Tréithe Táirge

Doiciméid & Meáin

Aicmithe Comhshaoil ​​& Easpórtála

Ciorcaid Chomhtháite

Is sliseanna leathsheoltóra é ciorcad iomlánaithe (IC) a iompraíonn go leor comhpháirteanna bídeacha cosúil le toilleoirí, dé-óid, trasraitheoirí agus friotóirí.Úsáidtear na comhpháirteanna bídeacha seo chun sonraí a ríomh agus a stóráil le cabhair ó theicneolaíocht dhigiteach nó analógach.Is féidir leat smaoineamh ar IC mar shlis bheag ar féidir a úsáid mar chiorcad iomlán iontaofa.D'fhéadfadh ciorcaid chomhtháite a bheith ina gcuntar, oscillator, amplifier, geata loighic, lasc ama, cuimhne ríomhaire, nó fiú microprocessor.

Meastar go bhfuil IC ina bhunchloch de ghléasanna leictreonacha uile an lae inniu.Tugann an t-ainm le fios go bhfuil córas de ilchodanna idirnasctha leabaithe in ábhar leathsheoltóra tanaí déanta as sileacain.

Stair na gCiorcad Comhtháite 

Thug Robert Noyce agus Jack Kilby isteach i Stáit Aontaithe Mheiriceá an teicneolaíocht taobh thiar de chiorcaid chomhtháite ar dtús i 1950.Ba é Aerfhórsa na SA an chéad tomhaltóir den aireagán nua seo.Bhuaigh Jack Kilby freisin an Duais Nobel san Fhisic sa bhliain 2000 as a aireagán ICanna mionaturaithe.

1.5 bliain tar éis dearadh Kilby a thabhairt isteach, thug Robert Noyce a leagan féin den chiorcad iomlánaithe isteach.Réitigh a mhúnla roinnt saincheisteanna praiticiúla maidir le gléas Kilby.D’úsáid Noyce sileacain dá mhúnla freisin, agus d’úsáid Jack Kilby gearmáiniam. 

Fuair ​​Robert Noyce agus Jack Kilby paitinní SAM as an méid a chuir siad le ciorcaid chomhtháite.Bhí siad ag streachailt le saincheisteanna dlí ar feadh roinnt blianta.Ar deireadh, chinn cuideachtaí Noyce agus Kilby araon a gcuid aireagán a thrascheadúnú agus margadh ollmhór domhanda a thabhairt isteach dóibh.

Cineálacha Ciorcaid Chomhtháite

Tá dhá chineál ciorcaid chomhtháite ann.Is iad seo:

1. ICanna Analógacha

Bíonn aschur seasta ag ICanna analógacha, ag brath ar an comhartha atá á fháil acu.Go teoiriciúil, is féidir le ICanna den sórt sin líon neamhtheoranta stát a bhaint amach.Sa chineál seo IC, is é leibhéal aschuir na gluaiseachta ná feidhm líneach leibhéal ionchuir an chomhartha.

Is féidir le ICanna líneacha feidhmiú mar aimplitheoirí raidió-minicíochta (RF) agus fuaime-minicíochta (AF).Is é an t-aimplitheoir oibriúcháin (op-amp) an gléas a úsáidtear de ghnáth anseo.Ina theannta sin, is iarratas coitianta eile é braiteoir teochta.Is féidir le ICanna líneacha gléasanna éagsúla a chasadh air agus as nuair a shroicheann an comhartha luach áirithe.Is féidir leat an teicneolaíocht seo a fháil in oighinn, téitheoirí, agus oiriúntóirí aer. 

2. ICanna digiteacha 

Tá siad seo difriúil ó ICanna analógacha.Ní fheidhmíonn siad thar raon seasta de leibhéil chomharthaí.Ina áit sin, oibríonn siad ag roinnt leibhéal réamhshocrú.Oibríonn ICanna digiteacha go bunúsach le cabhair ó gheataí loighic.Úsáideann na geataí loighic sonraí dénártha.Níl ach dhá leibhéal ag comharthaí i sonraí dénártha ar a dtugtar íseal (loighic 0) agus ard (loighic 1).

Úsáidtear ICanna digiteacha i raon leathan feidhmchlár mar ríomhairí, móideim, etc.

Cén fáth a bhfuil Coitianta le Ciorcaid Chomhtháite?

In ainneoin gur ceapadh iad beagnach 30 bliain ó shin, úsáidtear ciorcaid chomhtháite fós in iarratais iomadúla.Déanaimis cuid de na gnéithe atá freagrach as a gcuid tóir a phlé : 

1.Scalability 

Cúpla bliain ó shin, shroich ioncam an tionscail leathsheoltóra suas le dochreidte 350 billiún USD.Ba é Intel an ranníocóir is mó anseo.Bhí imreoirí eile ann freisin, agus bhain an chuid is mó díobh seo leis an margadh digiteach.Má fhéachann tú ar na huimhreacha, feicfidh tú gur ón margadh seo a tháinig 80 faoin gcéad de na díolacháin a ghin an tionscal leathsheoltóra.

Bhí ról mór ag ciorcaid chomhtháite sa rath seo.Feiceann tú, rinne taighdeoirí an tionscail leathsheoltóra anailís ar an gciorcad iomlánaithe, ar a fheidhmchláir, agus ar a shonraíochtaí agus rinne siad é a scála.

Ní raibh ach cúpla trasraitheoir ag an gcéad IC riamh – 5 le bheith sainiúil.Agus anois tá Xeon 18-lárnach Intel le feiceáil againn le trasraitheoirí 5.5 billiún san iomlán.Ina theannta sin, bhí 7.1 billiún trasraitheoir ag Rialaitheoir Stórála IBM le taisce 480 MB L4 in 2015.

Bhí ról mór ag an scalability seo sa tóir a bhí ar Chiorcaid Chomhtháite.

2. Costas

Bhí go leor díospóireachtaí ar bun faoi chostas CI.Thar na blianta, tá míthuiscint ann faoi phraghas iarbhír IC freisin.Is é an chúis taobh thiar de seo nach bhfuil ICs coincheap simplí a thuilleadh.Tá an teicneolaíocht ag dul ar aghaidh ag luas iontach tapa, agus ní mór do dhearthóirí sliseanna coimeád suas leis an luas seo agus costas IC á ríomh.

Cúpla bliain ó shin, d'úsáid an ríomh costais le haghaidh IC a bheith ag brath ar an bás sileacain.Ag an am sin, d'fhéadfaí costas sliseanna a mheas go héasca de réir mhéid bás.Cé go bhfuil sileacain fós ina phríomhghné ina gcuid ríomhaireachtaí, ní mór do shaineolaithe comhpháirteanna eile a mheas agus an costas IC á ríomh freisin.

Go dtí seo, tá cothromóid measartha simplí bainte amach ag saineolaithe chun costas deiridh CI a chinneadh:

Costas IC Deiridh = Costas Pacáiste + Costas Tástála + Costas Die + Costas Loingseoireachta

Measann an chothromóid seo na heilimintí riachtanacha go léir a bhfuil ról ollmhór acu i ndéantúsaíocht na sliseanna.Ina theannta sin, is féidir fachtóirí áirithe eile a chur san áireamh.Is é an rud is tábhachtaí a choinneáil i gcuimhne agus costais IC á meas ná go bhféadfadh an praghas a bheith éagsúil le linn an phróisis táirgthe ar chúiseanna éagsúla.

Chomh maith leis sin, d’fhéadfadh tionchar suntasach a bheith ag aon chinntí teicniúla a dhéantar le linn an phróisis déantúsaíochta ar chostas an tionscadail.

3. Iontaofacht

Is tasc an-íogair é táirgeadh ciorcaid chomhtháite mar go n-éilíonn sé go n-oibreoidh na córais go léir go leanúnach le linn na milliúin timthriallta.Tá ról tábhachtach ag réimsí leictreamaighnéadacha seachtracha, teochtaí foircneacha, agus coinníollacha oibriúcháin eile in oibriú IC.

Mar sin féin, cuirtear deireadh leis an gcuid is mó de na saincheisteanna seo trí thástáil ard-strus a rialaítear i gceart a úsáid.Ní sholáthraíonn sé aon mheicníochtaí teip nua, rud a mhéadaíonn iontaofacht na gciorcad iomlánaithe.Is féidir linn an dáileadh teip a chinneadh freisin i dtréimhse ama réasúnta gearr trí úsáid a bhaint as strusanna níos airde.

Cuidíonn na gnéithe seo go léir lena chinntiú go bhfuil ciorcad iomlánaithe in ann feidhmiú i gceart.

Ina theannta sin, seo roinnt gnéithe chun iompar ciorcaid iomlánaithe a chinneadh:

Teocht

Féadfaidh an teocht athrú go mór, rud a fhágann go bhfuil táirgeadh IC thar a bheith deacair.

Voltas.

Feidhmíonn feistí ag voltas ainmniúil ar féidir a athrú beagán.

Próiseas

Is iad na héagsúlachtaí próisis is tábhachtaí a úsáidtear le haghaidh feistí ná voltas tairsí agus fad cainéal.Rangaítear éagsúlacht próisis mar:

• Go leor le go leor
• Wafer go sliseag
• Faigh bás

Pacáistí Ciorcaid Chomhtháite

Clúdaíonn an pacáiste dísle ciorcad iomlánaithe, rud a fhágann go bhfuil sé éasca dúinn nascadh leis.Tá gach nasc seachtrach ar an dísle nasctha le píosa beag bídeach de shreang óir le bioráin ar an bpacáiste.Is teirminéil easbhrúite iad bioráin a bhfuil dath airgid orthu.Téann siad tríd an gciorcad chun nascadh le codanna eile den sliseanna.Tá siad seo thar a bheith riachtanach ós rud é go dtéann siad timpeall an chiorcaid agus go nascann siad leis na sreanga agus leis an gcuid eile de na comhpháirteanna i gciorcad.

Tá roinnt cineálacha éagsúla pacáistí ar féidir a úsáid anseo.Tá cineálacha gléasta uathúla, toisí uathúla, agus comhaireamh bioráin ag gach ceann acu.Breathnaímid ar conas a oibríonn sé seo.

Comhaireamh Bioráin

Tá na ciorcaid chomhtháite go léir polaraithe, agus tá gach bioráin difriúil i dtéarmaí feidhm agus suíomh araon.Ciallaíonn sé seo go gcaithfidh an pacáiste na bioráin go léir a léiriú agus a scaradh óna chéile.Úsáideann formhór na ICanna ponc nó barr chun an chéad phionna a thaispeáint.

Nuair a shainaithníonn tú suíomh an chéad bhioráin, méadóidh an chuid eile de na huimhreacha bioráin i seicheamh de réir mar a théann tú tuathal timpeall an chiorcaid.

Gléasta

Tá gléasta ar cheann de na saintréithe uathúla de chineál pacáiste.Is féidir gach pacáiste a chatagóiriú de réir ceann amháin de dhá chatagóir gléasta: gléasadh dromchla (SMD nó SMT) nó trí-pholl (PTH).Tá sé i bhfad níos éasca oibriú le pacáistí Trí-phoill ós rud é go bhfuil siad níos mó.Tá siad deartha le bheith socraithe ar thaobh amháin de chiorcad agus sádráilte go ceann eile.

Tagann pacáistí gléasta dromchla i méideanna éagsúla, ó bheag go dtí lúidecule.Socraítear iad ar thaobh amháin den bhosca agus sádráiltear iad leis an dromchla.Tá bioráin an phacáiste seo ingearach leis an sliseanna, brúite amach ar an taobh, nó uaireanta socraítear iad i maitrís ar bhonn an tslis.Teastaíonn uirlisí speisialta freisin ó chiorcaid chomhtháite i bhfoirm gléasta dromchla chun iad a chur le chéile.

Dual In-Líne

Tá Pacáiste Inlíne Dual (DIP) ar cheann de na pacáistí is coitianta.Is cineál pacáiste IC trí-pholl é seo.Tá dhá shraith chomhthreomhara bioráin sna sliseanna beaga seo a shíneann go hingearach as tithíocht dhronuilleogach dubh, plaisteach.

Tá spásáil de thart ar 2.54 mm idir na bioráin – caighdeán atá foirfe chun a chur isteach ar chláir aráin agus ar roinnt clár fréamhshamhlacha eile.Ag brath ar an gcomhaireamh bioráin, féadfaidh toisí foriomlána an phacáiste DIP a bheith éagsúil ó 4 go 64.

Tá an réigiún idir gach sraith bioráin spásáilte le cur ar chumas ICanna DIP lár-réigiún clár aráin a fhorluí.Cinntíonn sé seo go bhfuil a sraith féin ag na bioráin agus nach giorraíonn siad.

Imlíne Beag

Tá pacáistí ciorcaid iomlánaithe imlíne bheaga nó SOIC cosúil le gléas dromchla.Déantar é trí na bioráin go léir a lúbadh ar DIP agus é a chrapadh síos.Is féidir leat na pacáistí seo a chur le chéile le lámh seasta agus fiú súl dúnta - tá sé chomh héasca sin!

Quad Flat

Bíonn bioráin spleodracha i bpacáistí Quad Flat i ngach ceann de na ceithre threo.Is féidir leis an líon iomlán bioráin in IC árasán quad athrú áit ar bith ó ocht bioráin ar an taobh (32 san iomlán) go seachtó bioráin ar an taobh (300+ san iomlán).Tá spás idir na bioráin seo idir 0.4mm agus 1mm.Is éard atá i leaganacha níos lú den phacáiste quad árasán ná pacáistí próifíl íseal (LQFP), tanaí (TQFP), agus an-tanaí (VQFP).

Arrays Greille Liathróid

Is iad Arrays Greille Liathróid nó BGA na pacáistí IC is úire timpeall.Is pacáistí beaga casta iad seo ina gcuirtear liathróidí sádrála bídeacha ar bun i ngreille déthoiseach ar bhonn an chiorcaid chomhtháite.Uaireanta ceanglaíonn na saineolaithe na liathróidí solder go díreach leis an dísle!

Is minic a úsáidtear pacáistí Eagar Eangaí Liathróid le haghaidh ardmhicrphróiseálaithe, cosúil leis an Raspberry Pi nó pcDuino.