Эволюция маркировки активных электронных компонентов
В истории маркировки электронных компонентов и непростой текущей ситуации, сложившейся в этой области электронной индустрии, помогает разобраться известный специалист по электронному рынку Георгий Келл.
Рис. 1. Маркировка электровакуумной лампы
Цифробуквенная маркировка электронных компонентов используется в отрасли с давних времен. А началось все с электровакуумных ламп. В 1944 году две американские отраслевые ассоциации – Radio Manufacturers Association (RMA) и National Electrical Manufacturers Association (NEMA) – создали Joint Electron Tube Engineering Council (JETEC). В обязанности этого Совета входила координация маркировки электровакуумных ламп. Тогда и появилась маркировка (рисунок 1), состоящая их нескольких букв и цифр (6AL5, 6J6, 6SL7 и так далее), несущая информацию и о функциональном назначении, и о некоторых параметрах ламп.
Спустя 14 лет, в 1958 году, буква “T” (Tube) в аббревиатуре Совета была заменена на “D” (Device), отразив наступление эры полупроводников. И уже в 1960 году была принята система маркировки полупроводниковых диодов EIA370, состоявшая из префикса 1N и порядкового номера (1N4007, 1N4148, …). JEDEC стала «законодателем» маркировки дискретных полупроводников на американском континенте. Европейская система обозначения Pro Electron появилась в 1966 году. По ней условное обозначение формировалась из двух или трех букв, характеризующих тип материала и функциональное назначение компонента, и порядкового номера (BC358, BY399, BAV99, …). Примерно тогда же японский Институт Промышленных Стандартов (Japanese Industrial Standards) выпустил стандарт JIS-C-7012, установивший привычное обозначение японских транзисторов (2SAxxxx, 2SCxxxx, 2SKxxxx, …).
Нет ничего удивительного, что система обозначения полупроводниковых дискретов унаследовала принципы, заложенные в маркировку электровакуумных ламп. При правильном выборе символов такая система была бы способна отображать определенные характеристики приборов и помогать в их оперативной идентификации. Однако массовое производство полупроводников и в первую очередь – микросхем, функциональное многообразие которых на порядки превышало многообразие диодов и транзисторов, поставило крест на благом намерении гармонизировать систему обозначений полупроводниковых приборов. В странах Запада, да и в Японии, при всей приверженности к порядку, вторым препятствием стала рыночная экономика и быстро растущее число производителей полупроводников, которые ни в коей мере не хотели тратить время и ресурсы на согласование наименований своих изделий с конкурентами, пусть и внутри одной страны. Таким образом, к началу 70-х система JEDEC в определенной мере продолжала действовать в США для дискретных полупроводников, а обозначение микросхем общего назначения стало формироваться в соответствии с принципами, выбранными для этого частными компаниями-производителями. Именно тогда сложился шаблон обозначения американских ИС, которого придерживается большинство компаний:
Конечно, как и у любой «стихийной» системы, у этой существует множество исключений, но известные всем электронщикам LM358N, UC2842BD, NE555N и тысячи других наименований ИС хорошо подтверждают правило.
На этом фоне исключительно эффективной выглядит принятая еще в СССР отечественная система обозначения полупроводниковых приборов. Не секрет, что большинство электронных компонентов, производимых в СССР, имели зарубежные прототипы, но их обозначения в нашей стране всегда были уникальными. И если эта уникальность для электровакуумных ламп, полупроводниковых диодов и транзисторов не слишком выделялась на фоне обозначений по системе JEDEC, то единая система обозначений для микросхем была очень информативной и удобной.
Первый норматив по условным обозначениям отечественных полупроводниковых микросхем НПО.034.000 появился в 1968 году (то есть «вполне на уровне» европейской системы ProElectron). Спустя пять лет он был «прописан» в стандарте ГОСТ 18682-72. В 1980 году появилась и просуществовала 20 лет привычная для большинства российских электронщиков система обозначения микросхем по ОСТу 11.073.915-80. Государственное управление электронной промышленностью СССР, выразившееся в создании в1965 году соответствующего министерства (МЭП), предполагало и централизованную систему отраслевой стандартизации. Обязанность по формированию условных обозначений полупроводниковых приборов (включая ИС), была возложена на созданное в 1968 году зеленоградское ЦКБ «Дейтон». Справочники под редакцией руководителей этой организации Б.В.Тарабрина и С.В.Якубовского были одними из немногих качественных источников информации о характеристиках полупроводниковых приборов советской поры.
