Продукт атрибуттары

Документтер жана медиа

Экологиялык жана экспорттук классификациялар

Интегралдык схемалар

Интегралдык микросхема (IC) - конденсаторлор, диоддор, транзисторлор жана резисторлор сыяктуу көптөгөн кичинекей компоненттерди камтыган жарым өткөргүч чип.Бул кичинекей компоненттер санариптик же аналогдук технологиянын жардамы менен маалыматтарды эсептөө жана сактоо үчүн колдонулат.Сиз ICди толук, ишенимдүү схема катары колдонула турган кичинекей чип деп ойлосоңуз болот.Интегралдык микросхемалар эсептегич, осциллятор, күчөткүч, логикалык дарбаза, таймер, компьютердин эс тутуму же микропроцессор болушу мүмкүн.

IC азыркы бардык электрондук түзүлүштөрдүн негизги курулуш материалы болуп эсептелет.Анын аталышы ичке, кремнийден жасалган жарым өткөргүч материалдын ичине камтылган бир нече өз ара байланышкан компоненттердин системасын сунуштайт.

Интегралдык микросхемалардын тарыхы 

Интегралдык микросхемалардын артындагы технология алгач 1950-жылы Америка Кошмо Штаттарында Роберт Нойс жана Джек Килби тарабынан киргизилген.АКШнын аба күчтөрү бул жаңы ойлоп табуунун биринчи керектөөчүсү болгон.Ошондой эле Джек Килби 2000-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгын миниатюраланган ИКти ойлоп тапканы үчүн алган.

Килбинин дизайнын киргизгенден 1,5 жыл өткөндөн кийин Роберт Нойс интегралдык микросхемалардын өзүнүн версиясын киргизген.Анын модели Килбинин аппаратында бир нече практикалык маселелерди чечкен.Нойс өзүнүн модели үчүн кремнийди да колдонсо, Джек Килби германийди колдонду. 

Роберт Нойс менен Джек Килби экөө тең интегралдык микросхемаларга кошкон салымы үчүн АКШнын патенттерин алышкан.Алар бир нече жылдар бою юридикалык маселелер менен күрөшүштү.Акыр-аягы, Нойс менен Килбинин компаниялары өздөрүнүн ойлоп табууларын кайчылаш лицензиялоону жана аларды чоң дүйнөлүк рынокко киргизүүнү чечишти.

Интегралдык микросхемалардын түрлөрү

Интегралдык микросхемалардын эки түрү бар.Булар:

1. Аналогдук ИС

Аналогдук ИК-тер алар алган сигналга жараша дайыма өзгөрүп туруучу чыгууга ээ.Теориялык жактан алганда, мындай ИКтер чексиз сандагы мамлекеттерге жете алат.ИКтин бул түрүндө кыймылдын чыгыш деңгээли сигналдын кириш деңгээлинин сызыктуу функциясы болуп саналат.

Сызыктуу ИС радио жыштык (RF) жана аудио жыштык (AF) күчөткүчтөрү катары иштей алат.Операциялык күчөткүч (op-amp) бул жерде адатта колдонулган түзүлүш болуп саналат.Мындан тышкары, температура сенсор дагы бир жалпы колдонмо болуп саналат.Сигнал белгилүү бир мааниге жеткенде сызыктуу IC ар кандай түзүлүштөрдү күйгүзүп жана өчүрө алат.Бул технологияны мештерден, жылыткычтардан жана кондиционерлерден таба аласыз. 

2. Санариптик IC 

Бул аналогдук ИКтерден айырмаланат.Алар сигнал деңгээлинин туруктуу диапазонунда иштебейт.Анын ордуна, алар алдын ала белгиленген бир нече деңгээлде иштешет.Санариптик ИС негизи логикалык дарбазалардын жардамы менен иштешет.Логикалык дарбазалар бинардык маалыматтарды колдонушат.Бинардык маалыматтардагы сигналдар төмөнкү (логикалык 0) жана жогорку (логикалык 1) деп аталган эки гана деңгээлге ээ.

Санариптик IC компьютерлер, модемдер ж.б.

Эмне үчүн интегралдык схемалар популярдуу?

Дээрлик 30 жыл мурун ойлоп табылганына карабастан, интегралдык микросхемалар дагы эле көптөгөн колдонмолордо колдонулат.Келгиле, алардын популярдуулугу үчүн жооптуу кээ бир элементтерди талкуулайлы: 

1. Масштабдуулук 

Бир нече жыл мурун жарым өткөргүч өнөр жайынын кирешеси укмуштуудай 350 миллиард долларга жеткен.Бул жерде Intel эң чоң салым кошкон.Башка оюнчулар да бар болчу, алардын көбү санариптик рынокко тиешелүү.Эгер сандарды карасаңыз, жарым өткөргүч өнөр жайынан түшкөн сатуунун 80 пайызы ушул базардан болгонун көрөсүз.

