Tidak diketahui siapa yang mula-mula menghasilkan idea untuk membuat dua atau lebih transistor pada cip semikonduktor tunggal. Mungkin idea ini timbul sejurus selepas permulaan pengeluaran unsur semikonduktor. Adalah diketahui bahawa asas teori pendekatan ini diterbitkan pada awal 1950-an. Ia mengambil masa kurang daripada 10 tahun untuk mengatasi masalah teknologi, dan sudah pada awal 60-an, peranti pertama dikeluarkan yang mengandungi beberapa komponen elektronik dalam satu pakej - litar mikro (cip). Sejak saat itu, manusia telah memulakan jalan penambahbaikan, yang tiada penghujungnya.
Tujuan litar mikro
Dalam versi bersepadu, pelbagai jenis komponen elektronik dengan pelbagai tahap penyepaduan sedang dilakukan. Daripada mereka, seperti dari kiub, anda boleh mengumpul pelbagai peranti elektronik. Oleh itu, litar penerima radio boleh dilaksanakan dalam pelbagai cara. Pilihan awal ialah menggunakan cip transistor.Dengan menyambungkan kesimpulan mereka, anda boleh membuat peranti penerima. Langkah seterusnya ialah menggunakan nod individu dalam reka bentuk bersepadu (masing-masing dalam tubuhnya sendiri):
- penguat frekuensi radio;
- heterodyne;
- pengadun;
- penguat frekuensi audio.
Akhirnya, pilihan paling moden ialah keseluruhan penerima dalam satu cip, anda hanya perlu menambah beberapa elemen pasif luaran. Jelas sekali, apabila tahap penyepaduan meningkat, pembinaan litar menjadi lebih mudah. Malah komputer yang lengkap kini boleh dilaksanakan pada satu cip. Prestasinya masih akan lebih rendah daripada peranti pengkomputeran konvensional, tetapi dengan perkembangan teknologi, ada kemungkinan detik ini akan dapat diatasi.
Jenis cip
Pada masa ini, sejumlah besar jenis litar mikro dihasilkan. Hampir mana-mana pemasangan elektronik lengkap, standard atau khusus, tersedia dalam mikro. Tidak mungkin untuk menyenaraikan dan menganalisis semua jenis dalam rangka kerja satu ulasan. Tetapi secara umum, mengikut tujuan fungsian, litar mikro boleh dibahagikan kepada tiga kategori global.
- digital. Bekerja dengan isyarat diskret. Tahap digital digunakan pada input, isyarat juga diambil daripada output dalam bentuk digital. Kelas peranti ini merangkumi kawasan daripada elemen logik mudah kepada mikropemproses yang paling moden. Ini juga termasuk tatasusunan logik boleh atur cara, peranti memori, dsb.
- Analog. Mereka bekerja dengan isyarat yang berubah mengikut undang-undang berterusan. Contoh tipikal litar mikro sedemikian ialah penguat frekuensi audio. Kelas ini juga termasuk penstabil linear integral, penjana isyarat, penderia pengukur dan banyak lagi. Kategori analog juga termasuk set unsur pasif (perintang, litar RC, dsb.).
- Analog ke Digital (Digital ke Analog). Litar mikro ini bukan sahaja menukar data diskret kepada berterusan atau sebaliknya. Isyarat asal atau diterima dalam pakej yang sama boleh dikuatkan, ditukar, dimodulasi, dinyahkod dan seumpamanya. Penderia analog-digital digunakan secara meluas untuk menyambungkan litar pengukur pelbagai proses teknologi dengan peranti pengkomputeran.
Mikrocip juga dibahagikan mengikut jenis pengeluaran:
- semikonduktor - dilakukan pada kristal semikonduktor tunggal;
- filem - unsur pasif dicipta berdasarkan filem tebal atau nipis;
- hibrid - peranti aktif semikonduktor "duduk" kepada unsur filem pasif (transistor dan lain-lain.).
Tetapi untuk penggunaan litar mikro, klasifikasi ini dalam kebanyakan kes tidak memberikan maklumat praktikal khas.
Pakej cip
Untuk melindungi kandungan dalaman dan untuk memudahkan pemasangan, litar mikro diletakkan dalam bekas. Pada mulanya, kebanyakan cip dihasilkan dalam cangkerang logam (bulat atau segi empat tepat) dengan petunjuk fleksibel terletak di sekeliling perimeter.
Reka bentuk ini tidak membenarkan untuk menggunakan semua kelebihan pengecilan, kerana dimensi peranti sangat besar berbanding dengan saiz kristal. Di samping itu, tahap integrasi adalah rendah, yang hanya memburukkan lagi masalah. Pada pertengahan 60-an, pakej DIP telah dibangunkan (pakej dwi dalam talian) ialah struktur segi empat tepat dengan petunjuk tegar pada kedua-dua belah. Masalah dimensi besar tidak dapat diselesaikan, tetapi bagaimanapun, penyelesaian sedemikian memungkinkan untuk mencapai ketumpatan pembungkusan yang lebih besar, serta memudahkan pemasangan automatik litar elektronik.Bilangan pin litar mikro dalam pakej DIP adalah antara 4 hingga 64, walaupun pakej dengan lebih daripada 40 "kaki" masih jarang berlaku.
Penting! Padang pin untuk litar mikro DIP domestik ialah 2.5 mm, untuk yang diimport - 2.54 mm (1 baris = 0.1 inci). Kerana ini, masalah timbul dengan penggantian bersama lengkap, nampaknya, analog pengeluaran Rusia dan import. Percanggahan yang sedikit menyukarkan untuk memasang peranti yang sama dalam fungsi dan pinout pada papan dan dalam panel.
Dengan perkembangan teknologi elektronik, kelemahan pakej DIP telah menjadi jelas. Untuk mikropemproses, bilangan pin tidak mencukupi, dan peningkatan selanjutnya memerlukan peningkatan dalam dimensi kes itu. litar mikro sedemikian mula mengambil terlalu banyak ruang yang tidak digunakan pada papan. Masalah kedua yang telah membawa berakhirnya era penguasaan DIP ialah penggunaan pemasangan permukaan secara meluas. Unsur-unsur mula dipasang bukan di dalam lubang di papan, tetapi dipateri terus ke pad kenalan. Kaedah pemasangan ini ternyata sangat rasional, jadi litar mikro diperlukan dalam pakej yang disesuaikan untuk pematerian permukaan. Dan proses menyesakkan keluar peranti untuk pemasangan "lubang" bermula (lubang yang benar) unsur dinamakan sebagai smd (perincian yang dipasang di permukaan).
Langkah pertama ke arah peralihan kepada pakej SOIC keluli pelekap permukaan dan pengubahsuaiannya (SOP, HSOP dan banyak lagi). Mereka, seperti DIP, mempunyai kaki dalam dua baris di sepanjang sisi panjang, tetapi mereka selari dengan satah bawah kes itu.
Perkembangan selanjutnya ialah pakej QFP. Sarung berbentuk segi empat sama ini mempunyai terminal pada setiap sisi.Kes PLLC adalah serupa dengannya, tetapi ia masih lebih dekat dengan DIP, walaupun kaki juga terletak di sekeliling keseluruhan perimeter.
Untuk beberapa lama, cip DIP memegang kedudukan mereka dalam sektor peranti boleh atur cara (ROM, pengawal, PLM), tetapi penyebaran pengaturcaraan dalam litar telah mendorong pakej lubang benar dua baris keluar dari kawasan ini juga. Sekarang malah bahagian-bahagian itu, yang pemasangannya ke dalam lubang nampaknya tidak mempunyai alternatif, telah menerima prestasi SMD - contohnya, penstabil voltan bersepadu, dsb.
Pembangunan kes mikropemproses mengambil jalan yang berbeza. Oleh kerana bilangan pin tidak sesuai di sekeliling perimeter mana-mana saiz segi empat sama yang munasabah, kaki litar mikro yang besar disusun dalam bentuk matriks (PGA, LGA, dll.).
Faedah menggunakan mikrocip
Kemunculan litar mikro telah merevolusikan dunia elektronik (terutamanya dalam teknologi mikropemproses). Komputer pada lampu yang menduduki satu atau lebih bilik diingati sebagai rasa ingin tahu sejarah. Tetapi pemproses moden mengandungi kira-kira 20 bilion transistor. Jika kita mengambil luas satu transistor dalam versi diskret sekurang-kurangnya 0.1 cm persegi, maka kawasan yang diduduki oleh pemproses secara keseluruhan mestilah sekurang-kurangnya 200,000 meter persegi - kira-kira 2,000 tiga bilik bersaiz sederhana pangsapuri.
Anda juga perlu menyediakan ruang untuk memori, kad bunyi, kad audio, penyesuai rangkaian dan peranti lain. Kos untuk memasang sejumlah elemen diskret sedemikian adalah sangat besar, dan kebolehpercayaan operasi adalah sangat rendah. Penyelesaian masalah dan pembaikan akan mengambil masa yang sangat lama. Jelas sekali bahawa era komputer peribadi tanpa cip tahap integrasi yang tinggi tidak akan datang.Selain itu, tanpa teknologi moden, peranti yang memerlukan kuasa pengkomputeran yang besar tidak akan dicipta - dari isi rumah ke industri atau saintifik
Hala tuju pembangunan elektronik telah ditetapkan untuk beberapa tahun akan datang. Ini, pertama sekali, peningkatan tahap penyepaduan elemen litar mikro, yang dikaitkan dengan perkembangan teknologi yang berterusan. Terdapat lonjakan kualitatif di hadapan, apabila kemungkinan mikroelektronik akan menghadkan, tetapi ini adalah persoalan masa depan yang agak jauh.
Artikel yang serupa:
