चिप म्हणजे काय, चिप्सचे प्रकार आणि पॅकेजेस

एकाच सेमीकंडक्टर चिपवर दोन किंवा अधिक ट्रान्झिस्टर बनवण्याची कल्पना प्रथम कोणी सुचली हे माहीत नाही. अर्धसंवाहक घटकांचे उत्पादन सुरू झाल्यानंतर ही कल्पना उद्भवली असावी. हे ज्ञात आहे की या दृष्टिकोनाचा सैद्धांतिक पाया गेल्या शतकाच्या 50 च्या दशकाच्या सुरुवातीस प्रकाशित झाला होता. तांत्रिक समस्यांवर मात करण्यासाठी 10 वर्षांपेक्षा कमी कालावधी लागला आणि 60 च्या दशकाच्या सुरुवातीस एका पॅकेजमध्ये अनेक इलेक्ट्रॉनिक घटक असलेले पहिले उपकरण तयार केले गेले - एक मायक्रोचिप (चिप). तेव्हापासून मानवजातीने सुधारणेच्या मार्गावर सुरुवात केली आहे, ज्याचा शेवट अजून बाकी आहे.

आयसीचा उद्देश

सध्या, एकात्मिक डिझाईन्समध्ये विविध प्रकारचे एकीकरण असलेल्या विविध प्रकारच्या इलेक्ट्रॉनिक असेंब्ली बनविल्या जातात. त्यांच्याकडून, विटा म्हणून, आपण विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे एकत्र करू शकता. अशा प्रकारे, रेडिओ रिसीव्हरचे सर्किट वेगवेगळ्या प्रकारे लागू केले जाऊ शकते. सुरुवातीचा मुद्दा म्हणजे चिप्स आणि ट्रान्झिस्टरचे संच वापरणे. त्यांच्या पिन कनेक्ट करून, तुम्ही रिसीव्हर डिव्हाइस बनवू शकता. पुढील पायरी म्हणजे एकात्मिक डिझाइनमध्ये वैयक्तिक असेंब्ली वापरणे (प्रत्येक त्याच्या स्वत: च्या संलग्नक मध्ये):

• रेडिओफ्रिक्वेंसी एम्पलीफायर;
• heterodyne;
• मिक्सर;
• ऑडिओ वारंवारता अॅम्प्लिफायर.

शेवटी, सर्वात आधुनिक प्रकार - एकाच चिपमध्ये संपूर्ण रिसीव्हर, आपल्याला फक्त काही बाह्य निष्क्रिय घटक जोडण्याची आवश्यकता आहे. साहजिकच, एकात्मतेची डिग्री जसजशी वाढते तसतसे सर्किट्सचे बांधकाम सोपे होते. आजकाल एक पूर्ण संगणकही एका चिपवर साकारता येतो. त्याची कार्यक्षमता अजूनही पारंपारिक संगणकीय उपकरणांपेक्षा कमी असेल, परंतु तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, कदाचित हा मुद्दा देखील पराभूत होऊ शकतो.

चिप्सचे प्रकार

आजकाल मोठ्या प्रमाणात चिप प्रकार आहेत. अक्षरशः कोणतीही पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक असेंब्ली, मानक किंवा विशेष, सूक्ष्म डिझाइनमध्ये येते. एका पुनरावलोकनात सर्व प्रकारांची यादी करणे आणि वेगळे करणे शक्य नाही. परंतु सर्वसाधारणपणे, चिप्स त्यांच्या कार्यक्षमतेनुसार तीन जागतिक श्रेणींमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात.

1. डिजिटल. ते स्वतंत्र सिग्नलसह कार्य करतात. डिजिटल स्तर इनपुटला दिले जातात आणि डिजिटल स्वरूपात सिग्नल देखील आउटपुटमधून घेतले जातात. उपकरणांचा हा वर्ग साध्या लॉजिक घटकांपासून ते सर्वात प्रगत मायक्रोप्रोसेसरपर्यंत क्षेत्र व्यापतो. यात प्रोग्राम करण्यायोग्य लॉजिक मॅट्रिक्स, मेमरी डिव्हाइसेस इ. देखील समाविष्ट आहेत.
2. अॅनालॉग. ते सिग्नलसह कार्य करतात जे सतत कायद्यानुसार बदलतात. अशा चिपचे एक सामान्य उदाहरण म्हणजे ऑडिओ फ्रिक्वेन्सी अॅम्प्लिफायर. या वर्गामध्ये एकात्मिक लाइन स्टॅबिलायझर्स, सिग्नल जनरेटर, मापन सेन्सर आणि बरेच काही समाविष्ट आहे. अॅनालॉग श्रेणीमध्ये निष्क्रिय घटकांचे संच देखील समाविष्ट आहेत (प्रतिरोधक, आरसी सर्किट इ.).
3. अॅनालॉग-टू-डिजिटल (डिजिटल-टू-एनालॉग). या चिप्स केवळ स्वतंत्र डेटाचे सतत डेटामध्ये किंवा त्याउलट रूपांतरित करत नाहीत. त्याच प्रकरणात स्त्रोत किंवा प्राप्त झालेले सिग्नल वाढवलेले, रूपांतरित, मॉड्युलेट केलेले, डीकोड केलेले, इत्यादी असू शकतात. अॅनालॉग-टू-डिजिटल सेन्सर विविध तांत्रिक प्रक्रियांच्या मोजमाप सर्किट्सना संगणकीय उपकरणांसह संप्रेषण करण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

