Nodweddion Cynnyrch

Dogfennau a'r Cyfryngau

Dosbarthiadau Amgylcheddol ac Allforio

Cylchedau Integredig

Mae cylched integredig (IC) yn sglodyn lled-ddargludyddion sy'n cario llawer o gydrannau bach fel cynwysyddion, deuodau, transistorau a gwrthyddion.Defnyddir y cydrannau bach hyn i gyfrifo a storio data gyda chymorth technoleg ddigidol neu analog.Gallwch feddwl am IC fel sglodyn bach y gellir ei ddefnyddio fel cylched cyflawn, dibynadwy.Gallai cylchedau integredig fod yn gownter, osgiliadur, mwyhadur, giât resymeg, amserydd, cof cyfrifiadur, neu hyd yn oed ficrobrosesydd.

Ystyrir bod IC yn bloc adeiladu sylfaenol o holl ddyfeisiau electronig heddiw.Mae ei enw yn awgrymu system o gydrannau cydgysylltiedig lluosog sydd wedi'u hymgorffori mewn deunydd lled-ddargludyddion tenau, wedi'i wneud o silicon.

Hanes Cylchedau Integredig 

Cyflwynwyd y dechnoleg y tu ôl i gylchedau integredig i ddechrau yn 1950 gan Robert Noyce a Jack Kilby yn Unol Daleithiau America.Awyrlu'r UD oedd defnyddiwr cyntaf y ddyfais newydd hon.Aeth Jack hefyd ymlaen i ennill y Wobr Nobel mewn Ffiseg yn 2000 am ei ddyfais o ICs bach.

1.5 mlynedd ar ôl cyflwyno cynllun Kilby, cyflwynodd Robert Noyce ei fersiwn ei hun o'r gylched integredig.Datrysodd ei fodel sawl mater ymarferol yn nyfais Kilby.Defnyddiodd Noyce silicon hefyd ar gyfer ei fodel, tra bod Jack Kilby yn defnyddio germaniwm. 

Cafodd Robert Noyce a Jack Kilby batentau UDA am eu cyfraniad i gylchedau integredig.Buont yn cael trafferth gyda materion cyfreithiol am nifer o flynyddoedd.Yn olaf, penderfynodd cwmnïau Noyce a Kilby groes-drwyddedu eu dyfeisiadau a'u cyflwyno i farchnad fyd-eang enfawr.

Mathau o Gylchedau Integredig

Mae dau fath o gylchedau integredig.Mae rhain yn:

1. ICs analog

Mae gan ICs analog allbwn sy'n newid yn gyson, yn dibynnu ar y signal y maent yn ei gael.Mewn egwyddor, gall IC o'r fath gyrraedd nifer anghyfyngedig o daleithiau.Yn y math hwn o IC, mae lefel allbwn y symudiad yn swyddogaeth llinol o lefel mewnbwn y signal.

Gall ICs llinol weithredu fel mwyhaduron amledd radio (RF) a sain-amledd (AF).Y mwyhadur gweithredol (mwyhadur gweithredol) yw'r ddyfais a ddefnyddir fel arfer yma.Yn ogystal, mae synhwyrydd tymheredd yn gymhwysiad cyffredin arall.Gall ICs llinellol droi dyfeisiau amrywiol ymlaen ac i ffwrdd unwaith y bydd y signal yn cyrraedd gwerth penodol.Gallwch ddod o hyd i'r dechnoleg hon mewn ffyrnau, gwresogyddion, a chyflyrwyr aer. 

2. ICs digidol 

Mae'r rhain yn wahanol i ICs analog.Nid ydynt yn gweithredu dros ystod gyson o lefelau signal.Yn lle hynny, maent yn gweithredu ar ychydig o lefelau a osodwyd ymlaen llaw.Mae ICs digidol yn gweithio'n sylfaenol gyda chymorth adwyon rhesymeg.Mae'r adwyon rhesymeg yn defnyddio data deuaidd.Dim ond dwy lefel sydd gan signalau mewn data deuaidd a elwir yn isel (rhesymeg 0) ac uchel (rhesymeg 1).

Defnyddir ICs digidol mewn ystod eang o gymwysiadau fel cyfrifiaduron, modemau, ac ati.

Pam mae Cylchedau Integredig yn Boblogaidd?

Er gwaethaf cael eu dyfeisio bron i 30 mlynedd yn ôl, mae cylchedau integredig yn dal i gael eu defnyddio mewn nifer o gymwysiadau.Gadewch i ni drafod rhai o'r elfennau sy'n gyfrifol am eu poblogrwydd: 

1.Scalability 

Ychydig flynyddoedd yn ôl, cyrhaeddodd refeniw'r diwydiant lled-ddargludyddion hyd at USD anhygoel o 350 biliwn.Intel oedd y cyfrannwr mwyaf yma.Roedd yna chwaraewyr eraill hefyd, ac roedd y rhan fwyaf o'r rhain yn perthyn i'r farchnad ddigidol.Os edrychwch ar y niferoedd, fe welwch fod 80 y cant o'r gwerthiannau a gynhyrchwyd gan y diwydiant lled-ddargludyddion yn dod o'r farchnad hon.

Mae cylchedau integredig wedi chwarae rhan fawr yn y llwyddiant hwn.Rydych chi'n gweld, dadansoddodd ymchwilwyr y diwydiant lled-ddargludyddion y gylched integredig, ei chymwysiadau, a'i fanylebau a'i graddio.

Dim ond ychydig o transistorau oedd gan yr IC cyntaf a ddyfeisiwyd erioed - 5 i fod yn benodol.Ac yn awr rydym wedi gweld Xeon 18-craidd Intel gyda chyfanswm o transistorau 5.5 biliwn.Ar ben hynny, roedd gan Reolwr Storio IBM 7.1 biliwn o dranistorau gyda storfa 480 MB L4 yn 2015.

Mae'r scalability hwn wedi chwarae rhan fawr ym mhoblogrwydd cyffredinol Cylchedau Integredig.

2. Cost

Bu sawl dadl ar gost pwyllgor ymchwilio.Dros y blynyddoedd, bu camsyniad ynghylch pris gwirioneddol IC hefyd.Y rheswm y tu ôl i hyn yw nad yw ICs yn gysyniad syml bellach.Mae technoleg yn symud ymlaen ar gyflymder hynod o gyflym, a rhaid i ddylunwyr sglodion gadw i fyny â'r cyflymder hwn wrth gyfrifo cost IC.

Ychydig flynyddoedd yn ôl, roedd y cyfrifiad cost ar gyfer IC yn dibynnu ar y marw silicon.Bryd hynny, gallai amcangyfrif cost sglodion gael ei bennu'n hawdd yn ôl maint marw.Er bod silicon yn dal i fod yn elfen sylfaenol yn eu cyfrifiadau, mae angen i arbenigwyr ystyried cydrannau eraill wrth gyfrifo cost IC hefyd.

Hyd yn hyn, mae arbenigwyr wedi didynnu hafaliad eithaf syml i bennu cost derfynol IC:

Cost IC Terfynol = Cost Pecyn + Cost Prawf + Cost Die + Cost Llongau

Mae'r hafaliad hwn yn ystyried yr holl elfennau angenrheidiol sy'n chwarae rhan enfawr wrth weithgynhyrchu'r sglodion.Yn ogystal â hynny, gall fod rhai ffactorau eraill y gellir eu hystyried.Y peth pwysicaf i'w gadw mewn cof wrth amcangyfrif costau IC yw y gall y pris amrywio yn ystod y broses gynhyrchu am resymau lluosog.

Hefyd, gall unrhyw benderfyniadau technegol a wneir yn ystod y broses weithgynhyrchu gael effaith sylweddol ar gost y prosiect.

3. Dibynadwyedd

Mae cynhyrchu cylchedau integredig yn dasg sensitif iawn gan ei bod yn ofynnol i'r holl systemau weithio'n barhaus yn ystod miliynau o gylchoedd.Mae meysydd electromagnetig allanol, tymereddau eithafol, ac amodau gweithredu eraill i gyd yn chwarae rhan bwysig yng ngweithrediad IC.

Fodd bynnag, mae'r rhan fwyaf o'r materion hyn yn cael eu dileu trwy ddefnyddio profion straen uchel a reolir yn gywir.Nid yw'n darparu unrhyw fecanweithiau methiant newydd, gan gynyddu dibynadwyedd y cylchedau integredig.Gallwn hefyd bennu'r dosbarthiad methiant mewn amser cymharol fyr trwy ddefnyddio straen uwch.

Mae'r holl agweddau hyn yn helpu i sicrhau bod cylched integredig yn gallu gweithio'n iawn.

Ar ben hynny, dyma rai nodweddion i bennu ymddygiad cylchedau integredig:

Tymheredd

Gall y tymheredd amrywio'n sylweddol, gan wneud cynhyrchu IC yn anodd iawn.

Foltedd.

Mae dyfeisiau'n gweithredu ar foltedd enwol a all amrywio ychydig.

Proses

Yr amrywiadau proses mwyaf hanfodol a ddefnyddir ar gyfer dyfeisiau yw foltedd trothwy a hyd sianel.Mae amrywiad proses yn cael ei ddosbarthu fel:

• Llawer i lot
• Wafer i wafer
• Marw i farw

Pecynnau Cylched Integredig

Mae'r pecyn yn lapio marw cylched integredig, gan ei gwneud hi'n hawdd i ni gysylltu ag ef.Mae pob cysylltiad allanol ar y marw wedi'i gysylltu â darn bach o wifren aur i bin ar y pecyn.Mae pinnau yn derfynellau allwthiol sy'n lliw arian.Maent yn mynd trwy'r gylched i gysylltu â rhannau eraill o'r sglodion.Mae'r rhain yn hanfodol iawn gan eu bod yn mynd o amgylch y gylched ac yn cysylltu â'r gwifrau a gweddill y cydrannau mewn cylched.

Mae sawl math gwahanol o becynnau y gellir eu defnyddio yma.Mae gan bob un ohonynt fathau mowntio unigryw, dimensiynau unigryw, a chyfrif pin.Gadewch i ni edrych ar sut mae hyn yn gweithio.

Cyfrif Pin

Mae'r holl gylchedau integredig wedi'u polareiddio, ac mae pob pin yn wahanol o ran swyddogaeth a lleoliad.Mae hyn yn golygu bod angen i'r pecyn nodi a gwahanu'r holl binnau oddi wrth ei gilydd.Mae'r rhan fwyaf o ICs yn defnyddio naill ai dot neu ricyn i ddangos y pin cyntaf.

Unwaith y byddwch yn nodi lleoliad y pin cyntaf, mae gweddill y rhifau pin yn cynyddu mewn dilyniant wrth i chi fynd yn wrthglocwedd o amgylch y gylched.

Mowntio

Mae mowntio yn un o nodweddion unigryw math o becyn.Gellir categoreiddio pob pecyn yn unol ag un o ddau gategori mowntio: mowntio arwyneb (SMD neu SMT) neu dwll trwodd (PTH).Mae'n llawer haws gweithio gyda phecynnau Trwy-Twll gan eu bod yn fwy.Maent wedi'u cynllunio i'w gosod ar un ochr cylched a'u sodro i'r llall.

Daw pecynnau mownt wyneb mewn gwahanol feintiau, o fach i fach.Maent wedi'u gosod ar un ochr i'r blwch ac yn cael eu sodro i'r wyneb.Mae pinnau'r pecyn hwn naill ai'n berpendicwlar i'r sglodion, wedi'u gwasgu allan yr ochr, neu weithiau'n cael eu gosod mewn matrics ar waelod y sglodion.Mae cylchedau integredig ar ffurf mownt wyneb hefyd angen offer arbennig i gael eu cydosod.

Deuol Mewn-Llinell

Pecyn Mewn-lein Deuol (DIP) yw un o'r pecynnau mwyaf cyffredin.Mae hwn yn fath o becyn IC twll trwodd.Mae'r sglodion bach hyn yn cynnwys dwy res gyfochrog o binnau sy'n ymestyn yn fertigol allan o amgaead du, plastig, hirsgwar.

Mae gan y pinnau fylchau o tua 2.54 mm rhyngddynt - safon sy'n berffaith i ffitio i mewn i fyrddau bara ac ychydig o fyrddau prototeipio eraill.Yn dibynnu ar y cyfrif pin, gall dimensiynau cyffredinol y pecyn DIP amrywio o 4 i 64.

Mae'r rhanbarth rhwng pob rhes o binnau wedi'i wahanu i alluogi IC DIP i orgyffwrdd â rhanbarth canol bwrdd bara.Mae hyn yn sicrhau bod gan y pinnau eu rhes eu hunain ac nad ydynt yn fyr.

Bach-Amlinell

Mae pecynnau cylched integredig amlinellol bach neu SOIC yn debyg i mount arwyneb.Mae'n cael ei wneud i fyny trwy blygu'r holl binnau ar DIP a'i grebachu i lawr.Gallwch chi gydosod y pecynnau hyn gyda llaw gyson a hyd yn oed llygad caeedig - mae mor hawdd â hynny!

Cwad Fflat

Mae pecynnau Quad Flat yn ymledu i bob un o'r pedwar cyfeiriad.Gall cyfanswm nifer y pinnau mewn IC fflat cwad amrywio unrhyw le o wyth pin ar yr ochr (cyfanswm o 32) i saith deg pin ar ochr (cyfanswm o 300+).Mae gan y pinnau hyn fwlch o tua 0.4mm i 1mm rhyngddynt.Mae amrywiadau llai o'r pecyn gwastad cwad yn cynnwys pecynnau proffil isel (LQFP), tenau (TQFP), a thenau iawn (VQFP).

Araeau Grid Pêl

Araeau Grid Ball neu BGA yw'r pecynnau IC mwyaf datblygedig o gwmpas.Mae'r rhain yn becynnau bach hynod gymhleth lle mae peli bach o sodr yn cael eu gosod mewn grid dau ddimensiwn ar waelod y gylched integredig.Weithiau mae'r arbenigwyr yn atodi'r peli sodr yn uniongyrchol i'r marw!

Mae pecynnau Araeau Grid Ball yn aml yn cael eu defnyddio ar gyfer microbroseswyr uwch, fel y Raspberry Pi neu pcDuino.