නිෂ්පාදන ගුණාංග

ලේඛන සහ මාධ්‍ය

පාරිසරික සහ අපනයන වර්ගීකරණය

ඒකාබද්ධ පරිපථ 

සංයුක්ත පරිපථයක් (IC) යනු ධාරිත්‍රක, ඩයෝඩ, ට්‍රාන්සිස්ටර සහ ප්‍රතිරෝධක වැනි කුඩා කොටස් රාශියක් රැගෙන යන අර්ධ සන්නායක චිපයකි.මෙම කුඩා සංරචක ඩිජිටල් හෝ ඇනලොග් තාක්ෂණයේ ආධාරයෙන් දත්ත ගණනය කිරීමට සහ ගබඩා කිරීමට භාවිතා කරයි.IC යනු සම්පූර්ණ, විශ්වාසදායක පරිපථයක් ලෙස භාවිතා කළ හැකි කුඩා චිපයක් ලෙස ඔබට සිතිය හැක.ඒකාබද්ධ පරිපථ කවුන්ටරයක්, දෝලනය, ඇම්ප්ලිෆයර්, ලොජික් ගේට්, ටයිමරය, පරිගණක මතකය හෝ මයික්‍රොප්‍රොසෙසරයක් විය හැකිය.

IC යනු වර්තමාන සියලුම ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල මූලික තැනුම් ඒකකයක් ලෙස සැලකේ.එහි නම යෝජනා කරන්නේ තුනී, සිලිකන් සාදන ලද අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යයක් තුළට කාවැදී ඇති බහු අන්තර් සම්බන්ධිත සංරචක පද්ධතියකි.

ඒකාබද්ධ පරිපථ ඉතිහාසය

සංගෘහිත පරිපථ පිටුපස ඇති තාක්‍ෂණය මුලින් හඳුන්වා දුන්නේ 1950 දී රොබට් නොයිස් සහ ජැක් කිල්බි විසින් ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ ය.මෙම නව සොයාගැනීමේ පළමු පාරිභෝගිකයා වූයේ එක්සත් ජනපද ගුවන් හමුදාවයි.ජැක් කිල්බි 2000 දී භෞතික විද්‍යාව සඳහා නොබෙල් ත්‍යාගය දිනා ගත්තේ ඔහුගේ කුඩා IC සොයා ගැනීම සඳහා ය.

කිල්බිගේ සැලසුම හඳුන්වා දීමෙන් වසර 1.5 කට පසුව, රොබට් නොයිස් විසින් ඔහුගේම අනුකලිත පරිපථයේ අනුවාදයක් හඳුන්වා දෙන ලදී.ඔහුගේ ආකෘතිය Kilby ගේ උපාංගයේ ප්රායෝගික ගැටළු කිහිපයක් විසඳා ඇත.නොයිස් ඔහුගේ ආකෘතිය සඳහා සිලිකන් ද භාවිතා කළ අතර ජැක් කිල්බි ජර්මනියම් භාවිතා කළේය.

Robert Noyce සහ Jack Kilby යන දෙදෙනාම ඒකාබද්ධ පරිපථ සඳහා ඔවුන්ගේ දායකත්වය වෙනුවෙන් එක්සත් ජනපද පේටන්ට් බලපත්‍ර ලබා ගත්හ.ඔවුන් වසර ගණනාවක් නීතිමය ගැටලු සමඟ අරගල කළා.අවසාන වශයෙන්, Noyce සහ Kilby's සමාගම් දෙකම ඔවුන්ගේ නව නිපැයුම් වලට හරස් බලපත්‍ර ලබා දී ඒවා විශාල ගෝලීය වෙළඳපොළකට හඳුන්වා දීමට තීරණය කළහ.

ඒකාබද්ධ පරිපථ වර්ග

ඒකාබද්ධ පරිපථ වර්ග දෙකක් තිබේ.මේවා:

1. ඇනලොග් අයිසී

ඇනලොග් IC වලට නිරන්තරයෙන් වෙනස් කළ හැකි ප්‍රතිදානයක් ඇත, ඒවා ලබා ගන්නා සංඥා මත පදනම්ව.න්‍යායාත්මකව, එවැනි IC වලට අසීමිත ප්‍රාන්ත සංඛ්‍යාවක් ලබා ගත හැක.මෙම වර්ගයේ IC වලදී, චලනයේ ප්රතිදාන මට්ටම සංඥාවේ ආදාන මට්ටමේ රේඛීය ශ්රිතයකි.

රේඛීය IC වලට රේඩියෝ-සංඛ්‍යාත (RF) සහ ශ්‍රව්‍ය-සංඛ්‍යාත (AF) ඇම්ප්ලිෆයර් ලෙස ක්‍රියා කළ හැක.ක්‍රියාකාරී ඇම්ප්ලිෆයර් (op-amp) යනු මෙහි සාමාන්‍යයෙන් භාවිතා කරන උපාංගයයි.මීට අමතරව, උෂ්ණත්ව සංවේදකය තවත් පොදු යෙදුමකි.සංඥාව නිශ්චිත අගයකට පැමිණි පසු රේඛීය IC වලට විවිධ උපාංග ක්‍රියාත්මක සහ අක්‍රිය කළ හැක.ඔබට මෙම තාක්ෂණය උඳුන්, හීටර් සහ වායු සමීකරණ වලින් සොයාගත හැකිය.

2. ඩිජිටල් අයිසී

මේවා analog IC වලට වඩා වෙනස්.සංඥා මට්ටම්වල නියත පරාසයක ඒවා ක්රියා නොකරයි.ඒ වෙනුවට, ඒවා පෙර සැකසූ මට්ටම් කිහිපයකින් ක්රියාත්මක වේ.ඩිජිටල් අයිසී මූලික වශයෙන් ලොජික් ගේට් ආධාරයෙන් ක්‍රියා කරයි.තාර්කික ද්වාර ද්විමය දත්ත භාවිතා කරයි.ද්විමය දත්තවල සංඥාවලට ඇත්තේ අඩු (තර්කක 0) සහ ඉහළ (තර්ක 1) ලෙස හැඳින්වෙන මට්ටම් දෙකක් පමණි.

ඩිජිටල් අයිසී පරිගණක, මොඩමයන් වැනි පුළුල් පරාසයක යෙදුම්වල භාවිතා වේ.

Integrated Circuits ජනප්‍රිය ඇයි?

වසර 30 කට පමණ පෙර සොයා ගත්තද, ඒකාබද්ධ පරිපථ තවමත් බොහෝ යෙදුම්වල භාවිතා වේ.ඔවුන්ගේ ජනප්‍රියතාවයට වගකිව යුතු අංග කිහිපයක් අපි සාකච්ඡා කරමු:

1. පරිමාණය 

වසර කිහිපයකට පෙර, අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ ආදායම ඇදහිය නොහැකි තරම් ඩොලර් බිලියන 350 දක්වා ළඟා විය.ඉන්ටෙල් මෙහි විශාලතම දායකයා විය.වෙනත් ක්‍රීඩකයින් ද සිටි අතර, මේවායින් බොහොමයක් ඩිජිටල් වෙළඳපොළට අයත් විය.ඔබ සංඛ්‍යා දෙස බැලුවහොත්, අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයෙන් උත්පාදනය වූ විකුණුම් වලින් සියයට 80 ක් මෙම වෙළඳපොලෙන් සිදු වූ බව ඔබට පෙනෙනු ඇත.

මෙම සාර්ථකත්වය සඳහා ඒකාබද්ධ පරිපථ විශාල කාර්යභාරයක් ඉටු කර ඇත.අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ පර්යේෂකයන් ඒකාබද්ධ පරිපථය, එහි යෙදුම් සහ එහි පිරිවිතරයන් විශ්ලේෂණය කර එය පරිමාණය කර ඇති බව ඔබට පෙනේ.

මෙතෙක් සොයා ගත් පළමු IC සතුව තිබුණේ ට්‍රාන්සිස්ටර කිහිපයක් පමණි - 5 නිශ්චිත විය යුතුය.දැන් අපි Intel හි 18-core Xeon මුළු ට්‍රාන්සිස්ටර බිලියන 5.5ක් සමඟින් දැක ඇත්තෙමු.තවද, IBM හි ගබඩා පාලකය සතුව 2015 දී 480 MB L4 හැඹිලි සහිත ට්‍රාන්සිස්ටර බිලියන 7.1ක් තිබුණි.

මෙම පරිමාණය ඒකාබද්ධ පරිපථවල පවතින ජනප්‍රියත්වය සඳහා විශාල කාර්යභාරයක් ඉටු කර ඇත.

2. පිරිවැය

IC එකක මිල ගැන වාද විවාද කිහිපයක්ම පැවතුනි.වසර ගණනාවක් පුරා, IC එකක සැබෑ මිල පිළිබඳව ද වැරදි මතයක් පවතී.මෙයට හේතුව වන්නේ ICs තවදුරටත් සරල සංකල්පයක් නොවීමයි.තාක්‍ෂණය ඉමහත් වේගවත් වේගයකින් ඉදිරියට යන අතර, IC හි පිරිවැය ගණනය කිරීමේදී චිප් නිර්මාණකරුවන් මෙම වේගයට අනුගත විය යුතුය.

වසර කිහිපයකට පෙර, IC සඳහා පිරිවැය ගණනය කිරීම සිලිකන් ඩයි මත රඳා පැවතුනි.එම අවස්ථාවේ දී, චිප් පිරිවැය ඇස්තමේන්තු කිරීම ඩයි ප්රමාණයෙන් පහසුවෙන් තීරණය කළ හැකිය.සිලිකන් තවමත් ඔවුන්ගේ ගණනය කිරීම් වල මූලික අංගයක් වන අතර, විශේෂඥයින් IC පිරිවැය ගණනය කිරීමේදී අනෙකුත් සංරචක සලකා බැලිය යුතුය.

මෙතෙක්, විශේෂඥයින් IC හි අවසාන පිරිවැය තීරණය කිරීම සඳහා තරමක් සරල සමීකරණයක් අඩු කර ඇත:

අවසාන IC පිරිවැය = පැකේජ පිරිවැය + පරීක්ෂණ පිරිවැය + මැරීමේ පිරිවැය + නැව්ගත කිරීමේ පිරිවැය

මෙම සමීකරණය චිපය නිෂ්පාදනය කිරීමේදී විශාල කාර්යභාරයක් ඉටු කරන සියලුම අවශ්ය මූලද්රව්ය සලකා බලයි.ඊට අමතරව, සලකා බැලිය හැකි තවත් සාධක කිහිපයක් තිබිය හැකිය.IC පිරිවැය ඇස්තමේන්තු කිරීමේදී මතක තබා ගත යුතු වැදගත්ම දෙය නම් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී විවිධ හේතු නිසා මිල වෙනස් විය හැකි බවයි.

එසේම, නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී ගන්නා ඕනෑම තාක්ෂණික තීරණයක් ව්‍යාපෘතියේ පිරිවැයට සැලකිය යුතු බලපෑමක් ඇති කළ හැකිය.

3. විශ්වසනීයත්වය

මිලියන ගණනක චක්‍ර තුළ සියලුම පද්ධති අඛණ්ඩව ක්‍රියා කිරීමට අවශ්‍ය වන බැවින් ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය ඉතා සංවේදී කාර්යයකි.බාහිර විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර, ආන්තික උෂ්ණත්වය සහ අනෙකුත් මෙහෙයුම් තත්වයන් IC ක්‍රියාකාරිත්වයේ වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.

කෙසේ වෙතත්, මෙම ගැටළු බොහොමයක් නිවැරදිව පාලනය කරන ලද අධි පීඩන පරීක්ෂණ භාවිතයෙන් ඉවත් කරනු ලැබේ.එය නව අසාර්ථක යාන්ත්‍රණ සපයන්නේ නැත, ඒකාබද්ධ පරිපථවල විශ්වසනීයත්වය වැඩි කරයි.ඉහළ ආතතීන් භාවිතා කිරීම හරහා සාපේක්ෂව කෙටි කාලයක් තුළ අසාර්ථක ව්‍යාප්තිය ද අපට තීරණය කළ හැකිය.

මෙම සියලු අංගයන් ඒකාබද්ධ පරිපථයක් නිසියාකාරව ක්‍රියා කළ හැකි බව සහතික කර ගැනීමට උපකාරී වේ.

තවද, සංයුක්ත පරිපථවල හැසිරීම තීරණය කිරීම සඳහා සමහර විශේෂාංග පහත දැක්වේ:

උෂ්ණත්වය

උෂ්ණත්වය දැඩි ලෙස වෙනස් විය හැක, IC නිෂ්පාදනය අතිශයින් දුෂ්කර වේ.

වෝල්ටියතාවය.

උපකරණ සුළු වශයෙන් වෙනස් විය හැකි නාමික වෝල්ටීයතාවයකින් ක්රියා කරයි.

ක්රියාවලිය

උපාංග සඳහා භාවිතා කරන වඩාත් වැදගත් ක්‍රියාවලි වෙනස්කම් වන්නේ එළිපත්ත වෝල්ටීයතාවය සහ නාලිකා දිගයි.ක්රියාවලි විචලනය පහත පරිදි වර්ගීකරණය කර ඇත:

• ගොඩක් ගොඩක්
• වේෆර් සිට වේෆර්
• මැරෙන්න මැරෙන්න

Integrated Circuit Packages

පැකේජය ඒකාබද්ධ පරිපථයක ඩයි එක ඔතා, අපට එයට සම්බන්ධ වීම පහසු කරයි.ඩයි එකේ ඇති සෑම බාහිර සම්බන්ධතාවයක්ම කුඩා රන් කම්බි කැබැල්ලකින් ඇසුරුමේ ඇති පින් එකකට සම්බන්ධ කර ඇත.පින් යනු රිදී පැහැයෙන් යුත් නිස්සාරණ පර්යන්ත වේ.ඔවුන් චිපයේ අනෙකුත් කොටස් සමඟ සම්බන්ධ කිරීම සඳහා පරිපථය හරහා ගමන් කරයි.මේවා ඉතා අත්‍යවශ්‍ය වන්නේ ඒවා පරිපථය වටා ගොස් වයර්වලට සහ පරිපථයක ඇති අනෙකුත් කොටස්වලට සම්බන්ධ වන බැවිනි.

මෙහිදී භාවිතා කළ හැකි විවිධ පැකේජ වර්ග කිහිපයක් තිබේ.ඒ සියල්ලටම අනන්‍ය සවි කිරීම් වර්ග, අනන්‍ය මානයන් සහ පින් ගණන් ඇත.අපි බලමු මේක ක්‍රියාත්මක වෙන්නේ කොහොමද කියලා.

පින් ගණන් කිරීම

සියලුම ඒකාබද්ධ පරිපථ ධ්‍රැවීකරණය වී ඇති අතර, සෑම පින් එකක්ම ක්‍රියාකාරීත්වය සහ පිහිටීම යන දෙකෙන්ම වෙනස් වේ.මෙයින් අදහස් කරන්නේ පැකේජයට සියලු කටු එකිනෙක සඳහන් කිරීමට සහ වෙන් කිරීමට අවශ්‍ය බවයි.බොහෝ ICs පළමු පින් එක පෙන්වීමට තිතක් හෝ නොච් එකක් භාවිතා කරයි.

ඔබ පළමු පින් එක ඇති ස්ථානය හඳුනා ගත් පසු, ඔබ පරිපථය වටා වාමාවර්තව යන විට ඉතිරි පින් අංක අනුපිළිවෙලින් වැඩි වේ.

සවි කිරීම

සවිකිරීම යනු පැකේජ වර්ගයක සුවිශේෂී ලක්ෂණයකි.සියලුම පැකේජ සවිකරන කාණ්ඩ දෙකෙන් එකක් ලෙස වර්ග කළ හැක: මතුපිට සවිකිරීම (SMD හෝ SMT) හෝ හරහා සිදුරු (PTH).සිදුරු පැකේජ විශාල බැවින් ඒවා සමඟ වැඩ කිරීම වඩාත් පහසු වේ.ඒවා පරිපථයක එක් පැත්තක සවි කර තවත් පැත්තකට පෑස්සීමට සැලසුම් කර ඇත.

මතුපිට සවිකිරීම් පැකේජ කුඩා සිට කුඩා දක්වා විවිධ ප්‍රමාණවලින් පැමිණේ.ඒවා පෙට්ටියේ එක් පැත්තක සවි කර ඇති අතර මතුපිටට පෑස්සුම් කර ඇත.මෙම පැකේජයේ අල්ෙපෙනති චිපයට ලම්බකව, පැත්තකින් මිරිකා හෝ සමහර විට චිපයේ පාදයේ අනුකෘතියක පිහිටුවා ඇත.පෘෂ්ඨීය සවිකිරීමක ස්වරූපයෙන් සංයුක්ත පරිපථ ද එකලස් කිරීම සඳහා විශේෂ මෙවලම් අවශ්ය වේ.

ද්විත්ව පේළිය

Dual In-line Package (DIP) යනු වඩාත් පොදු පැකේජ වලින් එකකි.මෙය සිදුරු හරහා IC පැකේජ වර්ගයකි.මෙම කුඩා චිප්ස් කළු, ප්ලාස්ටික්, සෘජුකෝණාස්රාකාර නිවාසයකින් සිරස් අතට විහිදෙන සමාන්තර පේළි දෙකක් අඩංගු වේ.

අල්ෙපෙනති අතර පරතරය 2.54 mm පමණ වේ - බ්‍රෙඩ්බෝඩ් සහ වෙනත් මූලාකෘති පුවරු කිහිපයකට ගැළපෙන සම්මතය.පින් ගණන අනුව, DIP පැකේජයේ සමස්ත මානයන් 4 සිට 64 දක්වා වෙනස් විය හැක.

බ්‍රෙඩ්බෝඩ් එකක මධ්‍ය ප්‍රදේශය අතිච්ඡාදනය කිරීමට DIP IC සක්‍රීය කිරීම සඳහා එක් එක් අල්ෙපෙනති පේළි අතර කලාපය පරතරය ඇත.මෙමගින් අල්ෙපෙනති වලට තමන්ගේම පේළියක් ඇති බවත් කෙටි නොවන බවත් සහතික කරයි.

කුඩා - දළ සටහන්

කුඩා දළ සටහන් ඒකාබද්ධ පරිපථ පැකේජ හෝ SOIC මතුපිට සවි කිරීමකට සමාන වේ.එය සෑදී ඇත්තේ ඩීඅයිපී මත ඇති සියලුම අල්ෙපෙනති නැමී පහළට හැකිලීමෙනි.ඔබට මෙම පැකේජ එකලස් කළ හැක්කේ ස්ථාවර අතකින් සහ වසා ඇති ඇසකින් වුවද - එය ඉතා පහසුයි!

Quad Flat

Quad Flat පැකේජ හතර දිශාවටම කටු ඉසියි.හතරැස් පැතලි IC එකක ඇති මුළු අල්ෙපෙනති ගණන පැත්තක අල්ෙපෙනති අටක සිට (මුළු 32) සිට පැත්තක කටු හැත්තෑව දක්වා (මුළු වශයෙන් 300+) වෙනස් විය හැක.මෙම කටු අතර පරතරය 0.4mm සිට 1mm පමණ වේ.quad flat පැකේජයේ කුඩා ප්‍රභේද අඩු පැතිකඩ (LQFP), තුනී (TQFP) සහ ඉතා තුනී (VQFP) පැකේජ වලින් සමන්විත වේ.

Ball Grid Arrays

Ball Grid Arrays හෝ BGA යනු අවට ඇති වඩාත්ම දියුණු IC පැකේජ වේ.මේවා ඇදහිය නොහැකි තරම් සංකීර්ණ, කුඩා පැකේජ වන අතර එහිදී සංයුක්ත පරිපථයේ පාදම මත ද්විමාන ජාලයක කුඩා පෑස්සුම් බෝල පිහිටුවා ඇත.සමහර විට විශේෂඥයන් පෑස්සුම් බෝල සෘජුවම ඩයි වෙත අමුණන්න!

Raspberry Pi හෝ pcDuino වැනි උසස් මයික්‍රොප්‍රොසෙසර සඳහා Ball Grid Arrays පැකේජ බොහෝ විට භාවිතා වේ.