Бул ийгиликте интегралдык схемалар чоц роль ойноду.Көрдүңүзбү, жарым өткөргүч тармагынын изилдөөчүлөрү интегралдык микросхеманы, анын колдонмолорун жана анын спецификацияларын талдап, масштабын кеңейтишти.

Биринчи IC ойлоп тапкан бир нече транзисторлор болгон - конкреттүү 5.Ал эми азыр биз Intel компаниясынын 18 ядролуу Xeonду жалпысынан 5,5 миллиард транзисторду көрдүк.Андан тышкары, IBMдин Сактагыч контроллерунда 2015-жылы 480 МБ L4 кэш менен 7,1 миллиард транзистор болгон.

Бул масштабдуулук интегралдык микросхемалардын популярдуулугунда чоң роль ойноду.

2. Наркы

IC баасы боюнча бир нече талаш-тартыштар болгон.Көптөгөн жылдар бою ИКтин чыныгы баасы жөнүндө туура эмес түшүнүк бар.Мунун себеби, IC азыр жөнөкөй түшүнүк эмес.Технология абдан тез ылдамдыкта алдыга баратат жана чип дизайнерлери IC баасын эсептеп жатканда ушул темпти карманышы керек.

Бир нече жыл мурун, IC үчүн чыгымдарды эсептөө кремний өлүгүнө таянуу үчүн колдонулган.Ошол убакта чиптин баасын эсептөө оңой өлчөм менен аныкталышы мүмкүн.Кремний дагы эле алардын эсептөөлөрүнүн негизги элементи болуп саналат, ал эми эксперттер IC наркын эсептөөдө башка компоненттерди эске алуу керек, ошондой эле.

Буга чейин, эксперттер IC акыркы баасын аныктоо үчүн абдан жөнөкөй теңдемени чыгарышкан:

Акыркы IC баасы = Пакеттин баасы + Сыноонун баасы + Өлүмдүн баасы + Жеткирүү баасы

Бул теңдеме чипти өндүрүүдө чоң роль ойногон бардык керектүү элементтерди карайт.Мындан тышкары, дагы бир нече факторлор каралышы мүмкүн.IC чыгымдарын баалоодо эстен чыгарбоо керек болгон эң негизги нерсе - бул өндүрүш процессинде баа бир нече себептерден улам өзгөрүшү мүмкүн.

Ошондой эле, өндүрүш процессинде кабыл алынган ар кандай техникалык чечимдер долбоордун наркына олуттуу таасирин тийгизиши мүмкүн.

3. Ишенимдүүлүк

Интегралдык микросхемалардын өндүрүшү өтө кылдат иш, анткени ал бардык системалардын миллиондогон циклдер ичинде үзгүлтүксүз иштешин талап кылат.Тышкы электромагниттик талаалар, экстремалдык температуралар жана башка иштөө шарттары IC иштешинде маанилүү роль ойнойт.

Бирок, бул маселелердин көбү туура көзөмөлдөнгөн жогорку стресс тестти колдонуу менен жок кылынат.Бул интегралдык микросхемалардын ишенимдүүлүгүн жогорулатуу, жаңы бузулуу механизмдерин камсыз кылат.Биз ошондой эле жогорку стрессти колдонуу аркылуу салыштырмалуу кыска убакыттын ичинде бузулуу бөлүштүрүүнү аныктай алабыз.

Бул аспектилердин баары интегралдык микросхема туура иштешине ынанууга жардам берет.

Мындан тышкары, бул жерде интегралдык микросхемалардын жүрүм-турумун аныктоо үчүн кээ бир өзгөчөлүктөрү бар:

Температура

Температура кескин өзгөрүшү мүмкүн, бул IC өндүрүүнү абдан кыйындатат.

Чыңалуу.

Түзмөктөр бир аз өзгөрүшү мүмкүн болгон номиналдуу чыңалууда иштешет.

Процесс

Түзмөктөр үчүн колдонулган эң маанилүү процесстин вариациялары - босого чыңалуу жана каналдын узундугу.Процесстин вариациясы төмөнкүдөй классификацияланат:

• Көп-көп
• Вафельден ваферге
• Өлүш үчүн өл

Integrated Circuit Packages

Пакет интегралдык микросхеманы ороп, ага туташууну жеңилдетет.Формадагы ар бир тышкы байланыш кичинекей алтын зым менен пакеттеги төөнөгүчкө туташтырылган.Pins күмүш түстөгү экструдиялык терминалдар.Алар чиптин башка бөлүктөрү менен туташуу үчүн схема аркылуу өтөт.Булар абдан маанилүү, анткени алар чынжырды айланып, зымдарга жана чынжырдагы калган компоненттерге туташат.

Бул жерде колдонулушу мүмкүн болгон пакеттердин бир нече түрлөрү бар.Алардын бардыгында уникалдуу монтаждоо түрлөрү, уникалдуу өлчөмдөрү жана пиндердин саны бар.Келгиле, бул кантип иштээрин карап көрөлү.

PIN эсептөө

Бардык интегралдык микросхемалар поляризацияланган жана ар бир пин функциясы жана жайгашкан жери боюнча айырмаланат.Бул пакет бардык төөнөгүчтөрдү бири-биринен көрсөтүп, бөлүп көрсөтүү керек дегенди билдирет.Көпчүлүк IC биринчи пинди көрсөтүү үчүн чекит же оюк колдонушат.

Биринчи төөнөгүчтүн жайгашкан жерин аныктаганыңыздан кийин, калган пин номерлери схема боюнча сааттын жебесине каршы бара жатканда ырааттуулук менен көбөйөт.

Монтаждоо

Монтаждоо пакет түрүнүн уникалдуу мүнөздөмөлөрүнүн бири болуп саналат.Бардык пакеттерди эки монтаждык категориянын бирине ылайык категорияга бөлсө болот: жер үстүндөгү (SMD же SMT) же тешиктен (PTH).Through-hole пакеттери менен иштөө оңой, анткени алар чоңураак.Алар чынжырдын бир тарабына бекитилип, экинчисине ширетүү үчүн иштелип чыккан.

Үстүнө орнотулган таңгактар ​​ар кандай өлчөмдө болот, кичинеден кичинеге чейин.Алар кутучанын бир жагына бекитилет жана бетине ширетилген.Бул пакеттин төөнөгүчтөрү чипке перпендикуляр болуп, капталынан сыгылган же кээде чиптин негизинде матрицага орнотулат.Интегралдык микросхемалар үстүнкү монтажда да чогултулган алуу үчүн атайын шаймандарды талап кылат.

Dual In-Line

Dual In-line Package (DIP) эң кеңири таралган пакеттердин бири.Бул IC пакетинин бир түрү.Бул кичинекей микросхемалар кара, пластикалык, тик бурчтуу корпустан вертикалдуу созулган эки параллелдүү төөнөгүчтөрдү камтыйт.

Пиктердин ортосунда болжол менен 2,54 мм аралык бар – бул стандарттуу нан такталарына жана бир нече башка прототиптик такталарга туура келет.PIN санына жараша, DIP пакетинин жалпы өлчөмдөрү 4төн 64кө чейин өзгөрүшү мүмкүн.

Ар бир катар төөнөгүчтөрдүн ортосундагы аймак DIP IC нан тактасынын борбордук чөлкөмүн каптатуу үчүн бөлүнгөн.Бул төөнөгүчтөрдүн өз саптары бар экенин жана кыска эмес экенин камсыз кылат.

Small-Outline

Чакан контурлуу интегралдык микросхемалардын пакеттери же SOIC жер үстүндөгү монтажга окшош.Ал DIP боюнча бардык төөнөгүчтөрдү ийип, аны кичирейтүү менен түзүлөт.Сиз бул таңгактарды туруктуу колуңуз менен, жада калса жабык көз менен чогулта аласыз – Бул оңой!

Quad Flat

Quad Flat таңгактары бардык төрт багытта төөнөгүчтөр.Төрт жалпак ICдеги төөнөгүчтөрдүн жалпы саны бир жагындагы сегиз төөнөгүчтөн (жалпысынан 32) бир тараптагы жетимиш төөнөгүчкө чейин (жалпысынан 300+) өзгөрүшү мүмкүн.Бул төөнөгүчтөрдүн ортосунда 0,4 ммден 1 ммге чейинки боштук бар.Төрт жалпак пакеттин кичине варианттары аз профилдүү (LQFP), жука (TQFP) жана өтө ичке (VQFP) пакеттерден турат.

Шар тор массивдери

Ball Grid Arrays же BGA - бул эң өнүккөн IC пакеттери.Бул укмуштуудай татаал, кичинекей пакеттер, аларда кичинекей ширетүүчү шарлар интегралдык микросхеманын негизинде эки өлчөмдүү тордо орнотулган.Кээде адистер ширетүүчү топторду түз өлчөмгө бекитишет!

Ball Grid Arrays топтомдору көбүнчө Raspberry Pi же pcDuino сыяктуу өркүндөтүлгөн микропроцессорлор үчүн колдонулат.