Feartan toraidh

Sgrìobhainnean & Meadhanan

Seòrsachadh Àrainneachdail & Às-mhalairt

Cuairtean aonaichte

Is e chip leth-chonnsair a th’ ann an cuairteachadh aonaichte (IC) a bhios a’ giùlan mòran de cho-phàirtean beaga leithid capacitors, diodes, transistors, agus resistors.Bithear a’ cleachdadh na co-phàirtean beaga bìodach seo gus dàta obrachadh a-mach agus a stòradh le cuideachadh bho theicneòlas didseatach no analog.Faodaidh tu smaoineachadh air IC mar chip bheag a ghabhas cleachdadh mar chuairt iomlan, earbsach.Dh’ fhaodadh cuairtean amalaichte a bhith mar chunntair, oscillator, amplifier, geata loidsig, timer, cuimhne coimpiutair, no eadhon microprocessor.

Thathas den bheachd gu bheil IC na bhloc togail bunaiteach de gach inneal dealanach an-diugh.Tha an t-ainm a’ moladh siostam de dh’iomadh co-phàirtean eadar-cheangailte freumhaichte ann an stuth tana semiconductor dèanta le sileaconach.

Eachdraidh nan Cuairtean Amalaichte 

Chaidh an teicneòlas air cùl chuairtean amalaichte a thoirt a-steach an toiseach ann an 1950 le Robert Noyce agus Jack Kilby anns na Stàitean Aonaichte.B’ e Feachd Adhair na SA a’ chiad neach-cleachdaidh den innleachd ùr seo.Chaidh Jack cuideachd air adhart gus an Duais Nobel ann am Fiosaigs a bhuannachadh ann an 2000 airson an innleachd aige de ICan beaga.

1.5 bliadhna an dèidh dealbhadh Kilby a thoirt a-steach, thug Raibeart Noyce a-steach an dreach aige fhèin den chuairt amalaichte.Dh'fhuasgail am modail aige grunn chùisean practaigeach ann an inneal Kilby.Chleachd Noyce silicon cuideachd airson a mhodail, agus chleachd Jack Kilby germanium. 

Fhuair Robert Noyce agus Jack Kilby le chèile peutantan na SA airson na chuir iad ri cuairtean amalaichte.Bha iad a’ strì le cùisean laghail airson grunn bhliadhnaichean.Mu dheireadh, cho-dhùin an dà chuid companaidhean Noyce agus Kilby na h-innleachdan aca a thar-cheadachadh agus an toirt a-steach gu margaidh mhòr chruinneil.

Seòrsan de chuairtean aonaichte

Tha dà sheòrsa de chuairtean aonaichte ann.Is iad seo:

1. Analog ICs

Tha toradh a tha an-còmhnaidh ag atharrachadh aig ICan analog, a rèir an comharra a tha iad a’ faighinn.Ann an teòiridh, faodaidh na ICan sin àireamh neo-chuingealaichte de stàitean fhaighinn.Anns an t-seòrsa IC seo, tha ìre toraidh a ’ghluasaid na ghnìomh sreathach de ìre cuir a-steach a’ chomharra.

Faodaidh ICan sreathach obrachadh mar innealan leudachaidh tricead rèidio (RF) agus tricead claisneachd (AF).Is e an amplifier obrachaidh (op-amp) an inneal a thathas a’ cleachdadh mar as trice an seo.A bharrachd air an sin, tha sensor teothachd na thagradh cumanta eile.Faodaidh IC sreathach diofar innealan a thionndadh air agus dheth aon uair ‘s gu bheil an comharra a’ ruighinn luach sònraichte.Gheibh thu an teicneòlas seo ann an àmhainnean, teasadairean, agus innealan-adhair. 

2. Digital ICs 

Tha iad sin eadar-dhealaichte bho analog IC.Chan eil iad ag obair thairis air raon cunbhalach de ìrean comharran.An àite sin, bidh iad ag obair aig beagan ìrean ro-shuidhichte.Bidh ICan didseatach ag obair gu bunaiteach le cuideachadh bho gheataichean loidsig.Bidh na geataichean loidsig a’ cleachdadh dàta dà-chànanach.Chan eil ach dà ìre aig comharran ann an dàta binary ris an canar ìosal (loidsig 0) agus àrd (loidsig 1).

Bithear a’ cleachdadh ICan didseatach ann an raon farsaing de thagraidhean leithid coimpiutairean, modems, msaa.

Carson a tha mòr-chòrdte ann an Cuairtean Amalaichte?

A dh'aindeoin a bhith air an cruthachadh faisg air 30 bliadhna air ais, tha cuairtean amalaichte fhathast gan cleachdadh ann an iomadh iarrtas.Bruidhnidh sinn mu chuid de na h-eileamaidean a tha an urra ri cho mòr sa tha iad: 

1.Scalability 

O chionn beagan bhliadhnaichean, ràinig teachd-a-steach a ’ghnìomhachais semiconductor suas gu 350 Billion USD iongantach.B’ e Intel a chuir gu mòr ris an seo.Bha cluicheadairean eile ann cuideachd, agus bhuineadh a’ mhòr-chuid dhiubh sin don mhargaidh dhidseatach.Ma choimheadas tu air na h-àireamhan, chì thu gur ann bhon mhargaidh seo a thàinig 80 sa cheud de na reic a chaidh a chruthachadh leis a’ ghnìomhachas semiconductor.

Tha pàirt mòr air a bhith aig cuairtean amalaichte san t-soirbheachadh seo.Tha thu a’ faicinn, rinn luchd-rannsachaidh a ’ghnìomhachais semiconductor mion-sgrùdadh air a’ chuairt amalaichte, na tagraidhean aige, agus na sònrachaidhean aige agus chuir iad suas e.

Cha robh anns a’ chiad IC a chaidh a chruthachadh a-riamh ach beagan transistors - 5 airson a bhith sònraichte.Agus a-nis tha sinn air Xeon 18-core aig Intel fhaicinn le transistors 5.5 billean gu h-iomlan.A bharrachd air an sin, bha 7.1 billean transistors aig Rianadair Stòraidh IBM le tasgadan 480 MB L4 ann an 2015.

Tha àite mòr air a bhith aig an scalability seo ann am mòr-chòrdte Chuairtean Amalaichte.

2. Cosgais

Tha grunn dheasbadan air a bhith ann mu chosgais IC.Thar nam bliadhnaichean, tha mì-thuigse air a bhith ann mu fhìor phrìs IC cuideachd.Is e an adhbhar air cùl seo nach e bun-bheachd sìmplidh a th’ ann an ICan tuilleadh.Tha teicneòlas a’ dol air adhart aig astar uamhasach luath, agus feumaidh luchd-dealbhaidh chip cumail suas ris an astar seo nuair a thathar a’ tomhas cosgais IC.

O chionn beagan bhliadhnaichean, b ’àbhaist don àireamhachadh cosgais airson IC a bhith an urra ris a’ bhàs silicon.Aig an àm sin, bha e furasta tuairmse a dhèanamh air cosgais chip a rèir meud bàsachadh.Ged a tha silicon fhathast na phrìomh eileamaid anns an àireamhachadh aca, feumaidh eòlaichean beachdachadh air pàirtean eile nuair a thathar a’ tomhas cosgais IC cuideachd.

Gu ruige seo, tha eòlaichean air co-aontar gu math sìmplidh a thoirt a-mach gus cosgais deireannach IC a dhearbhadh:

Cosgais IC deireannach = Cosgais pacaid + cosgais deuchainn + cosgais bàsachadh + cosgais luingeis

Tha an co-aontar seo a 'beachdachadh air na h-eileamaidean riatanach uile aig a bheil àite mòr ann a bhith a' dèanamh a 'chip.A bharrachd air an sin, faodaidh cuid de nithean eile a bhith air am beachdachadh.Is e an rud as cudromaiche ri chumail nad inntinn nuair a thathar a’ dèanamh tuairmse air cosgaisean IC gum faodadh a’ phrìs atharrachadh tron ​​phròiseas cinneasachaidh airson grunn adhbharan.

Cuideachd, faodaidh co-dhùnaidhean teignigeach sam bith a thèid a dhèanamh tron ​​​​phròiseas saothrachaidh buaidh mhòr a thoirt air cosgais a’ phròiseict.

3. Earbsachd

Tha cinneasachadh chuairtean amalaichte na obair gu math mothachail oir tha e ag iarraidh gum bi a h-uile siostam ag obair gu leantainneach tro mhilleanan de chuairtean.Tha àite cudromach aig raointean electromagnetic taobh a-muigh, teòthachd anabarrach, agus suidheachaidhean obrachaidh eile ann an gnìomhachd IC.

Ach, tha a’ mhòr-chuid de na cùisean sin air an cuir às le bhith a’ cleachdadh deuchainn cuideam àrd fo smachd ceart.Chan eil e a’ toirt seachad uidheamachdan fàilligeadh ùra, ag àrdachadh earbsachd nan cuairtean aonaichte.Is urrainn dhuinn cuideachd an cuairteachadh fàilligeadh a dhearbhadh ann an ùine gu math goirid tro bhith a’ cleachdadh cuideaman nas àirde.

Bidh na taobhan sin uile a’ cuideachadh gus dèanamh cinnteach gu bheil cuairteachadh aonaichte comasach air obrachadh gu ceart.

A bharrachd air an sin, seo cuid de fheartan gus giùlan chuairtean aonaichte a dhearbhadh:

Teòthachd

Faodaidh an teòthachd atharrachadh gu mòr, a ’dèanamh cinneasachadh IC gu math duilich.

Bholtaids.

Bidh innealan ag obair aig bholtadh ainmichte a dh’ fhaodadh atharrachadh beagan.

Pròiseas

Is e na h-atharrachaidhean pròiseas as cudromaiche a thathas a’ cleachdadh airson innealan bholtachd stairsnich agus fad seanail.Tha atharrachadh pròiseas air a chomharrachadh mar:

• Tòrr gu tòrr
• Wafer gu wafer
• Gu bàs

Pacaidean cuairteachaidh aonaichte

Bidh am pasgan a’ cuairteachadh bàs cuairteachaidh aonaichte, ga dhèanamh furasta dhuinn ceangal a dhèanamh ris.Tha gach ceangal bhon taobh a-muigh air a’ bhàs ceangailte le pìos beag de uèir òir gu prìne air a’ phacaid.Tha prìnichean nan cinn-uidhe eas-chruthach a tha ann an dath airgid.Bidh iad a 'dol tron ​​​​chuairt gus ceangal a dhèanamh ri pàirtean eile den chip.Tha iad sin air leth riatanach leis gu bheil iad a’ dol timcheall a’ chuairt agus a’ ceangal ris na uèirichean agus an còrr de na pàirtean ann an cuairt.

Tha grunn sheòrsaichean pacaidean ann a dh'fhaodar a chleachdadh an seo.Tha seòrsaichean sreap sònraichte aca uile, tomhasan sònraichte, agus cunntadh prìne.Bheir sinn sùil air mar a tha seo ag obair.

A 'cunntadh pin

Tha a h-uile cuairt aonaichte air a polarachadh, agus tha gach prìne eadar-dhealaichte a thaobh gnìomh agus àite.Tha seo a’ ciallachadh gum feum am pasgan na prìneachan uile a chomharrachadh agus a sgaradh bho chèile.Bidh a’ mhòr-chuid de ICn a’ cleachdadh dot no notch gus a’ chiad phrìne a shealltainn.

Cho luath ‘s a chomharraicheas tu far a bheil a’ chiad phrìne, bidh an còrr de na h-àireamhan prìne ag èirigh ann an sreath fhad ‘s a thèid thu taobh deiseal timcheall a’ chuairt.

A' cur suas

Is e cur suas aon de na feartan sònraichte de sheòrsa pacaid.Faodar a h-uile pasgan a sheòrsachadh a rèir aon de dhà roinn sreap: uachdar-sreap (SMD no SMT) no tro-tholl (PTH).Tha e tòrr nas fhasa obrachadh le pacaidean Tro-tholl leis gu bheil iad nas motha.Tha iad air an dealbhadh airson a bhith air an ceangal air aon taobh de chuairt agus air an sgoltadh gu taobh eile.

Bidh pasganan uachdar-droma a’ tighinn ann an diofar mheudan, bho bheag gu minuscule.Tha iad stèidhichte air aon taobh den bhogsa agus air an sàthadh chun uachdar.Tha prìneachan a ’phacaid seo an dàrna cuid ceart-cheàrnach ris a’ chip, air am brùthadh a-mach air an taobh, no uaireannan air an suidheachadh ann am matrix air bonn a ’chip.Bidh cuairtean amalaichte ann an cruth uachdar uachdar cuideachd a 'feumachdainn innealan sònraichte airson a bhith air an cruinneachadh.

In-loidhne dùbailte

Is e pasgan dùbailte in-loidhne (DIP) aon de na pacaidean as cumanta.Is e seo seòrsa de phasgan IC tro-tholl.Anns na sgoltagan beaga seo tha dà shreath de phrìneachan co-shìnte a 'sìneadh gu dìreach a-mach à taigheadas dubh, plastaig, ceart-cheàrnach.

Tha farsaingeachd de mu 2.54 mm eadar na prìneachan - inbhe a tha foirfe airson a dhol a-steach do bhùird arain agus beagan bhùird prototyping eile.A rèir cunntas a’ phrìne, faodaidh tomhasan iomlan a’ phacaid DIP atharrachadh bho 4 gu 64.

Tha an roinn eadar gach sreath de phrìneachan air a sgaradh gus leigeil le DIP IC a dhol thairis air meadhan sgìre bòrd arain.Bidh seo a’ dèanamh cinnteach gu bheil an sreath fhèin aig na prìneachan agus nach bi iad goirid.

Beagan-iomradh

Tha pasganan cuairteachaidh amalaichte le mion-iomradh no SOIC coltach ri mullach uachdar.Tha e air a dhèanamh suas le bhith a 'lùbadh a h-uile prìne air DIP agus ga chrìonadh sìos.Faodaidh tu na pacaidean sin a chruinneachadh le làmh sheasmhach agus eadhon sùil dùinte - tha e cho furasta sin!

Flat Quad

Bidh pasganan Quad Flat a’ frasadh prìneachan anns na ceithir stiùiridhean.Faodaidh an àireamh iomlan de phrìneachan ann an quad flat IC atharrachadh an àite sam bith bho ochd prìneachan air gach taobh (32 gu h-iomlan) gu seachdad prìneachan air gach taobh (300+ gu h-iomlan).Tha farsaingeachd de mu 0.4mm gu 1mm eadar na prìnichean sin.Tha tionndaidhean nas lugha den phasgan còmhnard quad a’ toirt a-steach pasganan le ìomhaigh ìosal (LQFP), tana (TQFP), agus glè tana (VQFP).

Arrays Grid Ball

Is e Ball Grid Arrays no BGA na pasganan IC as adhartaiche timcheall.Tha iad sin nan pasganan beaga gu math toinnte far a bheil bàlaichean beaga de solder air an stèidheachadh ann an cliath dà-mheudach air bonn a’ chuairt aonaichte.Aig amannan bidh na h-eòlaichean a’ ceangal na bàlaichean solder gu dìreach ris a’ bhàs!

Bithear a’ cleachdadh pacaidean Ball Grid Arrays gu tric airson microprocessors adhartach, leithid an Raspberry Pi no pcDuino.