Produit Attributer

Dokumenter & Medien

Ëmwelt- & Export Klassifikatiounen

Integréiert Circuits

En integréierte Circuit (IC) ass en Halbleiterchip dee vill kleng Komponenten wéi Kondensatoren, Dioden, Transistoren a Widderstänn dréit.Dës kleng Komponente gi benotzt fir Daten mat der Hëllef vun digitaler oder analoger Technologie ze berechnen an ze späicheren.Dir kënnt un en IC als e klengen Chip denken deen als komplette, zouverléissege Circuit benotzt ka ginn.En integréierte Circuits kéint e Konter, Oszillator, Verstärker, Logikpaart, Timer, Computerspeicher oder souguer Mikroprozessor sinn.

En IC gëtt als e fundamentale Bausteng vun all elektroneschen Apparater vun haut ugesinn.Säin Numm suggeréiert e System vu multiple interlinked Komponenten, déi an en dënnem, Silizium-gemaachte Hallefleitmaterial agebonne sinn.

Geschicht vun Integréiert Circuits 

D'Technologie hannert integréierte Circuits gouf am Ufank 1950 vum Robert Noyce a Jack Kilby an den USA agefouert.D'US Air Force war den éischte Konsument vun dëser neier Erfindung.De Jack Kilby ass och weidergaang fir den Nobelpräis an der Physik am Joer 2000 ze gewannen fir seng Erfindung vu miniaturiséierte ICs.

1,5 Joer no der Aféierung vum Kilby Design huet de Robert Noyce seng eege Versioun vum integréierte Circuit agefouert.Säi Modell huet e puer praktesch Themen am Kilby Apparat geléist.Noyce huet och Silizium fir säi Modell benotzt, während Jack Kilby Germanium benotzt. 

De Robert Noyce an den Jack Kilby kruten allebéid US Patenter fir hire Bäitrag zu integréierte Circuiten.Si hunn e puer Joer mat juristesche Problemer gekämpft.Schlussendlech hunn d'Noyce an d'Kilby hir Firmen decidéiert hir Erfindungen ze lizenzéieren an se op e risege weltwäite Maart aféieren.

Zorte vun Integréiert Circuits

Et ginn zwou Zorte vun integréierte Circuiten.Des sinn:

1. Analog ICs

Analog ICs hunn e stänneg verännerbaren Output, ofhängeg vum Signal dat se kréien.An Theorie kënnen esou ICs eng onlimitéiert Zuel vu Staaten erreechen.An dëser Zort IC ass den Ausgangsniveau vun der Bewegung eng linear Funktioun vum Inputniveau vum Signal.

Linear ICs kënnen als Radiofrequenz (RF) an Audiofrequenz (AF) Verstärker funktionnéieren.Den Operatiounsverstärker (op-amp) ass den Apparat deen normalerweis hei benotzt gëtt.Zousätzlech ass en Temperatursensor eng aner allgemeng Applikatioun.Linear ICs kënnen verschidden Apparater ausschalten an ausschalten wann d'Signal e bestëmmte Wäert erreecht.Dir fannt dës Technologie an Uewen, Heizungen a Klimaanlagen. 

2. Digital ICs 

Dës sinn anescht wéi analog ICs.Si funktionnéieren net iwwer eng konstant Gamme vu Signalniveauen.Amplaz operéiere se op e puer virausgesate Niveauen.Digital ICs funktionnéieren grondsätzlech mat der Hëllef vu logesche Paarte.D'Logik Paarte benotzen binär Daten.Signaler a binären Daten hunn nëmmen zwee Niveauen bekannt als niddereg (Logik 0) an héich (Logik 1).

Digital ICs ginn an enger breet Palette vun Uwendungen benotzt wéi Computeren, Modems, etc.

Firwat sinn Integréiert Circuits populär?

Trotz bal 30 Joer erfonnt ginn, ginn integréiert Circuiten nach ëmmer a villen Uwendungen benotzt.Loosst eis e puer vun den Elementer diskutéieren, verantwortlech fir hir Popularitéit: 

1.Skalierbarkeet 

Virun e puer Joer hunn d'Recetten vun der Hallefleitindustrie bis zu en onheemlechen 350 Milliarden USD erreecht.Intel war de gréisste Bäitrag hei.Et waren och aner Spiller, an déi meescht hunn zum digitale Maart gehéiert.Wann Dir d'Zuelen kuckt, gesitt Dir datt 80 Prozent vun de Verkaf, déi vun der Hallefleitindustrie generéiert goufen, aus dësem Maart waren.

Integréiert Circuiten hunn eng grouss Roll an dësem Erfolleg gespillt.Dir gesitt, d'Fuerscher vun der Halbleiterindustrie hunn den integréierte Circuit analyséiert, seng Uwendungen a seng Spezifikatioune an opskaléiert.

Den éischten IC jeemools erfonnt hat just e puer Transistoren - 5 fir spezifesch ze sinn.An elo hu mir dem Intel säin 18-Kär Xeon mat insgesamt 5,5 Milliarde Transistoren gesinn.Ausserdeem hat den IBM Storage Controller 7,1 Milliarden Transistoren mat 480 MB L4 Cache am Joer 2015.

Dës Skalierbarkeet huet eng grouss Roll an der herrschender Popularitéit vun Integréierten Circuits gespillt.

2. Käschten

Et goufen e puer Debatten iwwer d'Käschte vun engem IC.Iwwer d'Jore gouf et och e Mëssverständnis iwwer den aktuellen Präis vun engem IC.De Grond hannert dësem ass datt ICs net méi en einfacht Konzept sinn.D'Technologie geet mat enger enormer séierer Geschwindegkeet vir, an Chipdesigner musse mat dësem Tempo halen wann se d'Käschte vum IC berechnen.

Virun e puer Joer ass d'Käschteberechnung fir en IC benotzt fir op de Silizium ze vertrauen.Zu där Zäit kann d'Schätzung vun engem Chipkäschte ganz einfach duerch d'Stärgréisst bestëmmt ginn.Wärend Silizium nach ëmmer e primärt Element an hire Berechnungen ass, mussen d'Experten och aner Komponenten berücksichtegen wann se d'IC-Käschte berechnen.

Bis elo hunn Experten eng zimlech einfach Equatioun ofgeleet fir d'Finale Käschte vun engem IC ze bestëmmen:

Finale IC Cost = Package Cost + Test Cost + Die Cost + Shipping Cost

Dës Equatioun berücksichtegt all déi néideg Elementer, déi eng grouss Roll bei der Fabrikatioun vum Chip spillen.Zousätzlech zu deem kënnen et e puer aner Faktore sinn déi berücksichtegt kënne ginn.Déi wichtegst Saach fir am Kapp ze halen wann Dir IC Käschten schätzt ass datt de Präis aus verschiddene Grënn wärend dem Produktiounsprozess variéiere kann.

Och all technesch Entscheedungen, déi während dem Fabrikatiounsprozess geholl ginn, kënnen e wesentlechen Impakt op d'Käschte vum Projet hunn.

3. Zouverlässegkeet

D'Produktioun vun integréierte Circuiten ass eng ganz sensibel Aufgab, well et erfuerdert datt all Systemer kontinuéierlech wärend Millioune Zyklen schaffen.Extern elektromagnetesch Felder, extrem Temperaturen an aner Operatiounsbedingunge spillen all eng wichteg Roll an der IC Operatioun.

Wéi och ëmmer, déi meescht vun dësen Themen ginn eliminéiert mat der Benotzung vu korrekt kontrolléierten High-Stress Testen.Et gëtt keng nei Echec Mechanismen, Erhéijung vun der Zouverlässegkeet vun der integréiert Circuiten.Mir kënnen och d'Ausfallverdeelung an enger relativ kuerzer Zäit bestëmmen duerch d'Benotzung vu méi héije Spannungen.

All dës Aspekter hëllefen sécherzestellen datt en integréierte Circuit fäeg ass richteg ze fonktionnéieren.

Ausserdeem, hei sinn e puer Features fir d'Behuele vun integréierte Circuiten ze bestëmmen:

Temperatur

D'Temperatur kann drastesch variéieren, wat d'Produktioun vun IC extrem schwéier mécht.

Stroumspannung.

Apparater funktionnéieren mat enger nominaler Spannung déi liicht variéiere kann.

Prozess

Déi vitalst Prozessvariatioune fir Geräter benotzt sinn Schwellspannung a Kanallängt.Prozess Variatioun ass klasséiert wéi:

• Vill ze vill
• Wafer zu Wafer
• Stierwen fir ze stierwen

Integréiert Circuit Packages

De Package wéckelt de Stierf vun engem integréierte Circuit, sou datt et einfach ass fir eis ze verbannen.All extern Verbindung op der Stierf ass mat engem klenge Stéck Golddrot mat engem Pin op de Package verbonnen.Pins sinn extrudéiert Terminaler déi sëlwer a Faarf sinn.Si passéieren duerch de Circuit fir mat aneren Deeler vum Chip ze verbannen.Dës sinn héich wesentlech well se ronderëm de Circuit goen a mat den Drot an de Rescht vun de Komponenten an engem Circuit verbannen.

Et gi verschidde verschidden Aarte vu Packagen déi hei benotzt kënne ginn.All vun hinnen hunn eenzegaarteg Opriichte Zorte, eenzegaarteg Dimensiounen, a Pin zielt.Loosst eis kucken wéi dëst funktionnéiert.

Pin zielen

All integréiert Kreesleef sinn polariséiert, an all Pin ass anescht a punkto Funktioun a Standuert.Dëst bedeit datt de Package all Pins vuneneen unzeginn an trennt.Déi meescht ICs benotzen entweder e Punkt oder eng Notch fir den éischte Pin ze weisen.

Wann Dir d'Plaz vum éischte Pin identifizéiert, erhéicht de Rescht vun de Pinnummeren an enger Sequenz wéi Dir géint d'Auer ronderëm de Circuit geet.

Montéierung

Montage ass eng vun den eenzegaartegen Charakteristike vun engem Packagetyp.All Packagen kënnen no enger vun zwou Montagekategorien kategoriséiert ginn: Surface-Mount (SMD oder SMT) oder Duerchloch (PTH).Et ass vill méi einfach mat Duerch-Lach Packagen ze schaffen well se méi grouss sinn.Si sinn entwéckelt fir op enger Säit vun engem Circuit fixéiert ze ginn an op eng aner ze soldered.

Surface-Mount Packagen kommen a verschiddene Gréissten, vu kleng bis minuscule.Si sinn op der enger Säit vun der Këscht fixéiert a sinn op d'Uewerfläch soldered.D'Pins vun dësem Package sinn entweder senkrecht zum Chip, aus der Säit gedréckt, oder sinn heiansdo an enger Matrix op der Basis vum Chip gesat.Integréiert Circuiten a Form vun engem Surface-Mount erfuerderen och speziell Tools fir ze montéieren.

Dual In-Linn

Dual In-line Package (DIP) ass ee vun den allgemengste Packagen.Dëst ass eng Zort duerch-Lach IC Package.Dës kleng Chips enthalen zwou parallele Reihen vu Pins, déi vertikal aus engem schwaarze Plastik, rechteckege Gehäuse verlängeren.

D'Pins hunn eng Ofstand vun ongeféier 2,54 mm tëscht hinnen - e Standard perfekt fir an Broutbrett an e puer aner Prototyping Boards ze passen.Ofhängeg vun der Pinzuel, kënnen d'Gesamtdimensioune vum DIP Package vu 4 bis 64 variéieren.

D'Regioun tëscht all Zeil vu Pins ass opgedeelt fir DIP ICs z'erméiglechen d'Mëttregioun vun engem Broutbrett ze iwwerlappen.Dëst garantéiert datt d'Pins hir eege Rei hunn an net kuerz sinn.

Kleng-Outline

Kleng-outline integréiert Circuit Packagen oder SOIC sinn ähnlech zu engem Surface-Mount.Et gëtt gemaach andeems Dir all d'Stëfter op engem DIP béien an se schrumpft.Dir kënnt dës Packagen mat enger stänneger Hand a souguer engem zouenen Aen zesummestellen - sou einfach ass et!

Quad Flat

Quad Flat Packagen splay Pins an all véier Richtungen.D'Gesamtzuel vun de Pins an engem Quad Flat IC kann iwwerall vun aacht Pins op enger Säit variéieren (32 Ganzen) bis siwwenzeg Pins op enger Säit (300+ am Ganzen).Dës Pins hunn e Raum vu ronn 0,4 mm bis 1 mm tëscht hinnen.Kleng Varianten vum Quad Flat Package besteet aus Low-Profil (LQFP), dënn (TQFP), a ganz dënn (VQFP) Packagen.

Ball Grid Arrays

Ball Grid Arrays oder BGA sinn déi fortgeschratt IC Packagen ronderëm.Dëst sinn onheemlech komplizéiert, kleng Packagen, wou kleng Kugelen aus Löt an engem zweedimensionalen Gitter op der Basis vum integréierte Circuit opgeriicht sinn.Heiansdo befestigen d'Experten d'Lötbäll direkt un de Stierwen!

Ball Grid Arrays Packagen ginn dacks fir fortgeschratt Mikroprozessoren benotzt, wéi de Raspberry Pi oder pcDuino.