50'lerin sonlarında aşağıdakiler oluşturulmaya başlandı. entegre devreler Çip olarak bilinen bu küçük bileşenler, çok yönlü işlevleri sayesinde neredeyse her proje için vazgeçilmezdir. Çiplerin temelde, çeşitli elektronik işlemleri gerçekleştirmek üzere birbirine bağlı çok sayıda transistörü barındırmak için kullanıldığını belirtmekte fayda var.
Bunlar seramik veya plastik bir kapsül içinde bulunur ve dış kısımlarında metal kılavuzlar bulunur. çamlarİçten birbirine bağlı olanlardır.
Eğer bunların ne işe yaradığını merak ettiyseniz, yalnız değilsiniz. Bu yüzden bu küçük parçayı ne için kullanabileceğinizi ve farklı kullanım alanlarını açıklayacağız. faydalarıAyrıca, size bu konunun bazı özelliklerini de anlatacağız ve performansAyrıca, müdahale sırasında uygulayabileceğiniz bazı ipuçları da veriyoruz.
Entegre devre nedir ve elektronik ve bilgisayar bilimlerinde ne için kullanılır?
Çip olarak da bilinen entegre devre (IC), milyonlarca veriyi depolayan küçük bir cihazdır. kapasitörler ve transistörlerGenellikle bir devreyi başka bir devreyle veya belirli bir uygulamayla bağlamak için kullanılırlar.
Bu, aşağıdaki amaçlarla uygulanabilir:
- Bir konuşmacı.
- Bir osilatör.
- Bir zamanlayıcı.
- Bir metre.
- Bilgisayar belleği.
- Bir mikrobilgisayar.
Şimdi bu cihazlar şu şekilde sınıflandırılıyor: doğrusal veya dijital, Bu, kullanım amacına bağlı olacaktır. Ayrıca, entegre devre birçok küçük bileşenden oluştuğu için günümüzde bu mümkündür. Bir transistör bir çipe entegre edilmiştir. ve bir Mikroçip.
Mikroçip ise binlerce bileşenden oluşan bir cihazdır. alıcıları Bunlar, çok küçük boyutlara sahip bir silikon levha üzerinde oluşturulur.
Çiplerin tarihi ve evrimi: Eskiden nasıldılar ve şimdi nasıllar?
Çipler 1958'de mühendis Jack St. Clair Kilby tarafından üretildi ve o zamanlar "vakum tüpleri" olarak bilinen elektronik elemanların kullanımı çok yaygındı; bunlar genellikle lamba olarak kullanılan cihazlardı. televizyonlar ve radyolarBöylece, bunun sonucunda ilk devre oluşturuldu. entegre kompozitBu da çok az yer kaplıyordu.
Daha sonra, 12 Eylül 1958'de, Jack Kilby'nin bu icadı, küçük bir cihaz kullanılarak tasarlandığı için büyük bir başarıyla test edildi. kare germanyum tabletBu, metalik ve kristal yapılı bir kimyasal bileşendir.
Söz konusu parça en az 6 mm uzunluğundaydı ve yalnızca bir geçiş noktasına sahipti. bir kondansatör ve 3 dirençİşte bu büyük icat, yeni bir dönemin başlangıcını müjdeledi. mikroelektronik cihazlarŞekli çok küçüktü, bu yüzden ona "cip" denmeye başlandı.
Ardından, 2000 yılında bu mucit ödüle layık görüldü. Nobel Fizik Ödülü Bu teknolojik aleti icat ettikleri için teşekkür ederiz. Entegre devreler, yarı iletkenlerin vakum tüplerine benzer işlevler gerçekleştirebileceğinin keşfedilmesine yol açan çeşitli deneylerden sonra tasarlanmıştır.
Üreticileri, kehanet edildiği gibi, her 18 ayda bir transistör sayısını artırdıkça, şekli de giderek küçülerek tasarlanmıştır. Moore yasası.
Entegre devrelerin temel özellikleri nelerdir?
Entegre devrelerin temel özellikleri şunlardır:
DİBİZE ULAŞIN
Aşağıdaki sayıların her biri nedir? ücretler Bu tasarımlar, kapıların ana işlevini ihmal etmeden çıkış noktalarına odaklanmaktadır. Söz konusu kapıların çıkış noktaları belirli bir miktarda su sağlamaktadır. kısıtlı Mevcut bir devrenin çalışması doğru şekilde yönetilmediği için aşırı yüklendiği söylenir.
Güç Dağılımı
Bu, başarabilmek için gereken güçtür. kapıyı tutBu değer milivat cinsinden ifade edilir ve sahip olması gereken gücü gösterir.
Yayılma Gecikmesi
Bu, şu dönemde gerçekleşen olaylardır: yayın dönüştürme ve ikili sinyallerin değerleri değiştiği anda giriş ve çıkış sinyali.
Gürültü Marjı
öyle ses voltajı Bu, çipin giriş sinyaline eklenir ve gerekmediğinde herhangi bir değişikliğe neden olmaz. Genellikle volt cinsinden ifade edilir ve dikkate alınması gereken iki tür gürültü vardır: DC gürültüsü ve AC gürültüsü.
Mikroçiplerin türleri ve sınıflandırılması: Mevcut tüm türler nelerdir?
