Hindi alam kung sino ang unang nagkaroon ng ideya na gumawa ng dalawa o higit pang mga transistor sa isang solong semiconductor chip. Marahil ang ideyang ito ay lumitaw kaagad pagkatapos ng pagsisimula ng paggawa ng mga elemento ng semiconductor. Ito ay kilala na ang teoretikal na pundasyon ng diskarteng ito ay nai-publish noong unang bahagi ng 1950s. Tumagal ng mas mababa sa 10 taon upang mapagtagumpayan ang mga problema sa teknolohiya, at noong unang bahagi ng 60s, ang unang aparato ay inilabas na naglalaman ng ilang mga elektronikong sangkap sa isang pakete - isang microcircuit (chip). Mula sa sandaling iyon, ang sangkatauhan ay nagsimula sa landas ng pagpapabuti, na walang katapusan sa paningin.
Nilalaman
Layunin ng microcircuits
Sa pinagsama-samang bersyon, isang malawak na iba't ibang mga elektronikong bahagi na may iba't ibang antas ng pagsasama ang kasalukuyang ginagawa. Mula sa kanila, tulad ng mula sa mga cube, maaari kang mangolekta ng iba't ibang mga elektronikong aparato. Kaya, ang circuit ng radio receiver ay maaaring ipatupad sa iba't ibang paraan. Ang unang pagpipilian ay ang paggamit ng mga chips ng transistor.Sa pamamagitan ng pagkonekta sa kanilang mga konklusyon, maaari kang gumawa ng receiving device. Ang susunod na hakbang ay ang paggamit ng mga indibidwal na node sa isang pinagsamang disenyo (bawat isa sa sarili nitong katawan):
- amplifier ng dalas ng radyo;
- heterodyne;
- panghalo;
- amplifier ng dalas ng audio.
Sa wakas, ang pinakamodernong opsyon ay ang buong receiver sa isang chip, kailangan mo lang magdagdag ng ilang panlabas na passive na elemento. Malinaw, na may pagtaas sa antas ng pagsasama, ang pagtatayo ng mga circuit ay nagiging mas simple. Kahit na ang isang ganap na computer ay maaari na ngayong ipatupad sa isang chip. Ang pagganap nito ay magiging mas mababa pa rin kaysa sa maginoo na mga aparato sa pag-compute, ngunit sa pag-unlad ng teknolohiya, posible na ang sandaling ito ay magtagumpay.
Mga uri ng chip
Sa kasalukuyan, isang malaking bilang ng mga uri ng microcircuits ang ginawa. Halos anumang kumpletong electronic assembly, standard o specialized, ay available sa micro. Hindi posibleng ilista at suriin ang lahat ng uri sa loob ng balangkas ng isang pagsusuri. Ngunit sa pangkalahatan, ayon sa functional na layunin, ang mga microcircuits ay maaaring nahahati sa tatlong pandaigdigang kategorya.
- Digital. Magtrabaho gamit ang mga discrete signal. Ang mga digital na antas ay inilalapat sa input, ang mga signal ay kinuha din mula sa output sa digital form. Ang klase ng mga device na ito ay sumasaklaw sa lugar mula sa mga simpleng elemento ng logic hanggang sa pinakamodernong microprocessor. Kasama rin dito ang mga programmable logic arrays, memory device, atbp.
- Analog. Gumagana ang mga ito sa mga signal na nagbabago ayon sa isang patuloy na batas. Ang isang tipikal na halimbawa ng naturang microcircuit ay isang audio frequency amplifier. Kasama rin sa klase na ito ang integral linear stabilizer, signal generator, pagsukat ng sensor, at marami pang iba. Kasama rin sa kategoryang analog ang mga hanay ng mga passive na elemento (resistors, RC circuits, atbp.).
- Analog to Digital (Digital to Analog). Ang mga microcircuit na ito ay hindi lamang nagko-convert ng discrete data sa tuloy-tuloy o vice versa. Ang orihinal o natanggap na mga signal sa parehong pakete ay maaaring palakihin, i-convert, modulate, i-decode, at iba pa. Ang mga analog-digital sensor ay malawakang ginagamit para sa pagkonekta ng mga circuit ng pagsukat ng iba't ibang mga teknolohikal na proseso sa mga computing device.
Hinahati din ang mga microchip ayon sa uri ng produksyon:
- semiconductor - ginanap sa isang solong kristal na semiconductor;
- pelikula - ang mga passive na elemento ay nilikha batay sa makapal o manipis na mga pelikula;
- hybrid - semiconductor active device na "umupo" sa mga passive na elemento ng pelikula (mga transistor atbp.).
Ngunit para sa paggamit ng mga microcircuits, ang pag-uuri na ito sa karamihan ng mga kaso ay hindi nagbibigay ng espesyal na praktikal na impormasyon.
Mga pakete ng chip
Upang maprotektahan ang mga panloob na nilalaman at upang gawing simple ang pag-install, ang mga microcircuits ay inilalagay sa isang kaso. Sa una, karamihan sa mga chips ay ginawa sa isang metal shell (bilog o parihaba) na may nababaluktot na mga lead na matatagpuan sa paligid ng perimeter.
Ang disenyo na ito ay hindi pinapayagan na gamitin ang lahat ng mga pakinabang ng miniaturization, dahil ang mga sukat ng aparato ay napakalaki kumpara sa laki ng kristal. Bilang karagdagan, ang antas ng pagsasama ay mababa, na pinalala lamang ang problema. Noong kalagitnaan ng 60s, binuo ang DIP package (dalawahang in-line na pakete) ay isang hugis-parihaba na istraktura na may matibay na mga lead sa magkabilang panig. Ang problema ng mga malalaking sukat ay hindi nalutas, ngunit gayunpaman, ang gayong solusyon ay naging posible upang makamit ang mas malaking density ng pag-iimpake, pati na rin upang gawing simple ang awtomatikong pagpupulong ng mga electronic circuit.Ang bilang ng mga microcircuit pin sa isang DIP package ay mula 4 hanggang 64, bagaman ang mga pakete na may higit sa 40 "legs" ay bihira pa rin.
Mahalaga! Ang pin pitch para sa domestic DIP microcircuits ay 2.5 mm, para sa imported - 2.54 mm (1 linya=0.1 pulgada). Dahil dito, lumitaw ang mga problema sa magkaparehong pagpapalit ng kumpleto, tila, mga analogue ng Russian at import na produksyon. Ang kaunting pagkakaiba ay nagpapahirap sa pag-install ng mga device na magkapareho sa functionality at pinout sa mga board at sa panel.
Sa pag-unlad ng elektronikong teknolohiya, ang mga disadvantages ng DIP packages ay naging maliwanag. Para sa mga microprocessor, ang bilang ng mga pin ay hindi sapat, at ang kanilang karagdagang pagtaas ay nangangailangan ng pagtaas sa mga sukat ng kaso. ang mga naturang microcircuits ay nagsimulang kumuha ng masyadong maraming hindi nagamit na espasyo sa mga board. Ang ikalawang problema na nagdulot ng katapusan ng panahon ng DIP dominasyon ay ang malawakang paggamit ng surface mounting. Ang mga elemento ay nagsimulang mai-install hindi sa mga butas sa board, ngunit direktang ibinebenta sa mga contact pad. Ang paraan ng pag-mount na ito ay naging napaka-makatuwiran, kaya ang mga microcircuit ay kinakailangan sa mga pakete na inangkop para sa paghihinang sa ibabaw. At nagsimula ang proseso ng pag-crowding out ng mga device para sa pag-mount ng "butas" (totoong butas) mga elementong pinangalanan bilang smd (detalyeng naka-mount sa ibabaw).
Ang unang hakbang patungo sa paglipat sa surface mounting steel SOIC packages at ang kanilang mga pagbabago (SOP, HSOP at marami pa). Ang mga ito, tulad ng DIP, ay may mga binti sa dalawang hanay sa mahabang gilid, ngunit sila ay kahanay sa ilalim na eroplano ng kaso.
Ang karagdagang pag-unlad ay ang QFP package. Ang hugis parisukat na case na ito ay may mga terminal sa bawat gilid.Ang kaso ng PLLC ay katulad nito, ngunit mas malapit pa rin ito sa DIP, kahit na ang mga binti ay matatagpuan din sa paligid ng buong perimeter.
Sa loob ng ilang panahon, ang DIP chips ay humawak ng kanilang mga posisyon sa sektor ng mga programmable device (ROM, controllers, PLM), ngunit ang pagkalat ng in-circuit programming ay nagtulak din sa dalawang-row na true-hole na pakete mula sa lugar na ito. Ngayon kahit na ang mga bahagi, ang pag-install kung saan sa mga butas ay tila walang alternatibo, ay nakatanggap ng pagganap ng SMD - halimbawa, pinagsamang mga stabilizer ng boltahe, atbp.
Ang pagbuo ng mga kaso ng microprocessor ay kumuha ng ibang landas. Dahil ang bilang ng mga pin ay hindi magkasya sa paligid ng perimeter ng alinman sa mga makatwirang laki ng parisukat, ang mga binti ng isang malaking microcircuit ay nakaayos sa anyo ng isang matrix (PGA, LGA, atbp.).
Mga pakinabang ng paggamit ng microchips
Ang pagdating ng microcircuits ay nagbago ng mundo ng electronics (lalo na sa teknolohiya ng microprocessor). Ang mga computer sa mga lamp na sumasakop sa isa o higit pang mga silid ay naaalala bilang isang makasaysayang pag-usisa. Ngunit ang isang modernong processor ay naglalaman ng mga 20 bilyong transistor. Kung kukunin natin ang lugar ng isang transistor sa isang discrete na bersyon ng hindi bababa sa 0.1 sq. cm, kung gayon ang lugar na inookupahan ng processor sa kabuuan ay kailangang hindi bababa sa 200,000 square meters - mga 2,000 medium-sized na tatlong silid. mga apartment.
Kailangan mo ring magbigay ng espasyo para sa memorya, sound card, audio card, network adapter, at iba pang peripheral. Ang halaga ng pag-mount ng naturang bilang ng mga discrete na elemento ay magiging napakalaki, at ang pagiging maaasahan ng operasyon ay hindi katanggap-tanggap na mababa. Ang pag-troubleshoot at pag-aayos ay tatagal ng hindi kapani-paniwalang mahabang panahon. Ito ay malinaw na ang panahon ng mga personal na computer na walang mga chip ng isang mataas na antas ng pagsasama ay hindi kailanman darating.Gayundin, kung wala ang mga modernong teknolohiya, ang mga device na nangangailangan ng malaking computing power ay hindi malilikha - mula sa sambahayan hanggang sa pang-industriya o pang-agham.
Ang direksyon ng pag-unlad ng electronics ay paunang natukoy para sa maraming mga darating na taon. Ito ay, una sa lahat, isang pagtaas sa antas ng pagsasama ng mga elemento ng microcircuit, na nauugnay sa patuloy na pag-unlad ng mga teknolohiya. Mayroong isang husay na paglukso sa unahan, kapag ang mga posibilidad ng microelectronics ay darating sa limitasyon, ngunit ito ay isang tanong ng isang medyo malayong hinaharap.
Mga katulad na artikulo:
