एकाच सेमीकंडक्टर चिपवर दोन किंवा अधिक ट्रान्झिस्टर बनवण्याची कल्पना प्रथम कोणी सुचली हे माहीत नाही. कदाचित ही कल्पना अर्धसंवाहक घटकांचे उत्पादन सुरू झाल्यानंतर लगेच उद्भवली. हे ज्ञात आहे की या दृष्टिकोनाचा सैद्धांतिक पाया 1950 च्या दशकाच्या सुरुवातीस प्रकाशित झाला होता. तांत्रिक समस्यांवर मात करण्यासाठी 10 वर्षांहून कमी कालावधी लागला आणि आधीच 60 च्या दशकाच्या सुरुवातीस, एका पॅकेजमध्ये अनेक इलेक्ट्रॉनिक घटक असलेले पहिले उपकरण सोडण्यात आले - एक मायक्रोक्रिकिट (चिप). त्या क्षणापासून, मानवजातीने सुधारणेच्या मार्गावर सुरुवात केली आहे, ज्याला अंत नाही.
मायक्रोसर्किट्सचा उद्देश
एकात्मिक आवृत्तीमध्ये, विविध प्रमाणात एकत्रीकरणासह विविध प्रकारचे इलेक्ट्रॉनिक घटक सध्या केले जात आहेत. त्यांच्याकडून, क्यूब्सप्रमाणे, आपण विविध इलेक्ट्रॉनिक उपकरणे गोळा करू शकता. अशा प्रकारे, रेडिओ रिसीव्हर सर्किट विविध प्रकारे लागू केले जाऊ शकते. ट्रान्झिस्टर चिप्स वापरणे हा प्रारंभिक पर्याय आहे.त्यांचे निष्कर्ष कनेक्ट करून, आपण प्राप्त करणारे साधन बनवू शकता. पुढील पायरी म्हणजे एकात्मिक डिझाइनमध्ये वैयक्तिक नोड्स वापरणे (प्रत्येकाच्या स्वतःच्या शरीरात):
- रेडिओ फ्रिक्वेंसी अॅम्प्लीफायर;
- heterodyne;
- मिक्सर;
- ऑडिओ वारंवारता अॅम्प्लिफायर.
शेवटी, सर्वात आधुनिक पर्याय म्हणजे संपूर्ण रिसीव्हर एका चिपमध्ये आहे, आपल्याला फक्त काही बाह्य निष्क्रिय घटक जोडण्याची आवश्यकता आहे. साहजिकच, एकात्मतेच्या प्रमाणात वाढ झाल्यामुळे, सर्किट्सचे बांधकाम सोपे होते. एक पूर्ण संगणक देखील आता एकाच चिपवर कार्यान्वित केला जाऊ शकतो. त्याची कार्यक्षमता अजूनही पारंपारिक संगणकीय उपकरणांपेक्षा कमी असेल, परंतु तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, हे शक्य आहे की या क्षणावर मात केली जाईल.
चिप प्रकार
सध्या, मोठ्या संख्येने प्रकारचे मायक्रोसर्किट तयार केले जातात. अक्षरशः कोणतीही पूर्ण इलेक्ट्रॉनिक असेंब्ली, मानक किंवा विशेष, मायक्रोमध्ये उपलब्ध आहे. एका पुनरावलोकनाच्या चौकटीत सर्व प्रकारांची यादी करणे आणि त्यांचे विश्लेषण करणे शक्य नाही. परंतु सर्वसाधारणपणे, कार्यात्मक उद्देशानुसार, मायक्रोकिरकिट्स तीन जागतिक श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात.
- डिजिटल. स्वतंत्र सिग्नलसह कार्य करा. इनपुटवर डिजिटल स्तर लागू केले जातात, डिजिटल स्वरूपात आउटपुटमधून सिग्नल देखील घेतले जातात. उपकरणांचा हा वर्ग साध्या तर्कशास्त्र घटकांपासून सर्वात आधुनिक मायक्रोप्रोसेसरपर्यंतचा भाग व्यापतो. यामध्ये प्रोग्रामेबल लॉजिक अॅरे, मेमरी डिव्हाईस इ. देखील समाविष्ट आहे.
- अॅनालॉग. ते सिग्नलसह कार्य करतात जे सतत कायद्यानुसार बदलतात. अशा मायक्रोसर्किटचे एक विशिष्ट उदाहरण म्हणजे ऑडिओ फ्रिक्वेंसी अॅम्प्लिफायर. या वर्गामध्ये इंटिग्रल लिनियर स्टॅबिलायझर्स, सिग्नल जनरेटर, मोजण्याचे सेन्सर आणि बरेच काही समाविष्ट आहे. अॅनालॉग श्रेणीमध्ये निष्क्रिय घटकांचे संच देखील समाविष्ट आहेत (प्रतिरोधक, आरसी सर्किट इ.).
- अॅनालॉग ते डिजिटल (डिजिटल ते अॅनालॉग). हे मायक्रोसर्किट्स केवळ वेगळ्या डेटाचे सतत किंवा उलट रूपांतरित करत नाहीत. समान पॅकेजमधील मूळ किंवा प्राप्त सिग्नल वाढवलेले, रूपांतरित, मॉड्यूलेटेड, डीकोड केलेले आणि यासारखे असू शकतात. एनालॉग-डिजिटल सेन्सर विविध तांत्रिक प्रक्रियांच्या मोजणी सर्किट्सना संगणकीय उपकरणांसह जोडण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.
मायक्रोचिप देखील उत्पादनाच्या प्रकारानुसार विभागली जातात:
- सेमीकंडक्टर - एकाच सेमीकंडक्टर क्रिस्टलवर केले जाते;
- चित्रपट - निष्क्रिय घटक जाड किंवा पातळ चित्रपटांच्या आधारे तयार केले जातात;
- संकरित - अर्धसंवाहक सक्रिय उपकरणे निष्क्रिय चित्रपट घटकांवर "बसा" (ट्रान्झिस्टर इ.).
परंतु मायक्रोसर्किटच्या वापरासाठी, बहुतेक प्रकरणांमध्ये हे वर्गीकरण विशेष व्यावहारिक माहिती प्रदान करत नाही.
चिप पॅकेजेस
अंतर्गत सामग्रीचे संरक्षण करण्यासाठी आणि स्थापना सुलभ करण्यासाठी, मायक्रोकिरकिट्स एका केसमध्ये ठेवल्या जातात. सुरुवातीला, बहुतेक चिप्स धातूच्या शेलमध्ये तयार केल्या गेल्या होत्या (गोल किंवा आयताकृतीपरिमितीभोवती स्थित लवचिक लीड्ससह.
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. 60 च्या दशकाच्या मध्यात, डीआयपी पॅकेज विकसित केले गेले (ड्युअल इन-लाइन पॅकेज) दोन्ही बाजूंना कडक शिसे असलेली आयताकृती रचना आहे. अवजड परिमाणांची समस्या सोडवली गेली नाही, परंतु असे असले तरी, अशा समाधानामुळे अधिक पॅकिंग घनता प्राप्त करणे तसेच इलेक्ट्रॉनिक सर्किट्सची स्वयंचलित असेंब्ली सुलभ करणे शक्य झाले.डीआयपी पॅकेजमधील मायक्रोसर्किट पिनची संख्या 4 ते 64 पर्यंत असते, जरी 40 पेक्षा जास्त "पाय" असलेले पॅकेज अजूनही दुर्मिळ आहेत.
महत्वाचे! घरगुती डीआयपी मायक्रोक्रिकेटसाठी पिन पिच 2.5 मिमी आहे, आयातीसाठी - 2.54 मिमी (1 ओळ = 0.1 इंच). यामुळे, रशियन आणि आयातित उत्पादनाच्या analogues पूर्ण, असे दिसते की परस्पर बदलीसह समस्या उद्भवतात. थोडीशी विसंगती फलक आणि पॅनेलमध्ये कार्यक्षमतेमध्ये आणि पिनआउटमध्ये एकसारखी उपकरणे स्थापित करणे कठीण करते.
इलेक्ट्रॉनिक तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, डीआयपी पॅकेजेसचे तोटे स्पष्ट झाले आहेत. मायक्रोप्रोसेसरसाठी, पिनची संख्या पुरेशी नव्हती आणि त्यांच्या पुढील वाढीसाठी केसच्या परिमाणांमध्ये वाढ आवश्यक आहे. अशा मायक्रोसर्किटने बोर्डवर खूप न वापरलेली जागा घेण्यास सुरुवात केली. डीआयपी वर्चस्वाच्या युगाचा शेवट करणारी दुसरी समस्या म्हणजे पृष्ठभाग माउंटिंगचा व्यापक वापर. घटक बोर्डवरील छिद्रांमध्ये स्थापित केले जाऊ लागले नाहीत, परंतु थेट संपर्क पॅडवर सोल्डर केले गेले. ही माउंटिंग पद्धत अतिशय तर्कसंगत असल्याचे दिसून आले, म्हणून पृष्ठभागाच्या सोल्डरिंगसाठी रुपांतरित केलेल्या पॅकेजेसमध्ये मायक्रोक्रिकेट आवश्यक होते. आणि "होल" माउंटिंगसाठी उपकरणे जमा करण्याची प्रक्रिया सुरू झाली (खरे भोक) असे नाव दिलेले घटक smd (पृष्ठभाग-आरोहित तपशील).
पृष्ठभाग माउंटिंग स्टील एसओआयसी पॅकेजेस आणि त्यांच्या सुधारणांकडे संक्रमणाच्या दिशेने पहिले पाऊल (SOP, HSOP आणि बरेच काही). त्यांचे, डीआयपी प्रमाणे, लांब बाजूंनी दोन ओळींमध्ये पाय असतात, परंतु ते केसच्या तळाशी समांतर असतात.
आणखी एक विकास म्हणजे QFP पॅकेज. या चौरस आकाराच्या केसच्या प्रत्येक बाजूला टर्मिनल आहेत.पीएलएलसी केस त्याच्यासारखेच आहे, परंतु ते अद्याप डीआयपीच्या जवळ आहे, जरी पाय देखील संपूर्ण परिमितीभोवती स्थित आहेत.
काही काळासाठी, डीआयपी चिप्सने प्रोग्राम करण्यायोग्य उपकरणांच्या क्षेत्रात त्यांचे स्थान ठेवले (ROM, नियंत्रक, PLM), परंतु इन-सर्किट प्रोग्रामिंगच्या प्रसारामुळे दोन-पंक्ती ट्रू-होल पॅकेजेस देखील या क्षेत्राबाहेर नेले आहेत. आता ते भाग देखील, ज्यांच्या स्थापनेला छिद्रांमध्ये पर्याय नाही असे वाटत होते, त्यांना SMD-कार्यक्षमता प्राप्त झाली आहे - उदाहरणार्थ, एकात्मिक व्होल्टेज स्टॅबिलायझर्स इ.
मायक्रोप्रोसेसर प्रकरणांच्या विकासाने एक वेगळा मार्ग घेतला. पिनची संख्या कोणत्याही वाजवी चौरस आकाराच्या परिमितीभोवती बसत नसल्यामुळे, मोठ्या मायक्रोसर्किटचे पाय मॅट्रिक्सच्या स्वरूपात व्यवस्थित केले जातात (पीजीए, एलजीए इ.).
मायक्रोचिप वापरण्याचे फायदे
मायक्रोसर्किटच्या आगमनाने इलेक्ट्रॉनिक्सच्या जगात क्रांती घडवून आणली आहे (विशेषतः मायक्रोप्रोसेसर तंत्रज्ञानात). एक किंवा अधिक खोल्या व्यापलेल्या दिव्यांवरील संगणक हे ऐतिहासिक कुतूहल म्हणून लक्षात ठेवले जाते. परंतु आधुनिक प्रोसेसरमध्ये सुमारे 20 अब्ज ट्रान्झिस्टर असतात. जर आपण एका ट्रान्झिस्टरचे क्षेत्रफळ कमीत कमी 0.1 चौ. से.मी.च्या वेगळ्या आवृत्तीत घेतले तर प्रोसेसरने व्यापलेले क्षेत्रफळ किमान 200,000 चौरस मीटर असावे - सुमारे 2,000 मध्यम आकाराच्या तीन खोल्या. अपार्टमेंट
तुम्हाला मेमरी, साउंड कार्ड, ऑडिओ कार्ड, नेटवर्क अॅडॉप्टर आणि इतर पेरिफेरल्ससाठी देखील जागा प्रदान करणे आवश्यक आहे. अशा असंख्य वेगळ्या घटकांना बसवण्याची किंमत प्रचंड असेल आणि ऑपरेशनची विश्वासार्हता अस्वीकार्यपणे कमी आहे. समस्यानिवारण आणि दुरुस्तीसाठी आश्चर्यकारकपणे बराच वेळ लागेल. हे उघड आहे की चिप्सशिवाय वैयक्तिक संगणकांचे युग कधीही आले नसते.तसेच, आधुनिक तंत्रज्ञानाशिवाय, मोठ्या संगणकीय शक्तीची आवश्यकता असलेली उपकरणे तयार केली गेली नसती - घरगुती ते औद्योगिक किंवा वैज्ञानिक
इलेक्ट्रॉनिक्सच्या विकासाची दिशा पुढील अनेक वर्षांसाठी पूर्वनिश्चित आहे. हे सर्व प्रथम, मायक्रोसर्किट घटकांच्या एकत्रीकरणाच्या डिग्रीमध्ये वाढ आहे, जे तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासाशी संबंधित आहे. पुढे एक गुणात्मक झेप आहे, जेव्हा मायक्रोइलेक्ट्रॉनिकच्या शक्यता मर्यादेपर्यंत येतील, परंतु हा एक दूरच्या भविष्याचा प्रश्न आहे.
तत्सम लेख:
