Məhsul Atributları

Sənədlər və Media

Ətraf Mühit və İxrac Təsnifatları

İnteqrasiya edilmiş sxemlər 

İnteqrasiya edilmiş sxem (IC) kondensatorlar, diodlar, tranzistorlar və rezistorlar kimi bir çox kiçik komponentləri daşıyan yarımkeçirici bir çipdir.Bu kiçik komponentlər rəqəmsal və ya analoq texnologiyanın köməyi ilə məlumatları hesablamaq və saxlamaq üçün istifadə olunur.IC-ni tam, etibarlı bir dövrə kimi istifadə edilə bilən kiçik bir çip kimi düşünə bilərsiniz.İnteqrasiya edilmiş sxemlər sayğac, osilator, gücləndirici, məntiq qapısı, taymer, kompüter yaddaşı və hətta mikroprosessor ola bilər.

IC bütün bugünkü elektron cihazların əsas tikinti bloku hesab olunur.Onun adı nazik, silikondan hazırlanmış yarımkeçirici materiala daxil edilmiş bir-biri ilə əlaqəli çoxlu komponentlər sistemini nəzərdə tutur.

İnteqrasiya edilmiş sxemlərin tarixi

İnteqral sxemlərin arxasındakı texnologiya ilk dəfə 1950-ci ildə Amerika Birləşmiş Ştatlarında Robert Noyce və Jack Kilby tərəfindən təqdim edilmişdir.ABŞ Hərbi Hava Qüvvələri bu yeni ixtiranın ilk istehlakçısı oldu.Jack Kilby həmçinin miniatürləşdirilmiş IC ixtirasına görə 2000-ci ildə Fizika üzrə Nobel Mükafatını qazandı.

Kilby dizaynının təqdim edilməsindən 1,5 il sonra Robert Noyce inteqral sxemin öz versiyasını təqdim etdi.Onun modeli Kilbinin cihazında bir neçə praktiki məsələləri həll etdi.Noys öz modeli üçün silikondan, Cek Kilbi isə germaniumdan istifadə edib.

Robert Noyce və Jack Kilby inteqral sxemlərə verdikləri töhfələrə görə ABŞ patentləri aldılar.Onlar bir neçə il hüquqi məsələlərlə mübarizə aparıblar.Nəhayət, həm Noyce, həm də Kilbinin şirkətləri öz ixtiralarını çapraz lisenziyalaşdırmağa və onları nəhəng qlobal bazara təqdim etməyə qərar verdilər.

İnteqrasiya edilmiş sxemlərin növləri

İnteqral sxemlərin iki növü var.Bunlar:

1. Analoq IC-lər

Analoq IC-lər aldıqları siqnaldan asılı olaraq daim dəyişən çıxışa malikdirlər.Nəzəri olaraq, belə IC-lər qeyri-məhdud sayda vəziyyətə çata bilər.Bu tip IC-də hərəkətin çıxış səviyyəsi siqnalın giriş səviyyəsinin xətti funksiyasıdır.

Xətti IC-lər radiotezlik (RF) və audiotezlik (AF) gücləndiriciləri kimi fəaliyyət göstərə bilər.Əməliyyat gücləndiricisi (op-amp) burada adətən istifadə olunan cihazdır.Bundan əlavə, bir temperatur sensoru başqa bir ümumi tətbiqdir.Siqnal müəyyən bir dəyərə çatdıqdan sonra xətti IC-lər müxtəlif cihazları yandırıb söndürə bilər.Bu texnologiyanı sobalarda, qızdırıcılarda və kondisionerlərdə tapa bilərsiniz.

2. Rəqəmsal IC-lər

Bunlar analoq IC-lərdən fərqlidir.Onlar siqnal səviyyələrinin sabit diapazonunda işləmirlər.Bunun əvəzinə onlar əvvəlcədən müəyyən edilmiş bir neçə səviyyədə işləyirlər.Rəqəmsal IC-lər əsasən məntiq qapılarının köməyi ilə işləyir.Məntiq qapıları ikili verilənlərdən istifadə edir.Binar verilənlərdəki siqnallar aşağı (məntiq 0) və yüksək (məntiq 1) kimi tanınan yalnız iki səviyyəyə malikdir.

Rəqəmsal IC-lər kompüterlər, modemlər və s. kimi geniş tətbiqlərdə istifadə olunur.

İnteqrasiya edilmiş sxemlər niyə populyardır?

Təxminən 30 il əvvəl icad edilməsinə baxmayaraq, inteqral sxemlər hələ də çoxsaylı tətbiqlərdə istifadə olunur.Onların populyarlığından məsul olan bəzi elementləri müzakirə edək:

1. Scalability 

Bir neçə il əvvəl yarımkeçirici sənayenin gəliri inanılmaz dərəcədə 350 milyard ABŞ dollarına çatmışdı.Burada ən böyük töhfə verən Intel idi.Başqa oyunçular da var idi və onların əksəriyyəti rəqəmsal bazara aid idi.Rəqəmlərə baxsanız, görərsiniz ki, yarımkeçirici sənayenin yaratdığı satışların 80 faizi bu bazardan olub.

Bu uğurda inteqral sxemlərin böyük rolu var.Görürsünüz, yarımkeçiricilər sənayesinin tədqiqatçıları inteqral sxemi, onun tətbiqlərini və spesifikasiyalarını təhlil edərək onu genişləndirdilər.

İlk icad edilmiş IC-də yalnız bir neçə tranzistor var idi - konkret olmaq üçün 5.İndi biz Intel-in cəmi 5,5 milyard tranzistoru olan 18 nüvəli Xeon-u gördük.Bundan əlavə, 2015-ci ildə IBM-in Storage Controller-də 480 MB L4 yaddaş yaddaşına malik 7,1 milyard tranzistor var idi.

Bu miqyaslılıq İnteqrasiya edilmiş sxemlərin üstünlük təşkil edən populyarlığında böyük rol oynamışdır.

2. Xərc

Bir IC-nin qiyməti ilə bağlı bir neçə mübahisələr olmuşdur.İllər keçdikcə IC-nin faktiki qiyməti ilə bağlı yanlış fikir də var idi.Bunun səbəbi, IC-lərin artıq sadə bir anlayış olmamasıdır.Texnologiya çox yüksək sürətlə irəliləyir və çip dizaynerləri IC-nin qiymətini hesablayarkən bu templə ayaqlaşmalıdırlar.

Bir neçə il əvvəl, bir IC üçün xərc hesablanması silikon kalıba güvənmək üçün istifadə olunurdu.O zaman çipin dəyərini təxmin etmək asanlıqla kalıp ölçüsü ilə müəyyən edilə bilərdi.Silikon hələ də hesablamalarında əsas element olsa da, ekspertlər IC dəyərini hesablayarkən digər komponentləri də nəzərə almalıdırlar.

İndiyə qədər mütəxəssislər IC-nin son dəyərini müəyyən etmək üçün kifayət qədər sadə bir tənlik çıxardılar:

Yekun IC dəyəri = Paket dəyəri + Test dəyəri + Ölçü dəyəri + Göndərmə dəyəri

Bu tənlik çipin istehsalında böyük rol oynayan bütün zəruri elementləri nəzərə alır.Bundan əlavə, nəzərə alına biləcək bəzi digər amillər də ola bilər.IC xərclərini qiymətləndirərkən yadda saxlamaq lazım olan ən vacib şey, qiymətin istehsal prosesi zamanı bir çox səbəbə görə dəyişə bilməsidir.

Həmçinin, istehsal prosesi zamanı qəbul edilən hər hansı texniki qərarlar layihənin dəyərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərə bilər.

3. Etibarlılıq

İnteqral sxemlərin istehsalı çox həssas bir işdir, çünki bütün sistemlərin milyonlarla dövr ərzində fasiləsiz işləməsini tələb edir.Xarici elektromaqnit sahələri, həddindən artıq temperatur və digər iş şəraiti IC əməliyyatında mühüm rol oynayır.

Bununla belə, bu problemlərin əksəriyyəti düzgün idarə olunan yüksək gərginlik testinin istifadəsi ilə aradan qaldırılır.İnteqral sxemlərin etibarlılığını artıraraq, yeni nasazlıq mexanizmlərini təmin etmir.Daha yüksək gərginliklərdən istifadə etməklə nisbətən qısa müddətdə nasazlığın paylanmasını da müəyyən edə bilərik.

Bütün bu aspektlər inteqral sxemin düzgün işləməsini təmin etməyə kömək edir.

Bundan əlavə, inteqral sxemlərin davranışını müəyyən etmək üçün bəzi xüsusiyyətlər var:

Temperatur

Temperatur kəskin şəkildə dəyişə bilər, bu da IC istehsalını olduqca çətinləşdirir.

Gərginlik.

Cihazlar bir qədər dəyişə bilən nominal gərginlikdə işləyir.

Proses

Cihazlar üçün istifadə olunan ən vacib proses dəyişiklikləri həddi gərginlik və kanal uzunluğudur.Proses dəyişikliyi aşağıdakı kimi təsnif edilir:

• Çoxdan çox
• Gofretdən vafliyə
• Ölmək üçün ölmək

İnteqrasiya edilmiş dövrə paketləri

Paket inteqral sxemi əhatə edir və ona qoşulmağımızı asanlaşdırır.Kalıpdakı hər bir xarici əlaqə kiçik bir qızıl tel parçası ilə paketdəki sancağa bağlanır.Sancaqlar gümüşü rəngli ekstrüde terminallardır.Çipin digər hissələri ilə əlaqə qurmaq üçün dövrədən keçirlər.Bunlar çox vacibdir, çünki onlar dövrə ətrafında gəzir və naqillərə və dövrənin qalan komponentlərinə qoşulurlar.

Burada istifadə edilə bilən bir neçə müxtəlif növ paketlər var.Onların hamısının unikal montaj növləri, unikal ölçüləri və pin sayları var.Gəlin bunun necə işlədiyinə nəzər salaq.

Pin hesablanması

Bütün inteqral sxemlər qütbləşmişdir və hər bir pin həm funksiya, həm də yerləşmə baxımından fərqlidir.Bu o deməkdir ki, paket bütün sancaqları bir-birindən ayırmalı və göstərməlidir.Əksər IC-lər ilk pinini göstərmək üçün nöqtə və ya çentikdən istifadə edir.

Birinci sancağın yerini müəyyən etdikdən sonra, dövrə ətrafında saat əqrəbinin əksinə gedərkən qalan pin nömrələri ardıcıllıqla artır.

Montaj

Quraşdırma bağlama növünün unikal xüsusiyyətlərindən biridir.Bütün paketlər iki montaj kateqoriyasından birinə görə təsnif edilə bilər: yerüstü montaj (SMD və ya SMT) və ya deşikli (PTH).Delikli paketlərlə işləmək daha asandır, çünki onlar daha böyükdür.Onlar dövrənin bir tərəfində sabitlənmək və digərinə lehimləmək üçün nəzərdə tutulmuşdur.

Səthə quraşdırılmış paketlər kiçikdən kiçiklərə qədər müxtəlif ölçülərdə olur.Onlar qutunun bir tərəfində sabitlənir və səthə lehimlənir.Bu paketin sancaqları ya çipə perpendikulyardır, yan tərəfdən sıxılır və ya bəzən çipin əsasında bir matrisdə quraşdırılır.Yerüstü montaj şəklində olan inteqrasiya edilmiş sxemlər də yığılmaq üçün xüsusi alətlər tələb edir.

İkili In-Line

Dual In-line Package (DIP) ən çox yayılmış paketlərdən biridir.Bu deşikli IC paketinin bir növüdür.Bu kiçik çiplər qara, plastik, düzbucaqlı korpusdan şaquli olaraq uzanan iki paralel sıra sancaqdan ibarətdir.

Sancaqlar arasında təxminən 2,54 mm boşluq var - çörək lövhələrinə və bir neçə digər prototipləmə lövhələrinə uyğun olmaq üçün mükəmməl standartdır.Sancaqların sayından asılı olaraq, DIP paketinin ümumi ölçüləri 4 ilə 64 arasında dəyişə bilər.

DIP IC-lərin çörək lövhəsinin mərkəzi bölgəsini üst-üstə düşməsini təmin etmək üçün hər bir sancaq cərgəsi arasındakı bölgə aralıqdır.Bu, sancaqların öz sırasına malik olmasını və qısaltmamasını təmin edir.

Kiçik kontur

Kiçik konturlu inteqral sxem paketləri və ya SOIC yerüstü montaja bənzəyir.DIP-dəki bütün sancaqlar əyilərək aşağı salınaraq düzəldilir.Siz bu paketləri sabit əlinizlə və hətta bağlı gözünüzlə yığa bilərsiniz – bu qədər asandır!

Dörd Düz

Quad Flat paketləri bütün dörd istiqamətdə pinlər.Dörd yastı IC-də sancaqların ümumi sayı bir tərəfdən səkkiz sancaqdan (cəmi 32) bir tərəfdən yetmişə qədər (cəmi 300+) dəyişə bilər.Bu sancaqlar arasında təxminən 0,4 mm-dən 1 mm-ə qədər boşluq var.Dörd yastı paketin daha kiçik variantları aşağı profilli (LQFP), nazik (TQFP) və çox nazik (VQFP) paketlərdən ibarətdir.

Top Grid Massivləri

Ball Grid Arrays və ya BGA ətrafdakı ən qabaqcıl IC paketləridir.Bunlar inanılmaz dərəcədə mürəkkəb, kiçik paketlərdir, burada kiçik lehim topları inteqral sxemin əsasında iki ölçülü bir şəbəkədə qurulur.Bəzən mütəxəssislər lehim toplarını birbaşa kalıpa bağlayırlar!

Ball Grid Arrays paketləri tez-tez Raspberry Pi və ya pcDuino kimi qabaqcıl mikroprosessorlar üçün istifadə olunur.