Советская система условных обозначений микросхем отличалась продуманностью и наглядностью. Особенно хорошо это видно на примере микросхем логики. Так, типовые западные микросхемы, как 74-й, так и 4000-й серий содержали просто порядковый номер разработки, а также признак используемой технологии – 74LSxxx (маломощная Шоттки) или 74ACxx (быстродействующая КМОП для более поздних клонов), и суффикс, обозначавший тип корпуса. Обозначение аналогичной отечественной логики было гораздо более информативным (рисунок 2):
Рис. 2. Обозначение микросхем логики отечественного производства
Префикс
1a – буква «Э» обозначала экспортное исполнение (дюймовый шаг выводов). Встречалась редко.
1b – буква «К» говорила о предназначении для гражданской продукции. В микросхемах военного и космического применения отсутствовала.
1c – буква, характеризующая исполнение корпуса для ИС гражданского назначения: «Р» – dip, «Ф» – soic, «М» – керамика, «А» – планарный и так далее.
Серия
2a – технология изготовления: «1», «5» или «6» – монолитная ИС, «2», «4» или «8» – гибридная ИС, «7» – чип-исполнение (бескорпусное), «3» – иные ИС.
2b – в более поздней 4-хзначной нотации обозначала сферу применения: «0» – бытовая техника, «1» – аналоговые схемы, «4» – операционные усилители, «5» – цифровые схемы, «6» – память, «8» – микропроцессоры.
2c – собственно номер серии.
Функциональная группа
3a – основная группа, 3b – подгруппа. Именно эти две буквы говорили о функциональном назначении микросхемы. И список сочетаний был весьма внушительным: «УД» – операционный усилитель «ЛА» – логические И-НЕ, «ЕН» – линейный стабилизатор, «ПВ» – АЦП, «СА» – компаратор и так далее.
Порядковый номер в подгруппе иногда совпадал с порядковым номером западного прототипа. Например, MC10117 – К500ЛК117.
Суффикс
5a – указывал на наличие определенной версии микросхемы с отличающимися от стандартной характеристиками.
Отраслевой стандарт ОСТ 11.073.915-2000, принятый в 2000-м году, немного скорректировал предшественника. Совсем свежий ГОСТ РВ 5901-005-2010 также внес изменения, но в целом преемственность с советской системой условных обозначений сохранилась.
Безусловно, запоминание буквенных сочетаний функциональных групп требовало определенных усилий, но запоминание цифровых кодов импортных микросхем – еще больших. Хотя наличие в то время у многих электронщиков набора data-books облегчало задачу, а появление Google сделало поиск функционального описания микросхемы совсем тривиальным делом, оперативность идентификации компонента с «советской» маркировкой, по мнению автора – выше.
Все изменила миниатюризация электронных компонентов. Если на всех корпусах размера TO и DO и микросхемах DIP, SOIC, PLCC и QFP разместить полное условное наименование компонента не представляло труда, то с появлением smd-корпусов типа SOT, SC, MSOP, QFN и прочих малая площадь поверхности стала главной проблемой.
В СССР с ней впервые столкнулись еще при производстве первого (и наиболее популярного) транзистора в пластмассовом корпусе – КТ315. На корпусе размером 7х6 мм удавалось разместить только суффикс, характеризовавший коэффициент усиления (у левого края), логотип производителя и код даты. Когда появился комплементарный КТ361 в таком же корпусе, проблему решили просто – буквенный суффикс на них стали наносить по центру (рисунок 3).
Рис. 3. Маркировка транзисторов
В дальнейшем на советских заводах научились наносить полное наименование на корпуса типа TO92, но большую популярность c 80-х годов, видимо, из соображений экономии, получила маркировка цветными точками и условными символами (рисунок 4). Огромную популярность тогда приобрели справочники с расшифровкой такого вида маркировки. Да и теперь на Интернет-форумах обсуждение идентификации тех или иных отечественных дискретов с цветовой маркировкой занимает заметное место.
Справедливости ради следует сказать, что экономить на длине маркировки начали еще японские производители транзисторов. Они традиционно не наносили на корпус префикс «2S» и на любых корпусах, даже самых больших TO247, TO3P и TO218 значилось, к примеру, просто A1538.
Рис. 4. Цветная маркировка транзистора отечественного производства
Все драматически изменилось с появлением SMD-корпусов (рисунок 5), геометрические размеры которых имеют неуклонную тенденцию к уменьшению.
Технология поверхностного монтажа была впервые продемонстрирована компанией IBM в 1960 году, однако ее массовое внедрение началось только в конце 80-х. На классическом корпусе SOT23 размером 2,9х1,3 мм, даже используя лазерную гравировку, не удавалось разместить более четырех символов с сохранением читабельности невооруженным глазом. Тогда и появился новый вид маркировки полупроводниковых приборов – SMD-коды.
К сожалению, формирование SMD-кодов не подчиняется вообще никаким правилам. Каждая компания формирует их по своему усмотрению, используя зачастую совсем непонятные принципы. С учетом того, что по прогнозу аналитической компании IC Insights число отгруженных в 2018 году полупроводниковых приборов превысит 1 трлн. штук, а подавляющее число активных ЭК (да и пассивные от них не отстают) выпускается в SMD-исполнении, задача корректной идентификации SMD-компонентов становится практически невыполнимой.
К счастью, задача такой идентификации возникает не на «передовой линии» производства электронной техники, где «куется» основная прибыль глобальной электроники. Потребность в ней возникает у ремонтников, разработчиков, вовлеченных в обратный инжиниринг (reverse engineering) и просто у огромной армии электронщиков, занятых мелкосерийным производством электроники, что является популярным в нашей стране времяпровождением.
Автору данной статьи пришлось столкнуться с этой темой в начале XXI века, когда на сайте www.ecworld.ru началось формирование сводной таблицы, посвященной маркировке SMD-компонентов – SMD-коды. За эти годы там накопилось несколько десятков тысяч наименований полупроводниковых приборов, имеющих вид, показанный в таблице 1.
Безусловно, собранный материал отражает лишь доли процента от существующего на рынке числа SMD-кодов, но, с учетом того, что в таблицу включались наиболее популярные в нашей стране (да и в мире) активные ЭК, она может представлять значительную практическую пользу. Нельзя не признать, что «ручной» ввод данных в таблицу трудоемок и неизбежно связан с ошибками, которые, впрочем, обнаруживаются и исправляются, в том числе – благодаря обратной связи с посетителями раздела.
В заключении хотелось бы дать некие комментарии, помогающие более эффективно вести идентификацию ЭК по их SMD-кодам.
Такая вот непростая ситуация с этими, казалось бы, простыми SMD-кодами. Несбыточной мечтой представляется web-сервис, импортирующий фото SMD-компонента и выдающий перечень возможных вариантов полного наименования по убывающей релевантности.
Таблица 1. Пример наименования полупроводниковых приборов
Маркировка отечественных и зарубежных микросхем
Современная микроэлектроника построена на интеграции дискретных компонентов, при этом каждый отдельный элемент формируется на кремниевой подложке путём фотолитографии. Таким образом изготавливаются диоды, резисторы, транзисторы, а также сложные интегральные схемы, программируемые с учётом нужд пользователя. Чтобы не запутаться в многообразии этих электронных компонентов, была разработана унифицированная система маркировки. Микросхемы содержат на корпусе последовательность букв и цифр, прочитав которую инженер-схемотехник без труда определит не только функцию компонента, но и его характеристики.
Отечественная маркировка микросхем
Типичная маркировка отечественных микросхем выглядит следующим образом: КР580ВГ80А.
Первая буква обозначает специфику микросхемы:
К – ориентация на массовый рынок;
Э – экспортное исполнение.
Если первая буква отсутствует, микросхема является узкоспециализированной и сконфигурирована под особые задачи.
Вторая буква в маркировке микросхемы указывает на тип корпуса:
А – пластмассовый (компактный);
Б – отсутствует (бескорпусная микросхема);
Е – DIP (металл);
М – металлокерамика;
Н – металлокерамика (компактный);
P – DIP (пластик).
Следующая за типом корпуса цифра характеризует принадлежность микросхемы к той или иной конструктивно-технической группе.
1, 4, 8 – гибридные чипы;
1, 5, 6, 7 – полупроводниковые чипы;
3 – плёночное исполнение.
Следующие две цифры обозначают номер серии.
Следующие за серией буквы указывают на функциональное назначение микросхемы.
A – формирователи;
Б – модули задержки;
БМ – пассивный электронный компонент;
БР – активный электронный компонент;
В – вычислительный модуль;
Г – генератор импульсов;
ЕП – источник питания;
И – цифровые электронные компоненты;
K – коммутационные модули;
H – связки компонентов;
П – различного рода преобразователи;
P – запоминающие модули;
У – усилители;
Ф – фильтры;
X – многофункциональные микросхемы.
За порядковым номером серии следует номер разработки (двухзначный или однозначный).
Последний символ в маркировке микросхем указывает на какие-либо особенности в её электрических характеристиках.
Зарубежная маркировка микросхем (по системе Pro Electron)
В Европе и на Западе существует несколько устоявшихся схем маркировки электронных компонентов, каждая из которых имеет незначительные отличия в своей области применения. Но базовые принципы остаются общими для всех, и все они перечислены в классификации, принятой международной ассоциацией Pro Electron.
По классификации Pro Electron маркировка микросхем состоит из трёх буквенных символов, за которыми следует числовое значение.
Первая буква указывает на способ преобразования сигнала в схеме:
T – аналоговое преобразование;
S – цифровое преобразование;
U – преобразование смешанного типа.
Вторая буква после типа преобразования сигнала не имеет какого-то фиксированного значения (оно выбирается компанией-изготовителем). Исключением является буква «H», всегда обозначающая гибридный принцип работы микросхемы.
В случае с цифровыми электронными компонентами первые две буквы обозначают особенности устройства:
FY – линейка ЭСЛ;
GA – слаботочные TTL чипы;
GF – стандартные TTL;
GJ – производительные TTL;
H – комплементарные микросхемы.
Третий символ в маркировке микросхемы указывает на диапазон её рабочих температур:
После буквы, обозначающей температурный диапазон, следует четырёхзначное число — это серийный номер чипа.
Вслед за серийным номером в маркировке микросхемы указывается тип корпуса. Данное обозначение может быть двухбуквенным или однобуквенным.
Значение первой буквы при двухбуквенной маркировке:
С – корпус цилиндрической формы;
D – DIP корпус (контакты расположены в два ряда по краям микросхемы);
Е – DIP корпус с рассеивателем тепла;
F – четырёхугольный плоский (двухстороннее размещение контактов);
G – четырёхугольный плоский (четырёхстороннее размещение контактов);
К – корпус TO-3;
М – многорядный корпус;
Q – симметричное расположение контактов по четырём краям;
R – корпус с четырёхрядным расположением контактов и внешним теплорассеивателем;
S – контакты размещены в один ряд;
Т – корпус с трёхрядным размещением контактов.
Значение второй буквы при двухбуквенной маркировке:
G – стеклокерамика;
М – металл;
Р – пластик;
Х – другие материалы.
Если после серийного номера в маркировке микросхемы следует одна буква, её нужно толковать следующим образом:
С – корпус цилиндрической формы;
D – корпус из керамики;
F – плоский корпус;
Р – DIP корпус из пластика;
Q – четырёхрядное размещение контактов;
Т – миниатюрный корпус из пластика;
U – бескорпусная интегральная микросхема.
Следующие после типа корпуса две цифры — это серийный номер электронного компонента. Последняя цифра в маркировке микросхемы — диапазон её рабочих температур. Её следует трактовать следующим образом:
Надеемся, данная информация поможет вам разобраться в многообразии маркировок, и вы без проблем сможете выбрать и купить микросхемы с нужными характеристиками.
Маркировка отечественных и зарубежных микросхем
Современная микроэлектроника построена на интеграции дискретных компонентов, при этом каждый отдельный элемент формируется на кремниевой подложке путём фотолитографии. Таким образом изготавливаются диоды, резисторы, транзисторы, а также сложные интегральные схемы, программируемые с учётом нужд пользователя. Чтобы не запутаться в многообразии этих электронных компонентов, была разработана унифицированная система маркировки. Микросхемы содержат на корпусе последовательность букв и цифр, прочитав которую инженер-схемотехник без труда определит не только функцию компонента, но и его характеристики.
Отечественная маркировка микросхем
Типичная маркировка отечественных микросхем выглядит следующим образом: КР580ВГ80А.
Первая буква обозначает специфику микросхемы:
К – ориентация на массовый рынок;
Э – экспортное исполнение.
Если первая буква отсутствует, микросхема является узкоспециализированной и сконфигурирована под особые задачи.
Вторая буква в маркировке микросхемы указывает на тип корпуса:
А – пластмассовый (компактный);
Б – отсутствует (бескорпусная микросхема);
Е – DIP (металл);
М – металлокерамика;
Н – металлокерамика (компактный);
P – DIP (пластик).
Следующая за типом корпуса цифра характеризует принадлежность микросхемы к той или иной конструктивно-технической группе.
1, 4, 8 – гибридные чипы;
1, 5, 6, 7 – полупроводниковые чипы;
3 – плёночное исполнение.
Следующие две цифры обозначают номер серии.
Следующие за серией буквы указывают на функциональное назначение микросхемы.
A – формирователи;
Б – модули задержки;
БМ – пассивный электронный компонент;
БР – активный электронный компонент;
В – вычислительный модуль;
Г – генератор импульсов;
ЕП – источник питания;
И – цифровые электронные компоненты;
K – коммутационные модули;
H – связки компонентов;
П – различного рода преобразователи;
P – запоминающие модули;
У – усилители;
Ф – фильтры;
X – многофункциональные микросхемы.
За порядковым номером серии следует номер разработки (двухзначный или однозначный).
Последний символ в маркировке микросхем указывает на какие-либо особенности в её электрических характеристиках.
Зарубежная маркировка микросхем (по системе Pro Electron)
В Европе и на Западе существует несколько устоявшихся схем маркировки электронных компонентов, каждая из которых имеет незначительные отличия в своей области применения. Но базовые принципы остаются общими для всех, и все они перечислены в классификации, принятой международной ассоциацией Pro Electron.
По классификации Pro Electron маркировка микросхем состоит из трёх буквенных символов, за которыми следует числовое значение.
Первая буква указывает на способ преобразования сигнала в схеме:
T – аналоговое преобразование;
S – цифровое преобразование;
U – преобразование смешанного типа.
Вторая буква после типа преобразования сигнала не имеет какого-то фиксированного значения (оно выбирается компанией-изготовителем). Исключением является буква «H», всегда обозначающая гибридный принцип работы микросхемы.
В случае с цифровыми электронными компонентами первые две буквы обозначают особенности устройства:
FY – линейка ЭСЛ;
GA – слаботочные TTL чипы;
GF – стандартные TTL;
GJ – производительные TTL;
H – комплементарные микросхемы.
Третий символ в маркировке микросхемы указывает на диапазон её рабочих температур:
После буквы, обозначающей температурный диапазон, следует четырёхзначное число — это серийный номер чипа.
Вслед за серийным номером в маркировке микросхемы указывается тип корпуса. Данное обозначение может быть двухбуквенным или однобуквенным.
Значение первой буквы при двухбуквенной маркировке:
С – корпус цилиндрической формы;
D – DIP корпус (контакты расположены в два ряда по краям микросхемы);
Е – DIP корпус с рассеивателем тепла;
F – четырёхугольный плоский (двухстороннее размещение контактов);
G – четырёхугольный плоский (четырёхстороннее размещение контактов);
К – корпус TO-3;
М – многорядный корпус;
Q – симметричное расположение контактов по четырём краям;
R – корпус с четырёхрядным расположением контактов и внешним теплорассеивателем;
S – контакты размещены в один ряд;
Т – корпус с трёхрядным размещением контактов.
Значение второй буквы при двухбуквенной маркировке:
G – стеклокерамика;
М – металл;
Р – пластик;
Х – другие материалы.
Если после серийного номера в маркировке микросхемы следует одна буква, её нужно толковать следующим образом:
С – корпус цилиндрической формы;
D – корпус из керамики;
F – плоский корпус;
Р – DIP корпус из пластика;
Q – четырёхрядное размещение контактов;
Т – миниатюрный корпус из пластика;
U – бескорпусная интегральная микросхема.
Следующие после типа корпуса две цифры — это серийный номер электронного компонента. Последняя цифра в маркировке микросхемы — диапазон её рабочих температур. Её следует трактовать следующим образом:
Надеемся, данная информация поможет вам разобраться в многообразии маркировок, и вы без проблем сможете выбрать и купить микросхемы с нужными характеристиками.