ચિપ શું છે, ચિપ્સના પ્રકારો અને પેકેજો

એક જ સેમિકન્ડક્ટર ચિપ પર બે કે તેથી વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવવાનો વિચાર સૌપ્રથમ કોને આવ્યો તે જાણી શકાયું નથી. સેમિકન્ડક્ટર તત્વ ઉત્પાદનની શરૂઆત પછી જ આ વિચાર ઉદ્ભવ્યો હશે. તે જાણીતું છે કે આ અભિગમના સૈદ્ધાંતિક પાયા છેલ્લા સદીના 50 ના દાયકાની શરૂઆતમાં પ્રકાશિત થયા હતા. તકનીકી સમસ્યાઓને દૂર કરવામાં 10 વર્ષથી ઓછો સમય લાગ્યો, અને પહેલેથી જ 60 ના દાયકાની શરૂઆતમાં એક પેકેજમાં ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો ધરાવતું પ્રથમ ઉપકરણ બનાવવામાં આવ્યું હતું - એક માઇક્રોચિપ (ચિપ). ત્યારથી માનવજાતે સુધારણાના માર્ગ પર આગળ વધ્યો છે, જેનો અંત હજુ જોવાનો બાકી છે.

આઇસીનો હેતુ

હાલમાં, એકીકરણની વિવિધ ડિગ્રી સાથે વિવિધ પ્રકારની ઇલેક્ટ્રોનિક એસેમ્બલીઓ સંકલિત ડિઝાઇનમાં બનાવવામાં આવે છે. તેમાંથી, ઇંટોની જેમ, તમે વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોને એસેમ્બલ કરી શકો છો. આમ, રેડિયો રીસીવરનું સર્કિટ જુદી જુદી રીતે અમલમાં મૂકી શકાય છે. પ્રારંભિક બિંદુ ચિપ્સ અને ટ્રાંઝિસ્ટરના સેટનો ઉપયોગ કરવાનો છે. તેમના પિનને કનેક્ટ કરીને, તમે રીસીવર ઉપકરણ બનાવી શકો છો. આગળનું પગલું એ એકીકૃત ડિઝાઇનમાં વ્યક્તિગત એસેમ્બલીઓનો ઉપયોગ કરવાનું છે (દરેક તેના પોતાના બિડાણમાં):

• રેડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર;
• heterodyne;
• મિક્સર
• ઓડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર.

છેલ્લે, સૌથી આધુનિક પ્રકાર - એક જ ચિપમાં સમગ્ર રીસીવર, તમારે ફક્ત થોડા બાહ્ય નિષ્ક્રિય ઘટકો ઉમેરવાની જરૂર છે. દેખીતી રીતે, જેમ જેમ એકીકરણની ડિગ્રી વધે છે તેમ, સર્કિટનું બાંધકામ સરળ બને છે. આજકાલ સંપૂર્ણ કમ્પ્યુટર પણ એક ચિપ પર સાકાર થઈ શકે છે. તેનું પ્રદર્શન હજી પણ પરંપરાગત કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો કરતા ઓછું હશે, પરંતુ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, કદાચ આ બિંદુને પણ હરાવી શકાય છે.

ચિપ્સના પ્રકાર

આજકાલ મોટી સંખ્યામાં ચિપ પ્રકારો છે. વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોનિક એસેમ્બલી, પ્રમાણભૂત અથવા વિશિષ્ટ, માઇક્રો ડિઝાઇનમાં આવે છે. એક સમીક્ષામાં તમામ પ્રકારોની યાદી અને ડિસએસેમ્બલ કરવું શક્ય નથી. પરંતુ સામાન્ય રીતે, ચિપ્સને તેમની કાર્યક્ષમતા અનુસાર ત્રણ વૈશ્વિક શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

1. ડિજિટલ. તેઓ અલગ સિગ્નલો સાથે કામ કરે છે. ડિજિટલ સ્તરને ઇનપુટ આપવામાં આવે છે અને ડિજિટલ સ્વરૂપમાં સિગ્નલો પણ આઉટપુટમાંથી લેવામાં આવે છે. ઉપકરણોનો આ વર્ગ સરળ તર્ક તત્વોથી લઈને સૌથી અદ્યતન માઇક્રોપ્રોસેસર સુધીના ક્ષેત્રને આવરી લે છે. તેમાં પ્રોગ્રામેબલ લોજિક મેટ્રિસિસ, મેમરી ડિવાઇસ વગેરેનો પણ સમાવેશ થાય છે.
2. એનાલોગ. તેઓ સિગ્નલો સાથે કામ કરે છે જે સતત કાયદા અનુસાર બદલાય છે. આવી ચિપનું એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ ઓડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર છે. આ વર્ગમાં સંકલિત લાઇન સ્ટેબિલાઇઝર્સ, સિગ્નલ જનરેટર, માપન સેન્સર અને વધુનો પણ સમાવેશ થાય છે. એનાલોગ કેટેગરીમાં નિષ્ક્રિય તત્વોના સેટનો પણ સમાવેશ થાય છે (રેઝિસ્ટર, આરસી સર્કિટ, વગેરે.).
3. એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ (ડિજિટલ-થી-એનાલોગ). આ ચિપ્સ માત્ર અલગ ડેટાને સતત ડેટામાં રૂપાંતરિત કરતી નથી અથવા તેનાથી વિપરીત. સમાન કિસ્સામાં સ્ત્રોત અથવા પ્રાપ્ત સિગ્નલો વિસ્તૃત, રૂપાંતરિત, મોડ્યુલેટેડ, ડીકોડેડ, વગેરે હોઈ શકે છે. એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ સેન્સરનો ઉપયોગ કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો સાથે વિવિધ તકનીકી પ્રક્રિયાઓના માપન સર્કિટને સંચાર કરવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે.

ઉત્પાદનના પ્રકાર અનુસાર માઇક્રોસર્કિટ્સ પણ વિભાજિત કરવામાં આવે છે:

• સેમિકન્ડક્ટર - એક સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલ પર બનાવવામાં આવે છે;
• ફિલ્મ - નિષ્ક્રિય તત્વો જાડા અથવા પાતળા ફિલ્મોના આધારે બનાવવામાં આવે છે;
• હાઇબ્રિડ: સક્રિય સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોને નિષ્ક્રિય ફિલ્મ તત્વો માટે "વાવેતર" કરવામાં આવે છે (ટ્રાન્ઝિસ્ટર વગેરે).

પરંતુ માઇક્રોકિરકિટ્સના ઉપયોગ માટે આ વર્ગીકરણ મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં વધુ વ્યવહારુ માહિતી આપતું નથી.

ચિપશેલ્સ

આંતરિક સામગ્રીઓનું રક્ષણ કરવા અને ઇન્સ્ટોલેશનને સરળ બનાવવા માટે, માઇક્રોકિરકિટ્સ પેકેજમાં મૂકવામાં આવે છે. શરૂઆતમાં, મોટા ભાગના માઇક્રોકિરકિટ્સ મેટલ શેલમાં બનાવવામાં આવતા હતા (ગોળાકાર અથવા લંબચોરસ) પરિમિતિ સાથે ગોઠવેલ લવચીક પિન સાથે.

આ ડિઝાઇને લઘુચિત્રીકરણના તમામ ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપી નથી, કારણ કે ઉપકરણના પરિમાણો ક્રિસ્ટલના કદની તુલનામાં ખૂબ મોટા હતા. વધુમાં, એકીકરણની ડિગ્રી ઓછી હતી, જેણે માત્ર સમસ્યાને વધારી દીધી હતી. સાઠના દાયકાના મધ્યમાં, ડીઆઈપી (ડ્યુઅલ ઇન-લાઇન પેકેજ), બંને બાજુએ કઠોર પિન સાથેનું લંબચોરસ બોક્સ. વિશાળ કદની સમસ્યા હલ કરવામાં આવી ન હતી, પરંતુ તેમ છતાં, આ સોલ્યુશનને ઉચ્ચ પેકિંગ ઘનતા પ્રાપ્ત કરવાની તેમજ ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટની સ્વચાલિત એસેમ્બલીને સરળ બનાવવાની મંજૂરી મળી. ડીઆઈપી પેકેજમાં ચિપ પિનની સંખ્યા 4 થી 64 સુધીની હોય છે, જો કે 40 થી વધુ "પગ" ધરાવતા પેકેજો હજુ પણ દુર્લભ છે.

મહત્વપૂર્ણ! સ્થાનિક ઉત્પાદનના ડીઆઈપી માઈક્રોસર્કિટ્સમાં પિન સ્પેસિંગ 2.5 એમએમ હોય છે, જ્યારે આયાતી - 2.54 એમએમ (1 લીટી = 0.1 ઇંચ). આને કારણે, રશિયન અને આયાતી ઉત્પાદનના સંપૂર્ણ, મોટે ભાગે એનાલોગને પરસ્પર બદલીને સમસ્યાઓ ઊભી થાય છે. એક નાની વિસંગતતા બોર્ડ અને પેનલ્સમાં સમાન કાર્યક્ષમતા અને પિન સોંપણી ઉપકરણોને ઇન્સ્ટોલ કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે.

ઇલેક્ટ્રોનિક ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, DIP પેકેજોના ગેરફાયદા સ્પષ્ટ થઈ ગયા. માઈક્રોપ્રોસેસર પાસે પર્યાપ્ત પિન નહોતા, અને પિનની વધતી જતી સંખ્યાને કારણે પેકેજોનું કદ વધારવું જરૂરી હતું. બીજી સમસ્યા કે જેણે ડીઆઈપી વર્ચસ્વના યુગને નજીક લાવ્યો તે સપાટીના માઉન્ટિંગનો પ્રસાર હતો.આ ચિપ્સ હવે બોર્ડ પરના છિદ્રોમાં લગાવવામાં આવતી ન હતી, પરંતુ સીધા પેડ્સ પર સોલ્ડર કરવામાં આવતી હતી. માઉન્ટ કરવાની આ રીત ખૂબ જ તર્કસંગત હોવાનું બહાર આવ્યું છે, તેથી જ પેકેજોમાં ચિપ્સની જરૂર હતી જે સપાટીના સોલ્ડરિંગ માટે અનુકૂળ હતી. અને "છિદ્ર" માઉન્ટિંગ માટે ઉપકરણોના વિસ્થાપનની પ્રક્રિયા (સાચું છિદ્ર) તરીકે નામ આપવામાં આવેલ તત્વો SMD (સપાટી પર માઉન્ટ થયેલ વિગતો).

સપાટી પર માઉન્ટ કરવાનું પ્રથમ પગલું એ SOIC પેકેજોની રજૂઆત અને તેમના ફેરફારો (SOP, HSOP અને અન્ય પ્રકારો). ડીઆઈપીની જેમ, તેમની પાસે લાંબી બાજુઓ પર ડોવેલ પિનની બે પંક્તિઓ હોય છે પરંતુ તે બિડાણના નીચેના પ્લેન સાથે સમાંતર હોય છે.

વધુ વિકાસ એ QFP હાઉસિંગ છે. આ કેસની દરેક બાજુએ ચોરસ આકારની પિન છે. તે PLLC કેસ જેવું જ હતું પરંતુ તે હજુ પણ DIP કેસની નજીક હતું જો કે પિન પણ પરિઘની આસપાસ હતી.

કેટલાક સમય માટે ડીઆઈપી ચિપ્સ પ્રોગ્રામેબલ ડિવાઇસ સેક્ટરમાં તેમની પોતાની ધરાવે છે (ROM, કંટ્રોલર, PLM), પરંતુ ઓન-ચિપ પ્રોગ્રામિંગના પ્રસારે સાચા છિદ્ર ડબલ-રો પેકેજોને તે વિસ્તારની બહાર પણ ધકેલી દીધા. આજકાલ, એવા ભાગો પણ કે જેમાં હોલ માઉન્ટિંગનો કોઈ વિકલ્પ નથી - જેમ કે ઈન્ટીગ્રેટેડ વોલ્ટેજ રેગ્યુલેટર વગેરે - SMD-ફોર્મેટેડ છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર્સ માટે હાઉસિંગના વિકાસએ એક અલગ રસ્તો અપનાવ્યો છે. પિનની સંખ્યા કોઈપણ વાજબી કદના ચોરસની પરિમિતિમાં બંધબેસતી ન હોવાથી, મોટી ચિપના પગ મેટ્રિક્સના રૂપમાં ગોઠવાયેલા હોય છે (પીજીએ, એલજીએ, વગેરે.).

ચિપ્સનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા

માઇક્રોચિપના આગમનથી ઇલેક્ટ્રોનિક્સની દુનિયામાં ક્રાંતિ આવી (ખાસ કરીને માઇક્રોપ્રોસેસર ટેકનોલોજીમાં). લાઇટ બલ્બ કમ્પ્યુટર્સ, જેણે એક અથવા વધુ રૂમ લીધા હતા, તેને ઐતિહાસિક જિજ્ઞાસા તરીકે યાદ કરવામાં આવે છે. પરંતુ આધુનિક પ્રોસેસરમાં લગભગ 20 બિલિયન ટ્રાંઝિસ્ટર હોય છે.જો આપણે ઓછામાં ઓછા 0.1 ચોરસ સેન્ટિમીટરનો એક અલગ ટ્રાન્ઝિસ્ટર વિસ્તાર ધારીએ, તો પ્રોસેસર દ્વારા કબજે કરેલ વિસ્તાર ઓછામાં ઓછો 200000 ચોરસ મીટર હોવો જોઈએ - લગભગ 2000 ત્રણ રૂમના મધ્યમ કદના એપાર્ટમેન્ટ્સ.

મેમરી, સાઉન્ડ કાર્ડ, ઓડિયો કાર્ડ, નેટવર્ક એડેપ્ટર અને અન્ય પેરિફેરલ્સ માટે જગ્યા આપવી પણ જરૂરી છે. આટલા બધા અલગ તત્વોને માઉન્ટ કરવાની કિંમત પ્રચંડ હશે, અને વિશ્વસનીયતા અસ્વીકાર્ય રીતે ઓછી હશે. મુશ્કેલીનિવારણ અને સમારકામમાં અતિ લાંબો સમય લાગશે. તે સ્પષ્ટ છે કે પર્સનલ કોમ્પ્યુટરનો યુગ અત્યંત સંકલિત ચિપ્સ વિના ક્યારેય બન્યો ન હોત. ઉપરાંત, આજની ટેકનોલોજી વિના, કમ્પ્યુટિંગ-સઘન ઉપકરણો, ગ્રાહકથી ઔદ્યોગિક અથવા વૈજ્ઞાનિક

ઇલેક્ટ્રોનિક્સ વિકાસની દિશા આવનારા ઘણા વર્ષો માટે પૂર્વનિર્ધારિત છે. આ, સૌ પ્રથમ, માઇક્રોચિપ તત્વોના એકીકરણની ડિગ્રીમાં વધારો છે, જે ટેકનોલોજીના સતત વિકાસ સાથે સંકળાયેલ છે. જ્યારે માઈક્રોઈલેક્ટ્રોનિક્સ ક્ષમતાઓ તેમની મર્યાદા સુધી પહોંચે છે ત્યારે ગુણાત્મક કૂદકો આગળ વધે છે, પરંતુ આ દૂરના ભવિષ્યની બાબત છે.

સંબંધિત લેખો: