Атрибути на производот

Документи и медиуми

Класификации за животна средина и извоз

Интегрирани кола

Интегрираното коло (IC) е полупроводнички чип кој носи многу ситни компоненти како кондензатори, диоди, транзистори и отпорници.Овие мали компоненти се користат за пресметување и складирање на податоци со помош на дигитална или аналогна технологија.Можете да замислите IC како мал чип што може да се користи како целосно, сигурно коло.Интегрираните кола може да бидат бројач, осцилатор, засилувач, логичка порта, тајмер, компјутерска меморија, па дури и микропроцесор.

ИЦ се смета за основен градежен блок на сите денешни електронски уреди.Неговото име сугерира систем од повеќе меѓусебно поврзани компоненти вградени во тенок полупроводнички материјал направен од силикон.

Историја на интегрирани кола 

Технологијата зад интегрираните кола првично беше воведена во 1950 година од Роберт Нојс и Џек Килби во Соединетите Американски Држави.Воздухопловните сили на САД беа првиот потрошувач на овој нов изум.Џек, исто така, Килби ја доби Нобеловата награда за физика во 2000 година за неговиот изум на минијатуризирани ИЦ.

1,5 година по воведувањето на дизајнот на Килби, Роберт Нојс ја претстави својата сопствена верзија на интегрираното коло.Неговиот модел реши неколку практични прашања во уредот на Килби.Нојс користел и силикон за својот модел, додека Џек Килби користел германиум. 

Роберт Нојс и Џек Килби добија американски патенти за нивниот придонес во интегрираните кола.Неколку години се бореа со правни проблеми.Конечно, и компаниите Нојс и Килби решија да ги вкрстат лиценцираните нивните пронајдоци и да ги воведат на огромен глобален пазар.

Видови интегрирани кола

Постојат два вида интегрирани кола.Овие се:

1. Аналогни ИЦ

Аналогните ИЦ имаат постојано променлив излез, во зависност од сигналот што го добиваат.Теоретски, таквите IC може да постигнат неограничен број на состојби.Кај овој тип на ИЦ, излезното ниво на движење е линеарна функција од влезното ниво на сигналот.

Линеарните ИЦ можат да функционираат како засилувачи на радиофреквенција (RF) и аудио-фреквенција (AF).Оперативниот засилувач (op-amp) е уредот што вообичаено се користи овде.Покрај тоа, сензорот за температура е уште една вообичаена апликација.Линеарните ИЦ можат да вклучат и исклучуваат различни уреди штом сигналот ќе достигне одредена вредност.Оваа технологија можете да ја најдете во печки, греалки и клима уреди. 

2. Дигитални ИЦ 

Овие се различни од аналогните ИЦ.Тие не работат во постојан опсег на нивоа на сигнал.Наместо тоа, тие работат на неколку претходно поставени нивоа.Дигиталните ИЦ во основа работат со помош на логички порти.Логичките порти користат бинарни податоци.Сигналите во бинарни податоци имаат само две нивоа познати како ниско (логичка 0) и високо (логика 1).

Дигиталните IC се користат во широк опсег на апликации како компјутери, модеми итн.

Зошто интегрираните кола се популарни?

И покрај тоа што се измислени пред речиси 30 години, интегрираните кола сè уште се користат во бројни апликации.Ајде да разговараме за некои од елементите одговорни за нивната популарност: 

1.Приспособливост 

Пред неколку години, приходот на индустријата за полупроводници достигна до неверојатни 350 милијарди долари.Интел беше најголемиот придонес овде.Имаше и други играчи, а повеќето од нив припаѓаа на дигиталниот пазар.Ако ги погледнете бројките, ќе видите дека 80 отсто од продажбата што ја генерирала индустријата за полупроводници била од овој пазар.

Интегрираните кола одиграа голема улога во овој успех.Гледате, истражувачите од индустријата за полупроводници го анализираа интегрираното коло, неговите апликации и неговите спецификации и го зголемија.

Првиот IC некогаш измислен имаше само неколку транзистори - 5 да бидеме конкретни.И сега го видовме 18-јадрениот Xeon на Intel со вкупно 5,5 милијарди транзистори.Понатаму, контролорот за складирање на IBM имаше 7,1 милијарди транзистори со 480 MB L4 кеш во 2015 година.

Оваа приспособливост одигра голема улога во преовладувачката популарност на интегрираните кола.

2. Трошоци

Имаше неколку дебати за цената на ИЦ.Со текот на годините, постоеше заблуда за вистинската цена на ИЦ.Причината зад ова е што IC-ите повеќе не се едноставен концепт.Технологијата оди напред со огромна брзина, а дизајнерите на чипови мора да продолжат со ова темпо кога ги пресметуваат трошоците за IC.

Пред неколку години, пресметката на трошоците за IC се користи за да се потпира на силиконската матрица.Во тоа време, проценката на цената на чипот лесно можеше да се одреди според големината на матрицата.Додека силиконот е сè уште примарен елемент во нивните пресметки, експертите треба да земат предвид и други компоненти при пресметувањето на цената на IC.

Досега, експертите заклучија прилично едноставна равенка за да ја одредат конечната цена на IC:

Конечна цена на ИЦ = Трошоци за пакет + Цена за тест + Цена за матрици + Трошоци за испорака

Оваа равенка ги зема предвид сите потребни елементи кои играат огромна улога во производството на чипот.Покрај тоа, може да има и некои други фактори кои би можеле да се земат предвид.Најважното нешто што треба да се има на ум кога се проценуваат трошоците за ИЦ е дека цената може да варира во текот на процесот на производство од повеќе причини.

Исто така, сите технички одлуки донесени во текот на производниот процес може да имаат значително влијание врз цената на проектот.

3. Сигурност

Производството на интегрирани кола е многу чувствителна задача бидејќи бара сите системи да работат континуирано во текот на милиони циклуси.Надворешните електромагнетни полиња, екстремните температури и другите работни услови играат важна улога во работата на ИЦ.

Сепак, повеќето од овие проблеми се елиминираат со употреба на правилно контролирано тестирање за висок стрес.Не обезбедува нови механизми за дефект, зголемувајќи ја доверливоста на интегрираните кола.Можеме да ја одредиме и распределбата на неуспехот за релативно кратко време преку употреба на повисоки напони.

Сите овие аспекти помагаат да се осигураме дека интегрираното коло може да функционира правилно.

Понатаму, еве неколку карактеристики за одредување на однесувањето на интегрираните кола:

Температура

Температурата може драстично да варира, што го отежнува производството на IC.

Напон.

Уредите работат со номинален напон кој може малку да варира.

Процес

Највиталните варијации на процесот што се користат за уредите се прагот на напонот и должината на каналот.Варијацијата на процесот е класифицирана како:

• Многу до многу
• Нафора до нафора
• Умри за да умреш

Пакети со интегрирано коло

Пакетот ја обвиткува матрицата на интегрираното коло, што ни го олеснува поврзувањето со него.Секоја надворешна врска на матрицата е поврзана со мало парче златна жица за игла на пакувањето.Пиновите се екструдирачки терминали кои се во сребрена боја.Тие минуваат низ колото за да се поврзат со други делови од чипот.Овие се многу суштински бидејќи го обиколуваат колото и се поврзуваат со жиците и останатите компоненти во колото.

Постојат неколку различни типови на пакети што може да се користат овде.Сите тие имаат уникатни типови на монтирање, уникатни димензии и број на пинови.Ајде да погледнеме како функционира ова.

Броење на иглички

Сите интегрирани кола се поларизирани, и секој пин е различен и во однос на функцијата и локацијата.Ова значи дека пакетот треба да ги означи и одвои сите пинови еден од друг.Повеќето IC користат или точка или засек за да ја прикажат првата игла.

Откако ќе ја идентификувате локацијата на првиот пин, останатите броеви на пиновите се зголемуваат во низа додека одите спротивно од стрелките на часовникот околу колото.

Монтирање

Монтажата е една од уникатните карактеристики на типот на пакет.Сите пакети може да се категоризираат според една од двете категории на монтирање: површинска монтажа (SMD или SMT) или преку дупка (PTH).Многу е полесно да се работи со пакетите Through-hole бидејќи се поголеми.Тие се дизајнирани да бидат фиксирани на едната страна од колото и залемени на друга.

Пакетите за површинска монтажа доаѓаат во различни големини, од мали до мали.Тие се фиксирани на едната страна од кутијата и се залемени на површината.Пиновите на овој пакет се или нормални на чипот, истиснати настрана или понекогаш се поставени во матрица на основата на чипот.Интегрираните кола во форма на површинска монтажа бараат и специјални алатки за да се склопат.

Двојна во линија

Dual In-line Package (DIP) е еден од најчестите пакети.Ова е тип на IC пакет со преку дупка.Овие мали чипови содржат два паралелни реда иглички кои се протегаат вертикално од црно, пластично, правоаголно куќиште.

Пиновите имаат растојание од околу 2,54 mm меѓу нив - стандардно совршено да се вклопат во таблите за леб и неколку други прототипови.Во зависност од бројот на пиновите, вкупните димензии на пакетот DIP може да варираат од 4 до 64.

Регионот помеѓу секој ред иглички е распореден за да овозможи DIP IC да се преклопуваат со централниот регион на лебната плоча.Ова осигурува дека игличките имаат свој ред и не се кратки.

Small-Outline

Пакетите за интегрирано коло со мал преглед или SOIC се слични на површинска монтажа.Се создава со свиткување на сите иглички на DIP и собирање надолу.Овие пакети можете да ги составите со стабилна рака, па дури и со затворено око – Толку е лесно!

Четири стан

Quad Flat пакетите ги пуштаат игличките во сите четири насоки.Вкупниот број на иглички во четири рамни IC може да варира од осум пинови на страна (вкупно 32) до седумдесет иглички на страна (вкупно 300+).Овие пинови имаат простор од околу 0,4 mm до 1 mm меѓу нив.Помалите варијанти на квадното рамно пакување се состојат од пакети со низок профил (LQFP), тенки (TQFP) и многу тенки (VQFP).

Топчести решетки

Ball Grid Arrays или BGA се најнапредните IC пакети наоколу.Овие се неверојатно комплицирани, мали пакувања каде што малите топчиња за лемење се поставени во дводимензионална решетка на основата на интегрираното коло.Понекогаш експертите ги прикачуваат топчињата за лемење директно на матрицата!

Пакетите Ball Grid Arrays често се користат за напредни микропроцесори, како Raspberry Pi или pcDuino.