Атрыбуты прадукту

Дакументы і медыя

Экалагічныя і экспартныя класіфікацыі

Інтэгральныя схемы

Інтэгральная схема (IC) - гэта паўправадніковы чып, які нясе мноства дробных кампанентаў, такіх як кандэнсатары, дыёды, транзістары і рэзістары.Гэтыя малюсенькія кампаненты выкарыстоўваюцца для вылічэння і захоўвання дадзеных з дапамогай лічбавых або аналагавых тэхналогій.Вы можаце разглядаць мікрасхему як невялікую мікрасхему, якую можна выкарыстоўваць як поўную, надзейную схему.Інтэгральная схема можа быць лічыльнікам, асцылятарам, узмацняльнікам, лагічным элементам, таймерам, памяццю кампутара ці нават мікрапрацэсарам.

IC лічыцца фундаментальным будаўнічым блокам усіх сучасных электронных прылад.Яго назва сведчыць аб сістэме шматлікіх узаемазвязаных кампанентаў, убудаваных у тонкі крэмніевы паўправадніковы матэрыял.

Гісторыя інтэгральных схем 

Тэхналогія інтэгральных схем была першапачаткова прадстаўлена ў 1950 годзе Робертам Нойсам і Джэкам Кілбі ў Злучаных Штатах Амерыкі.ВПС ЗША былі першым спажыўцом гэтага новага вынаходкі.Джэк Кілбі таксама стаў лаўрэатам Нобелеўскай прэміі па фізіцы ў 2000 годзе за вынаходніцтва мініяцюрных мікрасхем.

Праз 1,5 гады пасля ўвядзення распрацоўкі Кілбі Роберт Нойс прадставіў уласную версію інтэгральнай схемы.Яго мадэль вырашыла некалькі практычных задач у прыладзе Кілбі.Нойс таксама выкарыстаў для сваёй мадэлі крэмній, а Джэк Кілбі - германій. 

Роберт Нойс і Джэк Кілбі атрымалі патэнты ў ЗША за ўклад у інтэгральныя схемы.Некалькі гадоў яны змагаліся з юрыдычнымі праблемамі.Нарэшце, кампаніі Нойса і Кілбі вырашылі перакрыжаваць ліцэнзіі на свае вынаходніцтвы і вывесці іх на велізарны сусветны рынак.

Тыпы інтэгральных схем

Існуе два тыпу інтэгральных схем.Гэтыя:

1. Аналагавыя мікрасхемы

Аналагавыя мікрасхемы маюць пастаянна зменлівы выхад у залежнасці ад сігналу, які яны атрымліваюць.Тэарэтычна такія мікрасхемы могуць пераходзіць у неабмежаваную колькасць станаў.У гэтым тыпе IC выхадны ўзровень руху з'яўляецца лінейнай функцыяй уваходнага ўзроўню сігналу.

Лінейныя мікрасхемы могуць працаваць як узмацняльнікі радыёчастот (RF) і гукавых частот (AF).Тут звычайна выкарыстоўваецца аперацыйны ўзмацняльнік (ОУ).Акрамя таго, датчык тэмпературы - яшчэ адно распаўсюджанае прымяненне.Лінейныя мікрасхемы могуць уключаць і выключаць розныя прылады, калі сігнал дасягае пэўнага значэння.Вы можаце знайсці гэтую тэхналогію ў печах, абагравальніках і кандыцыянерах. 

2. Лічбавыя мікрасхемы 

Яны адрозніваюцца ад аналагавых мікрасхем.Яны не працуюць у пастаянным дыяпазоне узроўняў сігналу.Замест гэтага яны працуюць на некалькіх загадзя зададзеных узроўнях.Лічбавыя мікрасхемы прынцыпова працуюць з дапамогай лагічных варот.Лагічныя вароты выкарыстоўваюць двайковыя дадзеныя.Сігналы ў двайковых дадзеных маюць толькі два ўзроўні, вядомыя як нізкі (лагічны 0) і высокі (лагічны 1).

Лічбавыя мікрасхемы выкарыстоўваюцца ў шырокім дыяпазоне прыкладанняў, такіх як кампутары, мадэмы і г.д.

Чаму інтэгральныя схемы папулярныя?

Нягледзячы на ​​тое, што інтэгральныя схемы былі вынайдзены амаль 30 гадоў таму, яны ўсё яшчэ выкарыстоўваюцца ў шматлікіх прыкладаннях.Давайце абмяркуем некаторыя элементы, адказныя за іх папулярнасць: 

1. Маштабаванасць 

Некалькі гадоў таму даход паўправадніковай прамысловасці дасягаў неверагодных 350 мільярдаў долараў.Intel унесла тут найбольшы ўклад.Былі і іншыя гульцы, і большасць з іх належалі да лічбавага рынку.Калі вы паглядзіце на лічбы, вы ўбачыце, што 80 працэнтаў продажаў паўправадніковай прамысловасці былі на гэтым рынку.

Інтэгральныя схемы адыгралі вялікую ролю ў гэтым поспеху.Разумееце, даследчыкі паўправадніковай прамысловасці прааналізавалі інтэгральную схему, яе прымяненне і спецыфікацыі і павялічылі яе.

Першая калі-небудзь вынайдзеная мікрасхема мела ўсяго некалькі транзістараў - 5, калі быць дакладным.А цяпер мы ўбачылі 18-ядзерны Xeon ад Intel з агульнай колькасцю 5,5 мільярдаў транзістараў.Акрамя таго, у 2015 годзе кантролер захоўвання дадзеных IBM меў 7,1 мільярда транзістараў з 480 МБ кэш-памяці L4.

Гэтая маштабаванасць адыграла вялікую ролю ў пераважнай папулярнасці інтэгральных схем.

2. Кошт

Было некалькі дэбатаў наконт кошту IC.На працягу многіх гадоў таксама існавала памылковае ўяўленне пра фактычную цану мікрасхем.Прычына гэтага ў тым, што мікрасхемы больш не з'яўляюцца простай канцэпцыяй.Тэхналогія развіваецца з надзвычайнай хуткасцю, і распрацоўшчыкі чыпаў павінны ісці ў нагу з гэтым тэмпам пры разліку кошту мікрасхем.

Некалькі гадоў таму пры разліку кошту мікрасхемы выкарыстоўвалася крамянёвая плашка.У той час ацэнку кошту чыпа можна было лёгка вызначыць па памеры плашкі.У той час як крэмній па-ранейшаму з'яўляецца асноўным элементам у іх разліках, эксперты таксама павінны ўлічваць іншыя кампаненты пры разліку кошту мікрасхемы.

Да гэтага часу эксперты вывялі даволі простае ўраўненне для вызначэння канчатковага кошту мікрасхемы:

Канчатковы кошт IC = Кошт пакета + Кошт тэсту + Кошт штампа + Кошт дастаўкі

Гэта ўраўненне ўлічвае ўсе неабходныя элементы, якія гуляюць вялікую ролю ў вытворчасці чыпа.У дадатак да гэтага, могуць быць некаторыя іншыя фактары, якія могуць быць разгледжаны.Самае важнае, што трэба мець на ўвазе пры ацэнцы выдаткаў на IC, гэта тое, што цана можа змяняцца ў працэсе вытворчасці па розных прычынах.

Таксама любыя тэхнічныя рашэнні, прынятыя ў працэсе вытворчасці, могуць істотна паўплываць на кошт праекта.

3. Надзейнасць

Вытворчасць інтэгральных схем - вельмі адчувальная задача, бо яна патрабуе бесперапыннай працы ўсіх сістэм на працягу мільёнаў цыклаў.Знешнія электрамагнітныя палі, экстрэмальныя тэмпературы і іншыя ўмовы працы гуляюць важную ролю ў працы мікрасхемы.

Тым не менш, большасць з гэтых праблем ухіляюцца пры выкарыстанні правільна кантраляванага тэставання высокага стрэсу.Ён не прадугледжвае новых механізмаў адмовы, павялічваючы надзейнасць інтэгральных схем.Мы таксама можам вызначыць размеркаванне адмоваў за адносна кароткі час з дапамогай больш высокіх нагрузак.

Усе гэтыя аспекты дапамагаюць пераканацца, што інтэгральная схема можа функцыянаваць належным чынам.

Акрамя таго, вось некаторыя функцыі для вызначэння паводзін інтэгральных схем:

тэмпература

Тэмпература можа рэзка змяняцца, што робіць вытворчасць IC надзвычай складанай.

Напруга.

Прылады працуюць пры намінальным напрузе, якое можа нязначна адрознівацца.

Працэс

Найбольш важнымі варыяцыямі працэсу, якія выкарыстоўваюцца для прылад, з'яўляюцца парогавае напружанне і даўжыня канала.Варыяцыі працэсу класіфікуюцца як:

• Шмат да шмат
• Вафля да вафлі
• Памерці, каб памерці

Пакеты інтэгральных схем

Пакет ахоплівае плашку інтэгральнай схемы, палягчаючы нам падключэнне да яе.Кожнае знешняе злучэнне на плашцы злучана малюсенькім кавалачкам залатога дроту са шпількай на ўпакоўцы.Штыфты - гэта экструзійныя клемы серабрыстага колеру.Яны праходзяць праз схему, каб злучыцца з іншымі часткамі чыпа.Яны вельмі важныя, паколькі яны ідуць па ланцугу і падключаюцца да правадоў і астатніх кампанентаў ланцуга.

Тут можна выкарыстоўваць некалькі розных тыпаў пакетаў.Усе яны маюць унікальныя тыпы мацавання, унікальныя памеры і колькасць штыфтоў.Давайце паглядзім, як гэта працуе.

Падлік штыфтоў

Усе інтэгральныя схемы палярызаваныя, і кожны кантакт адрозніваецца з пункту гледжання як функцыі, так і размяшчэння.Гэта азначае, што на ўпакоўцы трэба пазначыць і аддзяліць усе шпількі адзін ад аднаго.Большасць мікрасхем выкарыстоўваюць або кропку, або выемку, каб паказаць першы штыфт.

Пасля таго, як вы вызначыце месцазнаходжанне першага штыфта, нумары астатніх штыфтоў павялічваюцца паслядоўна, калі вы рухаецеся па ланцугу супраць гадзіннікавай стрэлкі.

Мантаж

Мантаж з'яўляецца адной з унікальных характарыстык тыпу ўпакоўкі.Усе пакеты можна класіфікаваць па адной з дзвюх катэгорый мантажу: павярхоўны мантаж (SMD або SMT) або праз адтуліну (PTH).Працаваць з пакетамі Through-hole нашмат лягчэй, бо яны большага памеру.Яны прызначаныя для фіксацыі на адным баку ланцуга і прылітоўвання да іншага.

Пакеты для павярхоўнага мантажу бываюць розных памераў, ад маленькіх да мізэрных.Яны мацуюцца з аднаго боку скрынкі і прылітоўваюцца да паверхні.Штыфты гэтага пакета альбо перпендыкулярныя чыпу, выціснутыя збоку, альбо часам усталёўваюцца ў матрыцы на аснове чыпа.Інтэгральныя схемы ў выглядзе павярхоўнага мантажу таксама патрабуюць спецыяльных інструментаў для зборкі.

Двухрадковы

Dual In-line Package (DIP) - адзін з найбольш распаўсюджаных пакетаў.Гэта тып пакета мікрасхем са скразнымі адтулінамі.Гэтыя невялікія мікрасхемы ўтрымліваюць два паралельныя рады штыфтоў, якія вертыкальна выходзяць з чорнага пластыкавага прамавугольнага корпуса.

Штыфты маюць адлегласць паміж імі каля 2,54 мм - стандарт, які ідэальна падыходзіць для макетных плат і некаторых іншых плат для прататыпаў.У залежнасці ад колькасці штыфтоў, габарытныя памеры пакета DIP могуць вар'іравацца ад 4 да 64.

Вобласць паміж кожным радам кантактаў разнесена так, каб мікрасхемы DIP перакрывалі цэнтральную вобласць макетнай платы.Гэта гарантуе, што шпількі маюць уласны шэраг і не замыкаюцца.

Малы-Накід

Пакеты інтэгральных схем малога памеру або SOIC падобныя на павярхоўны мантаж.Ён зроблены шляхам згінання ўсіх шпілек на DIP і ўсаджвання ўніз.Вы можаце сабраць гэтыя пакеты цвёрдай рукой і нават з заплюшчанымі вачыма – гэта так проста!

Quad Flat

Quad Flat змяшчае шпількі ва ўсіх чатырох напрамках.Агульная колькасць кантактаў у чатырох'ядравай плоскай мікрасхеме можа вар'іравацца ад васьмі кантактаў на баку (усяго 32) да сямідзесяці кантактаў на баку (усяго больш за 300).Паміж гэтымі штыфтамі ёсць прастора ад 0,4 да 1 мм.Меншыя варыянты чатырох'ядравага пакета складаюцца з нізкапрофільных (LQFP), тонкіх (TQFP) і вельмі тонкіх (VQFP) пакетаў.

Масівы шаравых сетак

Масіў шарыкавай сеткі або BGA - гэта самыя дасканалыя пакеты мікрасхем.Гэта неверагодна складаныя невялікія пакеты, у якіх малюсенькія шарыкі прыпоя размешчаны ў двухмернай сетцы на базе інтэгральнай схемы.Часам спецыялісты прымацоўваюць шарыкі прыпоя непасрэдна да плашкі!

Пакеты Ball Grid Arrays часта выкарыстоўваюцца для сучасных мікрапрацэсараў, такіх як Raspberry Pi або pcDuino.