Не е известно кой пръв е измислил идеята за поставяне два или повече транзистора един полупроводников чип. Идеята може се е зародила непосредствено следто полупроводниковата индустрия започва произвежда полупроводникови елементи. Известно е, че теоретичната основа този подход е публикувана вчалото 50-те години миналия век. Необходими по-малко от 10 години, за се преодолеят технологичните проблеми, и още вчалото 60-те години миналия век се появява първото устройство, съдържащо няколко електронни компонента в една опаковка - микрочип (чип). Оттогавасам човечеството е поело по пътя съвършенството, който тепърва ще завършва.
Предназначение печатните вериги
Понастоящем в интегрирани конструкции се произвеждатй-различни електронни компоненти сзлична степен интеграция. Тези сглобки могат се използват за сглобяванезлични електронни устройства.пример еднадиоприемна схема може бъде реализирана позличничини. Отправна точка е използването микросхеми от транзистори. Чрез свързване изводите им е възможно сеправи приемно устройство. Следващата стъпка е използването отделните възли в интегриран проект (всеки в собствен корпус):
- радиочестотен усилвател
- хетеродин;
- смесител;
- аудиочестотен усилвател.
Икрая,й-съвременниятриант е целият приемник бъдезположен в един чип,то се добавятмо няколко външнисивни елемента. Очевидно е, че срастването степента интеграция проектирането схеми става все по-просто. Вече дори цял компютър може бъде реализиран един чип. Неговата производителност все още ще бъде по-ниска отзи конвенционалните компютърни устройства, но спредването технологиите може би и този момент ще бъде преодолян.
Видове чипове
Днес се произвеждат огромен брой видове микросхеми. Почти всеки цялостен електронен възел, стандартен или специализиран, се предлага в микропроект. Не е възможно вмките един преглед се изброят изглобят всички видове. Ной-общозано, интегралните схеми могат бъдатзделени три глобалнитегории в зависимост от тяхната функционалност.
- Цифров. Теботят с дискретни сигнали. входа се подават цифрови нива, а изхода се приемат сигнали в цифров вид. Този клас устройства покрива областта от прости логически елементи дой-съвременните микропроцесори. Това включва и програмируеми логическисиви, устройства смет и др.
- Аналогов. Теботят със сигнали, които се променят според непрекъснат закон. Типичен пример закъв чип е аудиочестотен усилвател. В този клас включени и интегрирани линейни стабилизатори, генератори сигнали, измервателни сензори и др.борите отсивни елементи (резистори, RC вериги и др.) също принадлежат къмтегорията аналоговите.резистори, RC вериги и др.).
- Аналогово към цифрово (цифрово към аналогово). Тези чипове немо преобразуват дискретнинни в непрекъснати или обратното. В същия корпус могат се усилват, преобразуват, модулират, декодират и т.н. изходни или приети сигнали. Аналогово-цифровите сензори се използват широко за комуникация измервателните веригизлични технологични процеси с компютърни устройства.
Интегралните схеми се подразделят и според вида производство:
- Полупроводникови - изработени един полупроводников чип;
- Филмови -сивните елементи се произвеждатзата дебели или тънки филми;
- Хибрид: активни полупроводникови устройства (транзистори и т.н.).
Но за приложението микросхемитези класификация в повечето случаи нева много практическа информация.
Черупки от чипс
За се защити вътрешното съдържание и се опрости монтажът, микросхемите се поставят в опаковка. Първоначално повечето микросхеми се произвеждаха в метален корпус (кръгла или правоъгълна) с гъвкави щифтове,зположени по периметъра.
Този дизайн не можеше се възползвапълно от предимствата миниатюризацията, тъйтозмерите устройството бяха много големи в сравнение сзмера чипа. Освен това степента интеграция беше ниска, коетомо задълбочаваше проблема. В средата 60-те години миналия веккетът DIP (двоен редовикет) - правоъгълна кутия с твърди щифтове от двете страни. Проблемът с големиязмер не е решен, но въпреки това това решение позволява се постигне по-висока плътност опаковане,кто и се улесни автоматизираното сглобяване електронни схеми. Броят DIP изводитерира от 4 до 64, въпреки чекетите с повече от 40 извода все още голяма рядкост.
Важно!зстоянието между пиновете DIP микросхемите местно производство е 2,5 mm, а вносните микросхеми - 2,54 mm (1 линия = 0,1 инча.). Порадизи причина възникват проблеми при обмена пълни, пръв поглед руски и вносни аналози.лкотозминаване затруднява вписването една и съща функционалност изпределение пиновете в платки инели.
Сзвитието електронните технологии недостатъците DIPкетите стават очевидни. Микропроцесорите нямаха достатъчно изводи, а увеличаващият се брой изводи изискваше повече място платките. Вторият проблем, който сложи край ерата господството DIP, бешезпространението повърхностния монтаж. Вместо се запояват чипове в дупки платките, те се запояват директно върху подложки. Този метод монтиране се оказа многоционален,ка че възникна необходимост от чипове в опаковки, пригодени за запояване към повърхността. И процесът подмяна устройствата за монтаж "дупките" (истински отвор) елементи,реченито SMD (детайл за повърхностен монтаж).
Първата стъпка към повърхностно монтиране беше въвежданетокетите SOIC и техните модификации (SOP, HSOP и други проекти). Подобно типовете DIP, тезикети имат два реда щифтове с дюбели по дългите страни, но те успоредни долната страна корпуса.
По-нататъшнозвитие е корпусът QFP. Тозилъф има щифтове с квадратна форма от всяка страна. Той е подобенкета PLLC, но е по-близък до DIP, въпреки че крачетата също по цялата обиколка.
Известно време DIP чиповете се задържаха в сектора програмируемите устройства (ROM, контролери, PLM), нозпространението програмирането в чипа измести двуредовитекети с истински отвори и отзи област. В днешно време дористи, които преди се монтираха в отвори -то интегрирани регулаторипрежение и др. - вече готови за SMD.
Разработването корпуси за микропроцесори пое позличен път. Тъйто броят щифтовете не се побира в периметъра квадрат сзумнизмери, крачетата голям чип се подреждат втрица (PGA, LGA и др.).
Предимства използването чипове
Появата микрочипаправи революция в света електрониката (особено в областта микропроцесорната технология.). Компютрите тръби, които заемаха една или повече стаи, се помнятто исторически куриоз. Но един съвременен процесор съдържа около 20 милиарда транзистора. Ако приемем, че площта дискретния транзистор е поне 0,1 квадратеннтиметър, площта, заемана от целия процесор, би трябвало е поне 200 000 квадратни метра - около 2000 тристайни апартамента от среден клас.
Трябва се предвиди и място замет, звуковирти, аудиокарти, мрежови адаптери и други периферни устройства.зходите за монтиране толкова много дискретни компоненти биха били огромни, адеждността - неприемливо ниска. Отстраняването неизправностите и ремонтът щяха отнемат изключително много време. Ясно е, че ерата персоналните компютри без високоинтегрални схеми никога нямашестъпи. Освен това без съвременните технологии нямаше бъдат създадени устройства с висока компютърна интензивност - от потребителски до промишлени илиучни.
Посокатазвитие електрониката е предопределена за много годинипред. Това се дължи преди всичко увеличаването степента интеграция елементите микрочипа, което се дължи непрекъснатотозвитие технологиите. Предстоичествен скок, когато възможностите микроелектрониката достигнат своя предел, но това е въпрос досталечно бъдеще.
Свързани статии:
