Ապրանքի հատկանիշներ

Փաստաթղթեր և լրատվամիջոցներ

Բնապահպանական և արտահանման դասակարգումներ

Ինտեգրված սխեմաներ 

Ինտեգրված սխեման (IC) կիսահաղորդչային չիպ է, որը կրում է շատ փոքր բաղադրիչներ, ինչպիսիք են կոնդենսատորները, դիոդները, տրանզիստորները և ռեզիստորները:Այս փոքրիկ բաղադրիչներն օգտագործվում են թվային կամ անալոգային տեխնոլոգիայի օգնությամբ տվյալների հաշվարկման և պահպանման համար:Դուք կարող եք պատկերացնել IC-ը որպես փոքր չիպ, որը կարող է օգտագործվել որպես ամբողջական, հուսալի միացում:Ինտեգրված սխեմաները կարող են լինել հաշվիչը, տատանվողը, ուժեղացուցիչը, տրամաբանական դարպասը, ժամանակաչափը, համակարգչային հիշողությունը կամ նույնիսկ միկրոպրոցեսորը:

IC-ը համարվում է այսօրվա բոլոր էլեկտրոնային սարքերի հիմնական շինանյութը:Դրա անունը հուշում է մի քանի փոխկապակցված բաղադրիչների համակարգ, որոնք ներկառուցված են բարակ, սիլիկոնից պատրաստված կիսահաղորդչային նյութի մեջ:

Ինտեգրված սխեմաների պատմություն

Ինտեգրալ սխեմաների հիմքում ընկած տեխնոլոգիան ի սկզբանե ներդրվել է 1950 թվականին Ռոբերտ Նոյսի և Ջեք Քիլբիի կողմից Ամերիկայի Միացյալ Նահանգներում:Այս նոր գյուտի առաջին սպառողը ԱՄՆ ռազմաօդային ուժերն էին։Ջեքը նաև Քիլբին արժանացավ ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի 2000 թվականին՝ մանրացված IC-ների իր գյուտի համար:

Kilby-ի դիզայնի ներդրումից 1,5 տարի անց Ռոբերտ Նոյսը ներկայացրեց ինտեգրալ սխեմայի իր տարբերակը։Նրա մոդելը լուծել է մի քանի գործնական խնդիրներ Քիլբիի սարքում։Նոյսն իր մոդելի համար օգտագործել է նաև սիլիցիում, մինչդեռ Ջեկ Քիլբին գերմանիում է օգտագործել։

Ռոբերտ Նոյսը և Ջեք Քիլբին երկուսն էլ ստացել են ԱՄՆ արտոնագրեր ինտեգրալ սխեմաների մեջ իրենց ներդրման համար:Նրանք մի քանի տարի պայքարում էին իրավական խնդիրների դեմ։Վերջապես, և՛ Noyce-ը, և՛ Kilby's ընկերությունները որոշեցին խաչաձև արտոնագրել իրենց գյուտերը և ներկայացնել դրանք հսկայական համաշխարհային շուկա:

Ինտեգրված սխեմաների տեսակները

Գոյություն ունեն երկու տեսակի ինտեգրալ սխեմաներ.Սրանք:

1. Անալոգային IC-ներ

Անալոգային IC-ներն ունեն անընդհատ փոփոխվող ելք՝ կախված ստացվող ազդանշանից:Տեսականորեն, նման IC-ները կարող են հասնել անսահմանափակ թվով վիճակների:Այս տեսակի IC-ում շարժման ելքային մակարդակը ազդանշանի մուտքային մակարդակի գծային ֆունկցիան է:

Գծային IC-ները կարող են գործել որպես ռադիոհաճախականության (RF) և ձայնային հաճախականության (AF) ուժեղացուցիչներ:Գործառնական ուժեղացուցիչը (op-amp) այն սարքն է, որը սովորաբար օգտագործվում է այստեղ:Բացի այդ, ջերմաստիճանի սենսորը ևս մեկ ընդհանուր կիրառություն է:Գծային IC-ները կարող են միացնել և անջատել տարբեր սարքեր, երբ ազդանշանը հասնում է որոշակի արժեքի:Այս տեխնոլոգիան կարող եք գտնել ջեռոցներում, ջեռուցիչներում և օդորակիչներում:

2. Թվային IC-ներ

Սրանք տարբերվում են անալոգային IC-ներից:Նրանք չեն գործում ազդանշանային մակարդակների մշտական ​​տիրույթում:Փոխարենը, նրանք գործում են մի քանի նախապես սահմանված մակարդակներում:Թվային IC-ները հիմնովին աշխատում են տրամաբանական դարպասների օգնությամբ:Տրամաբանական դարպասներն օգտագործում են երկուական տվյալներ:Երկուական տվյալների ազդանշաններն ունեն միայն երկու մակարդակ, որոնք հայտնի են որպես ցածր (տրամաբանական 0) և բարձր (տրամաբանություն 1):

Թվային IC-ները օգտագործվում են մի շարք ծրագրերում, ինչպիսիք են համակարգիչները, մոդեմները և այլն:

Ինչու են ինտեգրված սխեմաները հայտնի:

Չնայած այն հորինվել է գրեթե 30 տարի առաջ, ինտեգրալ սխեմաները դեռ օգտագործվում են բազմաթիվ ծրագրերում:Եկեք քննարկենք որոշ տարրեր, որոնք պատասխանատու են դրանց ժողովրդականության համար.

1.Ծավալայնություն 

Մի քանի տարի առաջ կիսահաղորդչային արդյունաբերության եկամուտը հասնում էր մինչև անհավատալի 350 միլիարդ ԱՄՆ դոլարի:Intel-ն այստեղ ամենամեծ ներդրումն ունեցավ:Կային նաև այլ խաղացողներ, և դրանց մեծ մասը պատկանում էր թվային շուկային:Եթե ​​նայեք թվերին, ապա կտեսնեք, որ կիսահաղորդչային արդյունաբերության կողմից արտադրված վաճառքի 80 տոկոսը եղել է այս շուկայից:

Այս հաջողության մեջ մեծ դեր են խաղացել ինտեգրալ սխեմաները։Տեսեք, կիսահաղորդչային արդյունաբերության հետազոտողները վերլուծել են ինտեգրալային սխեման, դրա կիրառությունները և բնութագրերը և մեծացրել են այն:

Երբևէ հայտնագործված առաջին IC-ն ուներ ընդամենը մի քանի տրանզիստոր՝ կոնկրետ 5-ը:Եվ հիմա մենք տեսանք Intel-ի 18 միջուկային Xeon-ը՝ ընդհանուր 5,5 միլիարդ տրանզիստորներով:Ավելին, IBM-ի Storage Controller-ն ուներ 7,1 միլիարդ տրանզիստոր՝ 480 ՄԲ L4 քեշով 2015 թվականին:

Այս մասշտաբայնությունը մեծ դեր է խաղացել Ինտեգրված սխեմաների գերակշռող ժողովրդականության մեջ:

2. Արժեքը

Մի քանի բանավեճեր են եղել IC-ի արժեքի վերաբերյալ:Տարիների ընթացքում սխալ պատկերացում է եղել նաև IC-ի իրական գնի վերաբերյալ:Սրա պատճառն այն է, որ IC-ներն այլևս պարզ հասկացություն չեն:Տեխնոլոգիան առաջ է ընթանում ահռելի արագությամբ, և չիպերի դիզայներները պետք է պահպանեն այս տեմպերը IC-ի արժեքը հաշվարկելիս:

Մի քանի տարի առաջ IC-ի համար ծախսերի հաշվարկը հիմնվում էր սիլիցիումի վրա:Այն ժամանակ չիպի արժեքը գնահատելը հեշտությամբ կարող էր որոշվել ըստ չափսերի:Թեև սիլիցիումը դեռևս առաջնային տարր է նրանց հաշվարկներում, փորձագետները պետք է հաշվի առնեն նաև այլ բաղադրիչները IC-ի արժեքը հաշվարկելիս:

Մինչ այժմ, փորձագետները եզրակացրել են բավականին պարզ հավասարում ՝ IC-ի վերջնական արժեքը որոշելու համար.

Վերջնական IC արժեքը = Փաթեթի արժեքը + Փորձարկման արժեքը + Մատուցման արժեքը + Առաքման արժեքը

Այս հավասարումը հաշվի է առնում բոլոր անհրաժեշտ տարրերը, որոնք հսկայական դեր են խաղում չիպի արտադրության մեջ:Բացի այդ, կարող են լինել ևս մի քանի գործոններ, որոնք կարելի է դիտարկել:Ամենակարևորը, որ պետք է հիշել IC-ի ծախսերը գնահատելիս, այն է, որ գինը կարող է տարբեր լինել արտադրության գործընթացում մի քանի պատճառներով:

Նաև, արտադրական գործընթացի ընթացքում ընդունված ցանկացած տեխնիկական որոշում կարող է էական ազդեցություն ունենալ նախագծի արժեքի վրա:

3. Հուսալիություն

Ինտեգրալ սխեմաների արտադրությունը շատ զգայուն խնդիր է, քանի որ այն պահանջում է, որ բոլոր համակարգերը անընդհատ աշխատեն միլիոնավոր ցիկլերի ընթացքում:Արտաքին էլեկտրամագնիսական դաշտերը, ծայրահեղ ջերմաստիճանները և այլ աշխատանքային պայմանները կարևոր դեր են խաղում IC-ի շահագործման մեջ:

Այնուամենայնիվ, այս խնդիրների մեծ մասը վերացվում է ճիշտ վերահսկվող բարձր սթրեսային թեստերի կիրառմամբ:Այն չի ապահովում խափանման նոր մեխանիզմներ՝ մեծացնելով ինտեգրալային սխեմաների հուսալիությունը:Մենք կարող ենք նաև որոշել խափանումների բաշխումը համեմատաբար կարճ ժամանակում՝ ավելի բարձր սթրեսների կիրառմամբ:

Այս բոլոր ասպեկտները օգնում են համոզվել, որ ինտեգրված միացումն ի վիճակի է ճիշտ աշխատել:

Ավելին, ահա ինտեգրալային սխեմաների վարքագիծը որոշելու որոշ առանձնահատկություններ.

Ջերմաստիճանը

Ջերմաստիճանը կարող է կտրուկ տարբերվել, ինչը չափազանց դժվարացնում է IC-ի արտադրությունը:

Լարման.

Սարքերը գործում են անվանական լարման տակ, որը կարող է մի փոքր տարբերվել:

Գործընթացը

Սարքերի համար օգտագործվող գործընթացների ամենակարևոր փոփոխություններն են շեմային լարումը և ալիքի երկարությունը:Գործընթացի տատանումները դասակարգվում են հետևյալ կերպ.

• Շատ-շատ
• Վաֆլի վաֆլի
• Մեռնիր մեռնելու համար

Ինտեգրված միացումների փաթեթներ

Փաթեթը փաթաթում է ինտեգրալային սխեմայի միջուկը, ինչը մեզ համար հեշտացնում է միանալ դրան:Մատրակի վրա յուրաքանչյուր արտաքին միացում միացված է մի փոքրիկ կտոր ոսկյա մետաղալարով փաթեթի վրա դրված կապին:Կապում են extruding տերմինալներ, որոնք ունեն արծաթագույն գույն.Նրանք անցնում են շղթայի միջով՝ չիպի այլ մասերի հետ միանալու համար։Սրանք շատ կարևոր են, քանի որ դրանք շրջանցում են միացումն ու միանում լարերին և շղթայի մնացած բաղադրիչներին:

Կան մի քանի տարբեր տեսակի փաթեթներ, որոնք կարող են օգտագործվել այստեղ:Նրանք բոլորն ունեն մոնտաժման եզակի տեսակներ, եզակի չափսեր և քորոցների քանակ:Եկեք նայենք, թե ինչպես է սա աշխատում:

Pin Counting

Բոլոր ինտեգրալային սխեմաները բևեռացված են, և յուրաքանչյուր փին տարբերվում է թե՛ գործառույթի, թե՛ գտնվելու վայրի առումով:Սա նշանակում է, որ փաթեթը պետք է ցույց տա և առանձնացնի բոլոր կապանքները միմյանցից:IC-ների մեծամասնությունը օգտագործում է կամ կետ կամ խազ՝ առաջին քորոցը ցույց տալու համար:

Երբ դուք հայտնաբերում եք առաջին փին տեղադրությունը, մնացած փին թվերը հաջորդականությամբ աճում են, երբ դուք շարժվում եք ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ հակառակ ուղղությամբ:

Մոնտաժում

Մոնտաժումը փաթեթի տեսակի եզակի հատկանիշներից մեկն է:Բոլոր փաթեթները կարող են դասակարգվել ըստ երկու մոնտաժային կատեգորիաներից մեկի՝ մակերևութային ամրացում (SMD կամ SMT) կամ անցքով (PTH):Շատ ավելի հեշտ է աշխատել Through-hole փաթեթների հետ, քանի որ դրանք ավելի մեծ են:Դրանք նախատեսված են շղթայի մի կողմում ամրացնելու և մյուսին զոդելու համար:

Մակերեւութային մոնտաժային փաթեթները լինում են տարբեր չափերի՝ փոքրից մինչև փոքր:Դրանք ամրացված են տուփի մի կողմում և զոդված են մակերեսին։Այս փաթեթի քորոցները կամ ուղղահայաց են չիպին, սեղմված են կողքից կամ երբեմն տեղադրվում են չիպի հիմքի վրա մատրիցով:Ինտեգրված սխեմաները մակերևույթի ամրացման տեսքով նույնպես պահանջում են հատուկ գործիքներ հավաքելու համար:

Dual In-Line

Dual In-line փաթեթը (DIP) ամենատարածված փաթեթներից մեկն է:Սա միջանցքային IC փաթեթի տեսակ է:Այս փոքրիկ չիպսերը պարունակում են երկու զուգահեռ շարք կապում, որոնք ուղղահայաց դուրս են գալիս սև, պլաստիկ, ուղղանկյուն պատյանից:

Կցորդներն ունեն մոտ 2,54 մմ հեռավորություն նրանց միջև, ինչը կատարյալ ստանդարտ է հացատախտակների և մի քանի այլ նախատիպերի տախտակների մեջ:Կախված քորոցների քանակից, DIP փաթեթի ընդհանուր չափերը կարող են տարբեր լինել 4-ից մինչև 64:

Պինների յուրաքանչյուր շարքի միջև ընկած հատվածը բաժանված է, որպեսզի DIP IC-ները համընկնեն հացատախտակի կենտրոնական շրջանի վրա:Սա ապահովում է, որ կապումներն ունենան իրենց շարքը և չկարճանան:

Small-Ուրվագիծ

Փոքր ուրվագիծ ունեցող ինտեգրալ սխեմաների փաթեթները կամ SOIC-ը նման են վերգետնյա ամրացմանը:Այն կազմվում է՝ բոլոր ցողունները ծալելով և փոքրացնելով այն ներքև:Դուք կարող եք հավաքել այս փաթեթները կայուն ձեռքով և նույնիսկ փակ աչքով – Դա այնքան հեշտ է:

Քառաբնակարան

Quad Flat փաթեթները սփռում են բոլոր չորս ուղղություններով:Քառասուն հարթ IC-ում քորոցների ընդհանուր թիվը կարող է տարբեր լինել՝ ութ պինց մեկ կողմում (ընդհանուր 32) մինչև յոթանասուն պին մի կողմում (ընդհանուր առմամբ 300+):Այս կապումներն ունեն մոտ 0,4 մմ-ից 1 մմ տարածություն նրանց միջև:Չորս հարթ փաթեթի փոքր տարբերակները բաղկացած են ցածր պրոֆիլից (LQFP), բարակ (TQFP) և շատ բարակ (VQFP) փաթեթներից:

Գնդային ցանցի զանգվածներ

Ball Grid Arrays-ը կամ BGA-ն ամենաառաջադեմ IC փաթեթներն են:Սրանք աներևակայելի բարդ, փոքր փաթեթներ են, որտեղ զոդման փոքրիկ գնդիկները տեղադրվում են երկչափ ցանցի մեջ՝ ինտեգրված սխեմայի հիմքի վրա:Երբեմն փորձագետները կպչում են զոդման գնդիկները ուղղակիորեն ձուլակտորին:

Ball Grid Arrays փաթեթները հաճախ օգտագործվում են առաջադեմ միկրոպրոցեսորների համար, ինչպիսիք են Raspberry Pi-ն կամ pcDuino-ն: