단일 반도체 칩에 두 개 이상의 트랜지스터를 만드는 아이디어를 누가 처음 생각해 냈는지는 알려져 있지 않습니다. 아마도이 아이디어는 반도체 소자 생산이 시작된 직후에 나타났습니다. 이 접근법의 이론적 토대는 1950년대 초에 출판된 것으로 알려져 있습니다. 기술적 문제를 극복하는 데 10년도 채 걸리지 않았으며 이미 60년대 초반에 하나의 패키지에 여러 전자 부품을 포함하는 첫 번째 장치가 출시되었습니다.칩). 그 순간부터 인류는 끝이 보이지 않는 개선의 길에 들어섰습니다.
미세 회로의 목적
통합 버전에서는 다양한 통합 수준을 가진 다양한 전자 부품이 현재 수행되고 있습니다. 큐브에서와 같이 다양한 전자 장치를 수집할 수 있습니다. 따라서 무선 수신기 회로는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 초기 옵션은 트랜지스터 칩을 사용하는 것입니다.그들의 결론을 연결하여 수신 장치를 만들 수 있습니다. 다음 단계는 통합 설계에서 개별 노드를 사용하는 것입니다(각자의 몸에):
- 무선 주파수 증폭기;
- 헤테로다인;
- 믹서;
- 오디오 주파수 증폭기.
마지막으로, 가장 현대적인 옵션은 하나의 칩에 전체 수신기가 있다는 것입니다. 몇 가지 외부 수동 요소만 추가하면 됩니다. 분명히 집적도가 증가함에 따라 회로 구성이 더 간단해집니다. 이제 본격적인 컴퓨터도 단일 칩으로 구현할 수 있습니다. 그 성능은 여전히 기존의 컴퓨팅 장치보다 떨어지지 만 기술의 발전으로이 순간은 극복 될 수 있습니다.
칩 유형
현재 수많은 유형의 미세 회로가 생산됩니다. 표준이든 특수이든 거의 모든 완전한 전자 어셈블리는 마이크로로 제공됩니다. 하나의 검토 프레임워크 내에서 모든 유형을 나열하고 분석하는 것은 불가능합니다. 그러나 일반적으로 기능적 목적에 따라 미세 회로는 세 가지 글로벌 범주로 나눌 수 있습니다.
- 디지털. 이산 신호로 작업합니다. 디지털 레벨이 입력에 적용되고 신호도 디지털 형식으로 출력에서 가져옵니다. 이 종류의 장치는 단순한 논리 요소에서 가장 현대적인 마이크로프로세서에 이르는 영역을 다룹니다. 여기에는 프로그래밍 가능한 논리 어레이, 메모리 장치 등이 포함됩니다.
- 비슷한 물건. 그들은 연속 법칙에 따라 변화하는 신호로 작동합니다. 이러한 미세 회로의 전형적인 예는 오디오 주파수 증폭기입니다. 이 클래스에는 통합 선형 안정기, 신호 발생기, 측정 센서 등이 포함됩니다. 아날로그 범주에는 수동 요소 세트도 포함됩니다(저항, RC 회로 등).
- 아날로그에서 디지털로(디지털에서 아날로그로). 이러한 미세 회로는 이산 데이터를 연속 데이터로 또는 그 반대로 변환할 뿐만 아닙니다. 동일한 패키지의 원래 또는 수신된 신호는 증폭, 변환, 변조, 디코딩 등을 할 수 있습니다. 아날로그-디지털 센서는 다양한 기술 프로세스의 측정 회로를 컴퓨팅 장치와 연결하는 데 널리 사용됩니다.
마이크로 칩은 또한 생산 유형에 따라 나뉩니다.
- 반도체 - 단일 반도체 결정에서 수행됨;
- 필름 - 수동 요소는 두껍거나 얇은 필름을 기반으로 생성됩니다.
- 하이브리드 - 반도체 능동 장치는 수동 필름 요소에 "앉아"(트랜지스터 등.).
그러나 미세 회로 사용의 경우 대부분의 경우이 분류는 특별한 실용적인 정보를 제공하지 않습니다.
칩 패키지
내부 내용물을 보호하고 설치를 단순화하기 위해 초소형 회로를 케이스에 넣습니다. 초기에 대부분의 칩은 금속 쉘(원형 또는 직사각형) 주변에 유연한 리드가 있습니다.
이 설계에서는 결정의 크기에 비해 장치의 치수가 매우 크기 때문에 소형화의 모든 이점을 사용할 수 없었습니다. 또한 통합 정도가 낮아 문제를 악화시킬 뿐이었다. 60년대 중반에 DIP 패키지가 개발되었습니다(듀얼 인라인 패키지)은 양쪽에 단단한 리드가 있는 직사각형 구조입니다. 부피가 큰 문제는 해결되지 않았지만, 그럼에도 불구하고 이러한 솔루션을 통해 더 큰 패킹 밀도를 달성하고 전자 회로의 자동 조립을 단순화할 수 있었습니다.DIP 패키지의 미세 회로 핀 수는 4~64개이지만 40개 이상의 "레그"가 있는 패키지는 여전히 드뭅니다.
중요한! 국내 DIP 미세 회로의 핀 피치는 2.5mm, 수입품의 경우 2.54mm(1줄=0.1인치). 이 때문에 러시아 및 수입 생산의 유사품으로 완전한 상호 교체와 관련하여 문제가 발생합니다. 약간의 불일치로 인해 보드와 패널에 기능과 핀아웃이 동일한 장치를 설치하기가 어렵습니다.
전자 기술의 발달로 DIP 패키지의 단점이 명백해졌습니다. 마이크로 프로세서의 경우 핀 수가 충분하지 않았으며 더 많은 핀을 늘리려면 케이스 크기를 늘려야 했습니다. 이러한 미세 회로는 보드에서 사용하지 않는 공간을 너무 많이 차지하기 시작했습니다. DIP 지배 시대의 종말을 가져온 두 번째 문제는 표면 실장의 광범위한 사용입니다. 요소는 보드의 구멍이 아니라 접촉 패드에 직접 납땜되어 설치되기 시작했습니다. 이 실장 방법은 매우 합리적이어서 표면 납땜에 적합한 패키지에 미세 회로가 필요했습니다. 그리고 "구멍" 장착을 위한 장치를 밀어내는 과정이 시작되었습니다(진정한 구멍)로 명명된 요소 smd (표면 장착 세부 사항).
표면 실장 강철 SOIC 패키지 및 그 수정으로의 전환을 위한 첫 번째 단계(SOP, HSOP 등). DIP와 마찬가지로 긴 측면을 따라 두 줄로 된 다리가 있지만 케이스의 바닥면과 평행합니다.
추가 개발은 QFP 패키지였습니다. 이 사각형 모양의 케이스는 양쪽에 단자가 있습니다.PLLC 케이스는 그것과 유사하지만 다리가 전체 둘레에 위치하지만 여전히 DIP에 더 가깝습니다.
얼마 동안 DIP 칩은 프로그래밍 가능한 장치 부문에서 위치를 유지했습니다(ROM, 컨트롤러, PLM) 그러나 인서킷 프로그래밍의 확산으로 2행 트루홀 패키지도 이 영역에서 벗어났습니다. 이제 구멍에 설치하는 것이 대안이 아닌 것처럼 보이는 부품조차도 SMD 성능을 받았습니다(예: 통합 전압 안정기 등).
마이크로프로세서 케이스의 개발은 다른 경로를 택했습니다. 핀의 수가 적당한 정사각형 크기의 둘레에 맞지 않기 때문에 큰 미세 회로의 다리는 행렬 형태로 배열됩니다(PGA, LGA 등).
마이크로칩 사용의 이점
초소형 회로의 출현은 전자 분야에 혁명을 일으켰습니다.특히 마이크로프로세서 기술). 하나 이상의 방을 차지하는 램프의 컴퓨터는 역사적인 호기심으로 기억됩니다. 그러나 최신 프로세서에는 약 200억 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 최소 0.1sq. cm의 개별 버전에서 하나의 트랜지스터 면적을 취하면 프로세서가 전체적으로 차지하는 면적은 최소 200,000제곱미터가 되어야 합니다. 약 2,000개의 중형 방 아파트.
또한 메모리, 사운드 카드, 오디오 카드, 네트워크 어댑터 및 기타 주변 장치를 위한 공간을 제공해야 합니다. 이러한 수의 개별 요소를 장착하는 데 드는 비용은 막대하고 작동 신뢰성은 수용할 수 없을 정도로 낮습니다. 문제 해결 및 수리에는 엄청나게 오랜 시간이 걸립니다. 집적도가 높은 칩이 없는 개인용 컴퓨터의 시대는 결코 오지 않았을 것이 분명합니다.또한 현대 기술이 없었다면 가정에서 산업 또는 과학에 이르기까지 대용량 컴퓨팅 성능을 필요로 하는 장치가 만들어지지 않았을 것입니다.
전자공학의 발전 방향은 앞으로 몇 년 동안 미리 정해져 있습니다. 이것은 우선 기술의 지속적인 개발과 관련된 미세 회로 요소의 집적도 증가입니다. 마이크로일렉트로닉스의 가능성이 한계에 도달할 때 질적 도약이 있지만 이것은 다소 먼 미래의 문제입니다.
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