माइक्रोक्रिकिट क्या है, माइक्रोक्रिकिट के प्रकार और पैकेज

यह ज्ञात नहीं है कि एक सेमीकंडक्टर चिप पर दो या दो से अधिक ट्रांजिस्टर बनाने का विचार सबसे पहले किसके साथ आया था। शायद यह विचार अर्धचालक तत्वों के उत्पादन की शुरुआत के तुरंत बाद उत्पन्न हुआ। यह ज्ञात है कि इस दृष्टिकोण की सैद्धांतिक नींव 1950 के दशक की शुरुआत 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 से युक्त पहला उपकरण जारी किया गया था - एक माइक्रोक्रिकिट (टुकड़ा) उस क्षण से, मानव जाति सुधार के पथ पर चल पड़ी है, जिसका कोई अंत नहीं है।

माइक्रो सर्किट का उद्देश्य

एकीकृत संस्करण में, वर्तमान में एकीकरण की अलग-अलग डिग्री वाले इलेक्ट्रॉनिक घटकों की एक विस्तृत विविधता का प्रदर्शन किया जा रहा है। उनसे, जैसे कि क्यूब्स से, आप विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक उपकरण एकत्र कर सकते हैं। इस प्रकार, रेडियो रिसीवर सर्किट को विभिन्न तरीकों से लागू किया जा सकता है। प्रारंभिक विकल्प ट्रांजिस्टर चिप्स का उपयोग करना है।उनके निष्कर्षों को जोड़कर, आप एक प्राप्त करने वाला उपकरण बना सकते हैं। अगला कदम एक एकीकृत डिजाइन में अलग-अलग नोड्स का उपयोग करना है (प्रत्येक अपने स्वयं के शरीर में):

• रेडियो फ्रीक्वेंसी एम्पलीफायर;
• Heterodyne;
• मिक्सर;
• ऑडियो आवृत्ति एम्पलीफायर।

अंत में, सबसे आधुनिक विकल्प एक चिप में संपूर्ण रिसीवर है, आपको बस कुछ बाहरी निष्क्रिय तत्वों को जोड़ने की आवश्यकता है। जाहिर है, एकीकरण की डिग्री में वृद्धि के साथ, सर्किट का निर्माण आसान हो जाता है। यहां तक ​​​​कि एक पूर्ण कंप्यूटर भी अब एक चिप पर लागू किया जा सकता है। इसका प्रदर्शन अभी भी पारंपरिक कंप्यूटिंग उपकरणों की तुलना में कम होगा, लेकिन प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, यह संभव है कि यह क्षण दूर हो जाए।

चिप प्रकार

वर्तमान में, बड़ी संख्या में प्रकार के माइक्रोक्रेसीट का उत्पादन किया जाता है। वस्तुतः कोई भी पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक असेंबली, मानक या विशिष्ट, माइक्रो में उपलब्ध है। एक समीक्षा के ढांचे के भीतर सभी प्रकारों को सूचीबद्ध करना और उनका विश्लेषण करना संभव नहीं है। लेकिन सामान्य तौर पर, कार्यात्मक उद्देश्य के अनुसार, microcircuits को तीन वैश्विक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

1. डिजिटल. असतत संकेतों के साथ काम करें। डिजिटल स्तर इनपुट पर लागू होते हैं, सिग्नल भी आउटपुट से डिजिटल रूप में लिए जाते हैं। उपकरणों का यह वर्ग सरल तर्क तत्वों से लेकर सबसे आधुनिक माइक्रोप्रोसेसरों तक के क्षेत्र को कवर करता है। इसमें प्रोग्राम करने योग्य तर्क सरणी, मेमोरी डिवाइस इत्यादि भी शामिल हैं।
2. अनुरूप. वे संकेतों के साथ काम करते हैं जो एक सतत कानून के अनुसार बदलते हैं। ऐसे माइक्रोक्रिकिट का एक विशिष्ट उदाहरण एक ऑडियो फ़्रीक्वेंसी एम्पलीफायर है। इस वर्ग में इंटीग्रल लीनियर स्टेबलाइजर्स, सिग्नल जेनरेटर, मापने वाले सेंसर और भी बहुत कुछ शामिल हैं। एनालॉग श्रेणी में निष्क्रिय तत्वों के सेट भी शामिल हैं (प्रतिरोधों, आरसी सर्किट, आदि।).
3. एनालॉग से डिजिटल (डिजिटल से एनालॉग). ये microcircuits न केवल असतत डेटा को निरंतर या इसके विपरीत में परिवर्तित करते हैं। एक ही पैकेज में मूल या प्राप्त संकेतों को बढ़ाया, परिवर्तित, संशोधित, डीकोड किया जा सकता है, और इसी तरह। कंप्यूटिंग उपकरणों के साथ विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं के माप सर्किट को जोड़ने के लिए एनालॉग-डिजिटल सेंसर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

माइक्रोचिप्स को भी उत्पादन के प्रकार से विभाजित किया जाता है:

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

लेकिन अधिकांश मामलों में माइक्रो-सर्किट के उपयोग के लिए यह वर्गीकरण विशेष व्यावहारिक जानकारी प्रदान नहीं करता है।

चिप पैकेज

आंतरिक सामग्री की सुरक्षा के लिए और स्थापना को आसान बनाने के लिए, माइक्रोक्रिकिट्स को एक केस में रखा जाता है। प्रारंभ में, अधिकांश चिप्स धातु के खोल में उत्पादित किए गए थे (गोल या आयताकार) परिधि के चारों ओर स्थित लचीली लीड 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। 60 के दशक के मध्य में, डीआईपी पैकेज विकसित किया गया था (दोहरी इन-लाइन पैकेज) एक आयताकार संरचना है जिसके दोनों ओर कठोर सीसे होते हैं। भारी आयामों की समस्या हल नहीं हुई थी, लेकिन फिर भी, इस तरह के समाधान ने अधिक पैकिंग घनत्व प्राप्त करना संभव बना दिया, साथ ही इलेक्ट्रॉनिक सर्किट की स्वचालित असेंबली को सरल बनाना भी संभव बना दिया।डीआईपी पैकेज में माइक्रोक्रिकिट पिन की संख्या 4 से 64 तक होती है, हालांकि 40 से अधिक "लेग्स" वाले पैकेज अभी भी दुर्लभ हैं।

महत्वपूर्ण! घरेलू डीआईपी माइक्रोक्रिकिट्स के लिए पिन पिच 2.5 मिमी है, आयातित के लिए - 2.54 मिमी (1 लाइन = 0.1 इंच) इस वजह से, पूर्ण के पारस्परिक प्रतिस्थापन के साथ समस्याएं उत्पन्न होती हैं, ऐसा प्रतीत होता है, रूसी और आयातित उत्पादन के अनुरूप। थोड़ी सी भी विसंगति उन उपकरणों को स्थापित करना मुश्किल बना देती है जो कार्यक्षमता में समान हैं और बोर्डों और पैनल में पिनआउट करते हैं।

इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, डीआईपी पैकेज के नुकसान स्पष्ट हो गए हैं। माइक्रोप्रोसेसरों के लिए, पिनों की संख्या पर्याप्त नहीं थी, और उनकी और वृद्धि के लिए मामले के आयामों में वृद्धि की आवश्यकता थी। ऐसे microcircuits बोर्डों पर बहुत अधिक अप्रयुक्त स्थान लेने लगे। दूसरी समस्या जिसने डीआईपी प्रभुत्व के युग का अंत किया है, वह है सरफेस माउंटिंग का व्यापक उपयोग। तत्वों को बोर्ड पर छेद में स्थापित नहीं किया जाना शुरू हुआ, लेकिन सीधे संपर्क पैड में मिलाप किया गया। यह माउंटिंग विधि बहुत तर्कसंगत निकली, इसलिए सतह टांका लगाने के लिए अनुकूलित पैकेजों में माइक्रोक्रिस्किट की आवश्यकता थी। और "छेद" माउंटिंग के लिए उपकरणों को बाहर निकालने की प्रक्रिया शुरू हुई (सच छेद) के रूप में नामित तत्व एसएमडी (सतह पर चढ़कर विवरण).

सतह पर बढ़ते स्टील SOIC पैकेज और उनके संशोधनों के लिए संक्रमण की दिशा में पहला कदम (एसओपी, एचएसओपी और बहुत कुछ) वे, डीआईपी की तरह, लंबी भुजाओं के साथ दो पंक्तियों में पैर रखते हैं, लेकिन वे मामले के निचले तल के समानांतर होते हैं।

एक और विकास QFP पैकेज था। चौकोर आकार के इस केस में दोनों तरफ टर्मिनल हैं।पीएलएलसी मामला इसके समान है, लेकिन यह अभी भी डीआईपी के करीब है, हालांकि पैर भी पूरे परिधि के आसपास स्थित हैं।

कुछ समय के लिए, डीआईपी चिप्स ने प्रोग्राम करने योग्य उपकरणों के क्षेत्र में अपना स्थान बना लिया (रोम, नियंत्रक, पीएलएम), लेकिन इन-सर्किट प्रोग्रामिंग के प्रसार ने दो-पंक्ति वाले ट्रू-होल पैकेजों को इस क्षेत्र से भी बाहर कर दिया है। अब उन हिस्सों को भी, जिन्हें छेद में स्थापित करने का कोई विकल्प नहीं था, उन्हें एसएमडी-प्रदर्शन प्राप्त हुआ है - उदाहरण के लिए, एकीकृत वोल्टेज स्टेबलाइजर्स, आदि।

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

माइक्रोचिप्स का उपयोग करने के लाभ

माइक्रो सर्किट के आगमन ने इलेक्ट्रॉनिक्स की दुनिया में क्रांति ला दी है (विशेष रूप से माइक्रोप्रोसेसर प्रौद्योगिकी में) एक या एक से अधिक कमरों में लगे लैंपों पर लगे कंप्यूटरों को ऐतिहासिक जिज्ञासा के रूप में याद किया जाता है। लेकिन एक आधुनिक प्रोसेसर में लगभग 20 बिलियन ट्रांजिस्टर होते हैं। यदि हम एक ट्रांजिस्टर के क्षेत्र को कम से कम 0.1 वर्ग सेमी के असतत संस्करण में लेते हैं, तो पूरे प्रोसेसर के कब्जे वाले क्षेत्र में कम से कम 200,000 वर्ग मीटर - लगभग 2,000 मध्यम आकार के तीन कमरे होंगे। अपार्टमेंट।

आपको मेमोरी, साउंड कार्ड, ऑडियो कार्ड, नेटवर्क एडॉप्टर और अन्य बाह्य उपकरणों के लिए भी स्थान प्रदान करने की आवश्यकता है। इस तरह के कई अलग-अलग तत्वों को माउंट करने की लागत बहुत अधिक होगी, और संचालन की विश्वसनीयता अस्वीकार्य रूप से कम है। समस्या निवारण और मरम्मत में अविश्वसनीय रूप से लंबा समय लगेगा। यह स्पष्ट है कि उच्च स्तर के एकीकरण के चिप्स के बिना पर्सनल कंप्यूटर का युग कभी नहीं आया होगा।साथ ही, आधुनिक तकनीकों के बिना, बड़ी कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकता वाले उपकरण नहीं बनाए गए होंगे - घरेलू से औद्योगिक या वैज्ञानिक

इलेक्ट्रॉनिक्स के विकास की दिशा आने वाले कई वर्षों के लिए पूर्व निर्धारित है। यह, सबसे पहले, माइक्रोक्रिकिट तत्वों के एकीकरण की डिग्री में वृद्धि है, जो प्रौद्योगिकियों के निरंतर विकास से जुड़ा है। आगे एक गुणात्मक छलांग है, जब माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक की संभावनाएं सीमा तक आ जाएंगी, लेकिन यह एक दूर के भविष्य का सवाल है।

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