तसेच मायक्रोसर्किट्स उत्पादनाच्या प्रकारानुसार विभागले जातात:

• सेमीकंडक्टर - एकाच सेमीकंडक्टर क्रिस्टलवर बनविलेले;
• चित्रपट - निष्क्रिय घटक जाड किंवा पातळ चित्रपटांच्या आधारे तयार केले जातात;
• हायब्रिड: सक्रिय अर्धसंवाहक उपकरणे निष्क्रिय फिल्म घटकांवर "लागवलेली" असतात (ट्रान्झिस्टर इ.).

परंतु मायक्रोसर्किटच्या वापरासाठी हे वर्गीकरण बहुतेक प्रकरणांमध्ये जास्त व्यावहारिक माहिती देत ​​नाही.

चिपशेल्स

अंतर्गत सामग्रीचे संरक्षण करण्यासाठी आणि स्थापना सुलभ करण्यासाठी, मायक्रोसर्किट्स एका पॅकेजमध्ये ठेवल्या जातात. सुरुवातीला, बहुतेक मायक्रोसर्किट धातूच्या शेलमध्ये तयार केले गेले होते (गोलाकार किंवा आयताकृती) परिमितीच्या बाजूने मांडलेल्या लवचिक पिनसह.

या डिझाइनने सूक्ष्मीकरणाचे सर्व फायदे वापरण्याची परवानगी दिली नाही, कारण क्रिस्टलच्या आकाराच्या तुलनेत डिव्हाइसचे परिमाण खूप मोठे होते. याव्यतिरिक्त, एकीकरणाची डिग्री कमी होती, ज्यामुळे केवळ समस्या वाढली. साठच्या दशकाच्या मध्यात, डीआयपी (ड्युअल इन-लाइन पॅकेज), दोन्ही बाजूंना कडक पिन असलेला आयताकृती बॉक्स. मोठ्या आकाराची समस्या सोडवली गेली नाही, परंतु तरीही, या सोल्यूशनने उच्च पॅकिंग घनता प्राप्त करण्यास तसेच इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सची स्वयंचलित असेंब्ली सुलभ करण्यास अनुमती दिली. डीआयपी पॅकेजमधील चिप पिनची संख्या 4 ते 64 पर्यंत असते, जरी 40 पेक्षा जास्त "पाय" असलेले पॅकेज अजूनही दुर्मिळ आहेत.

महत्वाचे! देशांतर्गत उत्पादनाच्या डीआयपी मायक्रो सर्किट्समध्ये पिन स्पेसिंग 2.5 मिमी असते, तर आयातित - 2.54 मिमी (1 ओळ = 0.1 इंच). यामुळे, रशियन आणि आयातित उत्पादनाचे पूर्ण, उशिर analogues परस्पर पुनर्स्थित करताना समस्या उद्भवतात. थोड्या विसंगतीमुळे बोर्ड आणि पॅनल्समध्ये समान कार्यक्षमता आणि पिन असाइनमेंट डिव्हाइसेस स्थापित करणे कठीण होते.

इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, डीआयपी पॅकेजेसचे तोटे स्पष्ट झाले. मायक्रोप्रोसेसरमध्ये पुरेसे पिन नव्हते आणि पिनच्या वाढत्या संख्येमुळे पॅकेजचा आकार वाढवणे आवश्यक होते. डीआयपी वर्चस्वाचे युग संपुष्टात आणणारी दुसरी समस्या म्हणजे पृष्ठभाग माउंटिंगचा प्रसार.या चिप्स यापुढे बोर्डांवर छिद्रांमध्ये बसवल्या जात नव्हत्या, परंतु थेट पॅडवर सोल्डर केल्या गेल्या. माउंटिंगचा हा मार्ग अतिशय तर्कसंगत ठरला, म्हणूनच पृष्ठभागाच्या सोल्डरिंगशी जुळवून घेतलेल्या पॅकेजेसमध्ये चिप्सची आवश्यकता होती. आणि "होल" माउंटिंगसाठी डिव्हाइसेसच्या विस्थापनाची प्रक्रिया (खरे भोक) असे नाव दिलेले घटक SMD (पृष्ठभाग आरोहित तपशील).

पृष्ठभाग आरोहित करण्यासाठी पहिली पायरी म्हणजे SOIC पॅकेजेसची ओळख आणि त्यांचे बदल (SOP, HSOP आणि इतर रूपे). डीआयपी प्रमाणे, त्यांच्या लांब बाजूंना डोवेल पिनच्या दोन पंक्ती असतात परंतु त्या संलग्नकांच्या तळाशी समांतर असतात.

आणखी एक विकास म्हणजे QFP गृहनिर्माण. या केसच्या प्रत्येक बाजूला चौरस आकाराच्या पिन आहेत. हे PLLC केससारखेच होते परंतु पिन देखील परिघाभोवती असतानाही ते DIP केसच्या अगदी जवळ होते.

काही काळासाठी डीआयपी चिप्स प्रोग्राम करण्यायोग्य डिव्हाइस सेक्टरमध्ये त्यांचे स्वतःचे होते (रॉम, कंट्रोलर, पीएलएम), परंतु ऑन-चिप प्रोग्रामिंगच्या प्रसारामुळे खऱ्या छिद्र दुहेरी-पंक्ती पॅकेजेस देखील त्या क्षेत्राबाहेर ढकलले गेले. आजकाल, ज्या भागांना होल माउंटिंगला पर्याय नाही असे वाटत होते - जसे की इंटिग्रेटेड व्होल्टेज रेग्युलेटर इ. - SMD-स्वरूपित आहेत.

मायक्रोप्रोसेसरसाठी घरांच्या विकासाने एक वेगळा मार्ग स्वीकारला आहे. पिनची संख्या कोणत्याही वाजवी आकाराच्या चौरसाच्या परिमितीत बसत नसल्यामुळे, मोठ्या चिपचे पाय मॅट्रिक्सच्या स्वरूपात व्यवस्थित केले जातात (पीजीए, एलजीए इ.).

चिप्स वापरण्याचे फायदे

मायक्रोचिपच्या आगमनाने इलेक्ट्रॉनिक्सच्या जगात क्रांती घडवून आणली (विशेषतः मायक्रोप्रोसेसर तंत्रज्ञानात). लाइट बल्ब संगणक, ज्यांनी एक किंवा अधिक खोल्या घेतल्या, हे एक ऐतिहासिक कुतूहल म्हणून लक्षात ठेवले जाते. परंतु आधुनिक प्रोसेसरमध्ये सुमारे 20 अब्ज ट्रान्झिस्टर असतात.जर आपण कमीत कमी 0.1 चौरस सेंटीमीटरचे स्वतंत्र ट्रान्झिस्टर क्षेत्र गृहीत धरले तर प्रोसेसरने व्यापलेले क्षेत्रफळ किमान 200000 चौरस मीटर असावे - सुमारे 2000 तीन खोल्यांचे मध्यम आकाराचे अपार्टमेंट.

मेमरी, साउंड कार्ड, ऑडिओ कार्ड, नेटवर्क अॅडॉप्टर आणि इतर उपकरणांसाठी जागा देणे देखील आवश्यक आहे. इतके वेगळे घटक बसवण्याची किंमत प्रचंड असेल आणि विश्वासार्हता अस्वीकार्यपणे कमी असेल. समस्यानिवारण आणि दुरुस्तीला आश्चर्यकारकपणे बराच वेळ लागला असता. हे स्पष्ट आहे की पर्सनल कॉम्प्युटरचे युग अत्यंत समाकलित चिप्सशिवाय कधीही घडले नसते. तसेच, आजच्या तंत्रज्ञानाशिवाय, संगणकीय-केंद्रित उपकरणे, ग्राहकापासून औद्योगिक किंवा वैज्ञानिक

इलेक्ट्रॉनिक्स विकासाची दिशा पुढील अनेक वर्षांसाठी पूर्वनिश्चित आहे. हे सर्व प्रथम, मायक्रोचिप घटकांच्या एकत्रीकरणाच्या डिग्रीमध्ये वाढ आहे, जे तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासाशी संबंधित आहे. जेव्हा मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक क्षमता त्यांच्या मर्यादेपर्यंत पोहोचते तेव्हा एक गुणात्मक झेप असते, परंतु ही फार दूरच्या भविष्याची बाब आहे.

संबंधित लेख: