चिप क्या है, चिप्स के प्रकार और पैकेज

यह ज्ञात नहीं है कि एक अर्धचालक चिप पर दो या दो से अधिक ट्रांजिस्टर बनाने का विचार सबसे पहले किसने आया था। विचार अर्धचालक तत्व उत्पादन की शुरुआत के ठीक बाद उत्पन्न हुआ होगा। यह ज्ञात है कि इस दृष्टिकोण की सैद्धांतिक नींव पिछली शताब्दी के शुरुआती 50 के दशक में प्रकाशित हुई थी। तकनीकी समस्याओं को दूर करने में 10 साल से भी कम समय लगा, और पहले से ही 60 के दशक की शुरुआत में एक पैकेज में कई इलेक्ट्रॉनिक घटकों वाले पहले उपकरण का उत्पादन किया गया था - एक माइक्रोचिप (टुकड़ा) तब से मानव जाति सुधार के पथ पर चल पड़ी है, जिसका अंत अभी बाकी है।

आईसी का उद्देश्य

वर्तमान में, एकीकृत डिजाइन में अलग-अलग डिग्री के एकीकरण के साथ इलेक्ट्रॉनिक असेंबलियों की एक विस्तृत विविधता बनाई जाती है। उनसे, ईंटों के रूप में, आप विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को इकट्ठा कर सकते हैं। इस प्रकार, एक रेडियो रिसीवर के सर्किट को विभिन्न तरीकों से लागू किया जा सकता है। शुरुआती बिंदु चिप्स और ट्रांजिस्टर के सेट का उपयोग करना है। उनके पिन को जोड़कर आप एक रिसीवर डिवाइस बना सकते हैं। अगला कदम एक एकीकृत डिजाइन में अलग-अलग विधानसभाओं का उपयोग करना है (प्रत्येक अपने स्वयं के घेरे में):

• रेडियोफ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर;
• Heterodyne;
• मिक्सर;
• ऑडियो आवृत्ति एम्पलीफायर।

अंत में, सबसे आधुनिक संस्करण - एक चिप में संपूर्ण रिसीवर, आपको केवल कुछ बाहरी निष्क्रिय तत्वों को जोड़ने की आवश्यकता है। जाहिर है, जैसे-जैसे एकीकरण की डिग्री बढ़ती है, सर्किट का निर्माण आसान होता जाता है। आज कल एक पूरा कंप्यूटर भी एक चिप पर महसूस किया जा सकता है। इसका प्रदर्शन अभी भी पारंपरिक कंप्यूटिंग उपकरणों की तुलना में कम होगा, लेकिन प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, शायद इस बिंदु को भी हराया जा सकता है।

चिप्स के प्रकार

आजकल बड़ी संख्या में चिप प्रकार हैं। वस्तुतः कोई भी पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक असेंबली, मानक या विशिष्ट, माइक्रो डिज़ाइन में आती है। एक समीक्षा में सभी प्रकारों को सूचीबद्ध और अलग करना संभव नहीं है। लेकिन सामान्य तौर पर, चिप्स को उनकी कार्यक्षमता के अनुसार तीन वैश्विक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

1. डिजिटल. वे असतत संकेतों के साथ काम करते हैं। डिजिटल स्तर इनपुट को फीड किए जाते हैं और डिजिटल रूप में सिग्नल भी आउटपुट से लिए जाते हैं। उपकरणों का यह वर्ग सरल तर्क तत्वों से लेकर सबसे उन्नत माइक्रोप्रोसेसरों तक के क्षेत्र को कवर करता है। इसमें प्रोग्रामेबल लॉजिक मैट्रिसेस, मेमोरी डिवाइस आदि भी शामिल हैं।
2. अनुरूप. वे संकेतों के साथ काम करते हैं जो एक सतत कानून के अनुसार बदलते हैं। ऐसी चिप का एक विशिष्ट उदाहरण एक ऑडियो फ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर है। इस वर्ग में एकीकृत लाइन स्टेबलाइजर्स, सिग्नल जनरेटर, माप सेंसर, और बहुत कुछ शामिल हैं। एनालॉग श्रेणी में निष्क्रिय तत्वों के सेट भी शामिल हैं (प्रतिरोधों, आरसी सर्किट, आदि।).
3. एनालॉग-टू-डिजिटल (डिजिटल-टू-एनालॉग). ये चिप्स न केवल असतत डेटा को निरंतर डेटा या इसके विपरीत में परिवर्तित करते हैं। एक ही मामले में स्रोत या प्राप्त संकेतों को बढ़ाया, परिवर्तित, संशोधित, डिकोड किया जा सकता है, आदि। एनालॉग-टू-डिजिटल सेंसर का व्यापक रूप से कंप्यूटिंग उपकरणों के साथ विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं के माप सर्किट को संचार करने के लिए उपयोग किया जाता है।