Mikroçip çeşitleri şunlardır:
Tek parça devreler
Bunlar silikondan oluşan tek bir kristalden yapılmıştır.
Hibrit ince film devreleri
Yapımı zor parçalara sahip olduğu için, bu devre monolitik devreye çok benzer.
Analog ve dijital
Bunlar yaygın olarak kullanılır ve sinyal yoğunluğunu artıran analog çipler ile analog bir beyin gibi çalışan ve sinir sistemi görevi gören dijital çipler olmak üzere ikiye ayrılır. Bu tür çipler şu amaçlarla kullanılır: karmaşık sistemler geliştirmek.
Mikroişlemci
Bu model, üretimi mümkün kılmaya yardımcı oldu. kişisel bilgisayarlarBu bileşenler, çeşitli temel işlevleri yerine getirmeye yardımcı oldukları için günümüz cep telefonlarının gelişimine katkıda bulunurlar.
Bilgisayar biliminde entegre devrelerin başlıca sınırlamaları: Neler yapabilirler ve neler yapamazlar?
Entegre devrelerin belirli özellikleri vardır. kısıtlamalar Bu cihazların iyileştirilmesinin önündeki fiziksel ve ekonomik engeller, bunların doğru bir şekilde geliştirilmesini engellemiştir.
Güç dağılımı
Bu cihazlar, bileşenlerinin her biri doğru boyutta birleştirildiğinde kuvvet üretir. Bu kuvvet, cihaz ısındığında da artabilir. alt tabakaBu durum cihazların arızalanmasına neden olur.
Ayrıca, bazı durumlarda pozitif geri besleme sistemine sahiptir, bu nedenle sıcaklık ne kadar yükselirse o kadar fazla akım elde edilir, bu da şu şekilde bilinir: termal kaçak.
Bu tür bir paketleme sınırlandırılmazsa, cihazlar hasar görebilir. Ses yükselticiler ve gerilim mekanizmaları buna özellikle duyarlıdır, bu nedenle bunların belirli bir şekilde paketlenmesi tavsiye edilir... termal koruma.
Güç devreleri, dağıtılması gereken en yüksek kuvvet seviyelerine sahip olan devrelerdir. Bu nedenle onların kapsül Çipin içinde metalik elemanlar bulunur, bu sayede ısı iletim kanalı görevi görür ve ısıyı soğutucuya veya çevreye iletebilir.
Isı direncini en aza indirmek ve yeni silikon kapsüller kullanmak daha büyük sonuçlar doğurur. ısı dağılımı minimal kapsüller halinde.
Bu nedenle dijital devreler, düşük tüketimli teknolojiler kullandıkları için güç kaynağı olduğunda ortaya çıkan zorlukların üstesinden gelmeyi mümkün kılar. CMOS.
Yer değiştirme ve parazitik öz-indüksiyonlar
Bu, esasen çiplerde, paketlerinde ve takıldıkları devrelerde bulunan ve performanslarını sınırlayan elektriksel bağlantıları ifade eder. Mümkün olan en küçük çiplerin kullanılması, kapasitelerini ve performanslarını azaltır. otomatik indükleme.
Bileşenlere ilişkin sınırlamalar
Çip arızalarına neden olan sınırlamaları oluşturan unsurlardan bazıları şunlardır:
- Dirençler, Bunlar gereksizdir çünkü çok yer kaplarlar, bu yüzden küçük değerler ve MOS teknolojileri kullanılır.
- Kondansatörler, Çok küçük yüzdelerin kullanılabileceği, geniş bir alanı kapsayan durumlarda, örneğin stratejik bir konuşmacı söz konusu olduğunda olduğu gibi. μA741 ve denge rezervuarı çipin büyük bir bölümünü kaplar.
- indüktörler Genellikle şu amaçlarla kullanılırlar: radyo frekans devreleriÇünkü bunlar melez organizmalardır ve genellikle bütünleşmezler.
Entegrasyon yoğunluğu
Entegre devreler geliştirildikçe zorluklar birikir ve nihai versiyona ulaşıldığında bazı elemanlarının numaraları birbirinden farklı olur. yürütülemez doğru bir şekilde. Çip işlemi tamamladığı an daha fazla sayıda cihazİşlevsel çip dengesini en aza indirmekte zorluk çekenler.
Bu nedenle bir bellek devresi kullanılırken binlerce transistör kullanılır; ihtiyaç duyulandan daha fazla transistör üretilir, böylece bağlantılar farklı olabilir. Bu durum, söz konusu organizasyonu zorlaştırıyor..
Esneklik eksikliği
Eğer bir entegre devrede şu özellik yoksa: esneklik Doğru kurulum, sistem donanımında sorunlara yol açarak kullanmak istediğiniz programları güncellemenizi zorlaştırabilir.
Güncelleme isteniyorsa, sistemin tamamen geliştirilmiş olması gerekir; aksi takdirde ekipman eskimiş hale gelir. Bu nedenle, bu sorunu çözmek için... boş oluklar oluşturuldu.
Bu nedenle kullanıcılar artırabilirler. cihazlarının işlevselliği...ve performansından da, yeni bir sistem edinmeye gerek kalmadan. Bu nedenle, iyi bir güce sahip olmak için... cihazları güncelleyin İşlevselliğin sınırlı olması şarttır, bu nedenle sonunda tamamen yeni bir sistem oluşturulması gerekmektedir.
