны, составило: РУС-2 (дву-антенная) – 12, РУС-2 (одноантенная, автомобильная) – 132, РУС-2с (одноантенная, разборная) – 463; станций орудийной наводки СОН-2от – 124. Бортовой станцией «Гнейс-2» к концу 1944 года было оснащено уже 230 самолётов.
Получается так, что даже в условиях войны с мировым злом - фашизмом, СССР умудрялся разрабатывать и внедрять в производство аппараты высочайшего класса, создание которых было невозможно без развития электронной науки и базовых институтов. Достаточно вспомнить знаменитый Телефон Ольги Ивановны Репиной. ТАИ-43 системы МБ который многие считают репликой немецкого телефона за схожесть принципиальной схемы и корпусов. Но факт, что советский телефон показал себя лучше своих зарубежных аналогов остается историческим фактом.
Вернемся к нашим микросхемам
Если вы начнете искать первоисточники, то скорее всего обнаружите одну и ту-же информацию: "Схемы КМОП в 1963 изобрёл Фрэнк Вонлас из компании Fairchild Semiconductor, первые микросхемы по технологии КМОП были созданы в 1968."
Ранние КМОП-схемы были очень уязвимы для электростатических разрядов, а для изготовления затворов в КМОП-ячейках на ранних этапах применялся алюминий.
В чем суть и отличие интегральных микросхем от микросборок
В советской аппаратуре, особенно военного назначения, уже с 50-х годов применялись миниатюрные блоки с плотно упакованными в схему радиодеталями. Но эти детали были дискретны - разрознены и являлись отдельными частями схемы.
12 сентября 1958 года Джек Сен-Клер Килби продемонстрировал первую рабочую интегральную схему в фирме Texas Instruments (США). Впервые электронные компоненты были интегрированы на одной подложке.
Взглянем на вот эту подложку и детали размещенные на ней
Это Советская Гибридная Интегральная Микросхема на в которой на одной подложке размещены и мощные транзисторы на золотых подложках - радиаторах и резисторы из напыленного слоя металла/оксида и !!! сдвоенные транзисторы на одном кристалле.
Джек Сен-Клер Килби продемонстрировал первую рабочую интегральную схему. Впервые электронные компоненты были интегрированы на одной подложке. Это устройство представляло собой генератор на крошечной пластине германия размером 11,1´1,6 мм. Интегральная микросхема была представлена на выставке института радиоинженеров в марте 1960 года. За изобретение интегральной схемы Д.С. Килби был награждён Нобелевской премией по физике.
Но постойте! А что в СССР ?
В СССР первая интегральная микросхема была создана в начале 1960 года в НИИ-35 нынешнее "НИИ Пульсар". Об этом писалось в Европейских газетах и американских изданиях.
Тут надо обязательно вспомнить о том, что руководством РЗПП (Рижского завода полупроводниковых приборов построенного СССР в Латвийской ССР в 1958 году) было дано поручение молодому инженеру Юрию Валентиновичу Осокину - "...реализовать на одном кристалле два транзистора и два резистора, исключив их паразитное взаимное влияние..."
Первые опытные образцы были получены осенью 1962 года. Схемы 2ИЛИ-НЕ, получившей заводское обозначение Р12–2 базировались на твердой германиевой основе. Она содержала два германиевых p-n-p-транзистора с общей нагрузкой в виде распределённого германиевого резистора р-типа.
2ИЛИ-НЕ заводское обозначение Р12–2
Теперь вы понимаете "С чего начинается Родина"? В самом начале статьи я увлекся микросхемой логической К176ЛЕ5 помеченной красной точкой*. Именно эта микросхема реализует операции 2ИЛИ-НЕ.
(Про красную точку я расскажу в конце)
К концу 1962 года РЗПП выпустил первые 5 тыс. микросхем. В американской печати упоминается о начале выпуска микросхем в конце 1961 года, но не указывается общее количество штук.
Разумеется никаких Нобелевских премий Осокин как и Лосев не получил. Его имя отчество вряд-ли вспомнит даже Старый Опытный Радиолюбитель, зато байки про то как СССР микросхемы у Запада воровал перескажет запросто.
Микросхемы Ю.В. Осокина тут же нашли практическое применение, «Ленинец» сделал на них первый в мире авиационный бортовой компьютер «Гном».
Первые микросхемы по технологии КМОП были созданы в 1968. Долгое время КМОП рассматривалась как энергосберегающая, но медленная альтернатива ТТЛ, поэтому микросхемы КМОП нашли применение в электронных часах, калькуляторах и других устройствах с батарейным питанием, где энергопотребление было критичным.
Интересный факт заключается в том, что американцы долгое время не могли реализовать защиту микросхемы КМОП от статического электричества.
Глядя на то как, почти небрежно, советские специалисты вертят в руках образцы микросхем технологии КМОП произведенные в СССР, в то время как микросхемы из США заворачивались в фольгу или перематывались по выводам проволокой, зарубежные "друзья" приходили в ужасный восторг и всячески пытались узнать секрет этого ноу-хау. СССР по дружески - за даром отдал эскиз КМОП схемы с диодами на входах. (Патент в США не заставил себя долго ждать).
Даже сегодня, листая старые журналы ЮТ со схемами на микросхемах, я нахожу следы этой странной диодной защиты, про которую рассказали русские, а американцы реализовали, напаяв на ноги своих КМОП микросхем выпрямительные диоды.
Нет, нет - это не точная копия американских патентов - это последствия обучения схемотехнике по западному образцу.
Уберите все диоды и схема останется рабочей и надежной, тем более, что она собрана на старой биполярно транзисторной К155ЛА3.
Так как-же СССР микросхемы копировал и технологии воровал?
И кто об этом так рассказывает ?
И вот чем-бы таким им ответить? А наверное теми гранд при и золотыми медалями, что тот самый Запад, у которого якобы СССР технологии воровал, присваивал и вручал именно продукции родом из СССР.
Международного жюри выставки по разделу радиоэлектроники.
В рамках этого раздела Советский Союз был удостоен 25 наград, включая 6 Гран-при, 8 золотых и 5 серебряных медалей, а также 6 почётных дипломов Всемирной выставки.
От СССР были представлены 16 предприятий радиопромышленности. На этой выставке все они были отмечены призами.
Что так понравилось зарубежным зрителям и жюри
Комплекс телевизионных устройств ВНИИ телевидения – Grand Prix;
Телевизоры радиозавода им. Козицкого – Grand Prix;
Электровакуумные изделия электронной промышленности – Grand Prix; Радиоприёмники высшего класса радиозавода ВЭФ – Grand Prix;
Электромузыкальные инструменты, Володина – Grand Prix;
Оборудование связи Пермского завода – Grand Prix;
Радиоприёмники ламповые «Октава», «Дружба», «Комета» – Золотая медаль;
Радиоприёмники транзисторные «Спутник», «Сюрприз», «Восход» – Золотая медаль;
Телевизоры «Темп-3», «Темп-4», «Темп-5» – Золотая медаль;
Автомобильные приёмники А-11, А-12, А-13 – Золотая медаль; Транзисторный приёмно-трансляционный узел КРУ-40 – Золотая медаль;
Радиоизмерительные приборы (10 типов) – Золотая медаль.
Почётные дипломы (вторая премия) были присуждены: радиозаводу им. Попова (Рига) – за приёмники «Фестиваль» и «Сакта»; Московскому радиозаводу – за телевизоры «Кристалл», «Алмаз», «Рубин» и проекционный телевизор «Москва»; НИИРПА им. Попова – за разработку радиоаппаратуры, в том числе и акустической. Дипломы получили предприятия за полупроводниковые приборы и радиодетали.
До сих пор не утихает спор за первенство на Луне и Транзистор. Триод Красилова и удивительный усилительный элемент, так и не получивший своего названия, Олега Лосева и поныне не дают покоя зарубежным историкам электроники и науки.
Развивать науку и технологии после разрушительной войны - это не просто
Уже к середине 50-х годов производство транзисторов было освоено, и в течение 1957 года в СССР было выпущено уже 24 млн полупроводниковых приборов (диодов и транзисторов). Конечно такого количества полупроводниковых приборов было мало, но наша страна строила заводы, школы и больницы, запускала ракеты в космос. Обогатившиеся за годы войны и вывезшие к себе с оккупированных стран заводы, специалистов и технологии, США в том-же году транзисторов выпустили 28 млн штук.
И давайте на забывать, что американская радиоэлектроника развивалась на основе широкой кооперации со многими производителями по всему миру, включая Японию, Корею, Европу, Азию и Латинскую Америку, в то время как СССР был совершенно самодостаточным в области базовых наук и технологий.
Отчаявшись в сравнении запада и СССР, "радио-писатели" завсегда попытаются уязвить Бумеров из России выкриками типа: "Советские микрокалькуляторы - самые большие микрокалькуляторы в мире!"
Ну на эту типа шутку я отвечу так: «Just before April 1973, Sharp completed the development of the pocket calculator and constructed a production line for manufacturing the new product».
Да этот тот самый микрокалькулятор что помещался в кармане и с которым сравнивают наш родной «Электроника БЗ-04» который в 1974 году уже можно было купить в магазинах СССР.
И тут конечно о первенстве в электронике можно говорить бесконечно, вспоминая откуда у США появилась возможность писать виниловые пластинки в режиме "стерео" и о том почему тяжелые космические ракеты США используют советские/российские двигатели и о том почему кодеры штатов общаются на русском языке, да много еще чего прикольного и смешного.
Постановлением СМ СССР от 26 ноября 1965 года было образовано высшее учебное заведение по подготовке специалистов в области микроэлектроники – Московский институт электронной техники (МИЭТ). Именно в этом заведении мне довелось учиться, работать и творить немножечко науки. Уровень знаний которым гордятся выпускники этого вуза заложен советской наукой СССР.
Сегодня многое утрачено, - сожжены библиотеки ГПНТБ СССР и спецхраны (случайные пожары), в Казахстане разрушен (случайно) единственный в мире автоматический пассажирский космический корабль Буран повторить который по готовым чертежам не смогли западные специалисты ... и многое что огорчить может, но страна моя живет, страна творит, а я сижу и, попивая квасок, экспериментирую со старой советской микросхемой К176ЛЕ5 помеченной красной точкой*.
КРАСНАЯ ТОЧКА.
нет - это не то что вы подумали! это обещанный рассказик о том, - что означает красная точка на радиодеталях.
Тут просто всё! Кроме ромбов на деталях, используемых в аппаратах повышенной надежности и особой точности, ставится красная точка специалистами - тестировщиками или контролерами, отбирая детали и проверяя их на стендах. Пометка деталей была и в некоторых полугражданских производствах даже на лампах.
Следующий раз я расскажу вам про Конденсаторы которые не летают в космос, а пока ПОДПИШИТЕСЬ, УЛЫБНИТЕСЬ, ЛАЙК ПОСТАВЬТЕ - НЕ ЛЕНИТЕСЬ!