उत्पादन के प्रकार के अनुसार भी microcircuits को विभाजित किया जाता है:

• अर्धचालक - एकल अर्धचालक क्रिस्टल पर बना;
• फिल्म - निष्क्रिय तत्व मोटी या पतली फिल्मों के आधार पर बनाए जाते हैं;
• हाइब्रिड: सक्रिय अर्धचालक उपकरण निष्क्रिय फिल्म तत्वों के लिए "लगाए" जाते हैं (ट्रांजिस्टर आदि।)।

लेकिन अधिकांश मामलों में यह वर्गीकरण microcircuits के उपयोग के लिए अधिक व्यावहारिक जानकारी नहीं देता है।

चिपशेल्स

आंतरिक सामग्री की सुरक्षा के लिए और स्थापना को आसान बनाने के लिए, एक पैकेज में microcircuits रखे जाते हैं। प्रारंभ में, अधिकांश माइक्रो-सर्किट धातु के खोल में निर्मित किए गए थे (गोलाकार या आयताकार) परिधि के साथ व्यवस्थित लचीले पिन के साथ।

इस डिज़ाइन ने लघुकरण के सभी लाभों का उपयोग करने की अनुमति नहीं दी, क्योंकि क्रिस्टल के आकार की तुलना में डिवाइस के आयाम बहुत बड़े थे। इसके अलावा, एकीकरण की डिग्री कम थी, जिसने केवल समस्या को बढ़ा दिया। साठ के दशक के मध्य में, डीआईपी (दोहरी इन-लाइन पैकेज), एक आयताकार बॉक्स जिसमें दोनों तरफ कठोर पिन लगे होते हैं। भारी आकार की समस्या हल नहीं हुई थी, लेकिन फिर भी, इस समाधान ने उच्च पैकिंग घनत्व प्राप्त करने के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की स्वचालित असेंबली को सरल बनाने की अनुमति दी। एक डीआईपी पैकेज में चिप पिन की संख्या 4 से 64 तक होती है, हालांकि 40 से अधिक "लेग्स" वाले पैकेज अभी भी दुर्लभ हैं।

महत्वपूर्ण! घरेलू उत्पादन के डीआईपी माइक्रो सर्किट में 2.5 मिमी की पिन रिक्ति होती है, जबकि आयातित - 2.54 मिमी (1 लाइन = 0.1 इंच) इस वजह से, रूसी और आयातित उत्पादन के पूर्ण, प्रतीत होने वाले एनालॉग्स को पारस्परिक रूप से बदलने पर समस्याएं उत्पन्न होती हैं। एक छोटी सी विसंगति बोर्ड और पैनल में समान कार्यक्षमता और पिन असाइनमेंट डिवाइस को स्थापित करना मुश्किल बना देती है।

इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, डीआईपी पैकेज के नुकसान स्पष्ट हो गए। माइक्रोप्रोसेसरों के पास पर्याप्त पिन नहीं थे, और पिनों की बढ़ती संख्या के लिए पैकेजों के आकार को बढ़ाने की आवश्यकता थी। दूसरी समस्या जिसने डीआईपी वर्चस्व के युग को समाप्त कर दिया, वह थी सरफेस माउंटिंग का प्रसार।इन चिप्स को अब बोर्डों पर छेद में नहीं रखा गया था, बल्कि सीधे पैड पर मिलाप किया गया था। माउंटिंग का यह तरीका बहुत तर्कसंगत निकला, इसलिए पैकेज में चिप्स की आवश्यकता थी जो सतह टांका लगाने के लिए अनुकूलित थे। और "छेद" बढ़ते के लिए उपकरणों के विस्थापन की प्रक्रिया (सच छेद) के रूप में नामित तत्व एसएमडी (सतह घुड़सवार विवरण).

सतह पर चढ़ने के लिए पहला कदम SOIC पैकेजों और उनके संशोधनों की शुरूआत थी (एसओपी, एचएसओपी और अन्य प्रकार) डीआईपी की तरह, उनके पास लंबे किनारों पर डॉवेल पिन की दो पंक्तियाँ होती हैं, लेकिन वे बाड़े के निचले तल के समानांतर होती हैं।

एक और विकास QFP आवास है। इस केस में हर तरफ चौकोर आकार के पिन होते हैं। यह पीएलएलसी मामले के समान था लेकिन यह अभी भी डीआईपी मामले के करीब था, हालांकि पिन भी परिधि के चारों ओर थे।

कुछ समय के लिए डीआईपी चिप्स ने प्रोग्रामेबल डिवाइस सेक्टर में अपना कब्जा जमा लिया (रोम, नियंत्रक, पीएलएम), लेकिन ऑन-चिप प्रोग्रामिंग के प्रसार ने ट्रू होल डबल-रो पैकेज को उस क्षेत्र से भी बाहर धकेल दिया। आजकल, यहां तक ​​कि ऐसे हिस्से जिनमें होल माउंटिंग का कोई विकल्प नहीं है - जैसे कि एकीकृत वोल्टेज नियामक, आदि - एसएमडी-स्वरूपित हैं।

माइक्रोप्रोसेसरों के लिए आवासों के विकास ने एक अलग रास्ता अपनाया है। चूंकि पिनों की संख्या किसी भी उचित आकार के वर्ग की परिधि में फिट नहीं होती है, एक बड़े चिप के पैरों को मैट्रिक्स के रूप में व्यवस्थित किया जाता है (पीजीए, एलजीए, आदि।).

चिप्स का उपयोग करने के लाभ

माइक्रोचिप के आगमन ने इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में क्रांति ला दी (विशेष रूप से माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी में) लाइट बल्ब कंप्यूटर, जो एक या एक से अधिक कमरे लेते थे, को एक ऐतिहासिक जिज्ञासा के रूप में याद किया जाता है। लेकिन एक आधुनिक प्रोसेसर में लगभग 20 बिलियन ट्रांजिस्टर होते हैं।यदि हम कम से कम 0.1 वर्ग सेंटीमीटर के असतत ट्रांजिस्टर क्षेत्र को मानते हैं, तो पूरे प्रोसेसर के कब्जे वाले क्षेत्र में कम से कम 200000 वर्ग मीटर होना चाहिए - लगभग 2000 तीन-कमरे वाले मध्यम आकार के अपार्टमेंट।

मेमोरी, साउंड कार्ड, ऑडियो कार्ड, नेटवर्क एडेप्टर और अन्य बाह्य उपकरणों के लिए स्थान प्रदान करना भी आवश्यक है। इतने सारे असतत तत्वों को माउंट करने की लागत बहुत अधिक होगी, और विश्वसनीयता अस्वीकार्य रूप से कम होगी। समस्या निवारण और मरम्मत में अविश्वसनीय रूप से लंबा समय लगा होगा। यह स्पष्ट है कि अत्यधिक एकीकृत चिप्स के बिना पर्सनल कंप्यूटर का युग कभी नहीं हुआ होगा। साथ ही, आज की तकनीक के बिना, कंप्यूटिंग-गहन उपकरण, उपभोक्ता से लेकर औद्योगिक या वैज्ञानिक तक

इलेक्ट्रॉनिक्स विकास की दिशा आने वाले कई वर्षों के लिए पूर्व निर्धारित है। यह, सबसे पहले, माइक्रोचिप तत्वों के एकीकरण की डिग्री में वृद्धि है, जो प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास से जुड़ा है। जब माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक क्षमताएं अपनी सीमा तक पहुंच जाती हैं, तो आगे एक गुणात्मक छलांग होती है, लेकिन यह बहुत दूर के भविष्य का मामला है।

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