Atributi proizvoda

Dokumenti i mediji

Klasifikacije okoliša i izvoza

Integrated Circuits 

Integrirano kolo (IC) je poluvodički čip koji nosi mnogo sićušnih komponenti kao što su kondenzatori, diode, tranzistori i otpornici.Ove male komponente se koriste za izračunavanje i pohranjivanje podataka uz pomoć digitalne ili analogne tehnologije.Možete zamisliti IC kao mali čip koji se može koristiti kao kompletno, pouzdano kolo.Integrisani krugovi mogu biti brojač, oscilator, pojačalo, logička kapija, tajmer, kompjuterska memorija ili čak mikroprocesor.

IC se smatra osnovnim gradivnim blokom svih današnjih elektronskih uređaja.Njegovo ime sugerira sistem višestrukih međusobno povezanih komponenti ugrađenih u tanak poluprovodnički materijal napravljen od silikona.

Istorija integrisanih kola

Tehnologiju koja stoji iza integriranih kola prvobitno su uveli Robert Noyce i Jack Kilby 1950. godine u Sjedinjenim Američkim Državama.Američko ratno zrakoplovstvo bilo je prvi potrošač ovog novog izuma.Jack je također Kilby osvojio Nobelovu nagradu za fiziku 2000. za svoj izum minijaturiziranih IC-a.

1,5 godina nakon predstavljanja Kilbyjevog dizajna, Robert Noyce je predstavio vlastitu verziju integriranog kola.Njegov model riješio je nekoliko praktičnih problema u Kilbyjevom uređaju.Noyce je takođe koristio silicijum za svoj model, dok je Jack Kilby koristio germanijum.

Robert Noyce i Jack Kilby dobili su američke patente za svoj doprinos integriranim kolima.Nekoliko godina su se borili sa pravnim pitanjima.Konačno, i Noyce i Kilbyjeve kompanije odlučile su da licenciraju svoje izume i uvedu ih na ogromno globalno tržište.

Tipovi integrisanih kola

Postoje dvije vrste integriranih kola.Ovo su:

1. Analogne IC-ove

Analogne IC-ove imaju konstantno promjenjiv izlaz, ovisno o signalu koji dobijaju.U teoriji, takvi IC-ovi mogu postići neograničen broj stanja.U ovom tipu IC-a, izlazni nivo kretanja je linearna funkcija ulaznog nivoa signala.

Linearni IC-ovi mogu funkcionisati kao radio-frekvencijska (RF) i audio-frekvencijska (AF) pojačala.Operativno pojačalo (op-amp) je uređaj koji se ovdje obično koristi.Osim toga, temperaturni senzor je još jedna uobičajena primjena.Linearni IC-ovi mogu uključiti i isključiti različite uređaje kada signal dostigne određenu vrijednost.Ovu tehnologiju možete pronaći u pećnicama, grijačima i klima uređajima.

2. Digitalne IC-ove

Oni se razlikuju od analognih IC-a.Ne rade u konstantnom rasponu nivoa signala.Umjesto toga, oni rade na nekoliko unaprijed postavljenih nivoa.Digitalne IC-ove u osnovi rade uz pomoć logičkih kapija.Logičke kapije koriste binarne podatke.Signali u binarnim podacima imaju samo dva nivoa poznata kao niska (logička 0) i visoka (logička 1).

Digitalne IC se koriste u širokom spektru aplikacija kao što su računari, modemi itd.

Zašto su integrisana kola popularna?

Unatoč tome što su izumljena prije skoro 30 godina, integrirana kola se još uvijek koriste u brojnim aplikacijama.Hajde da razgovaramo o nekim elementima koji su odgovorni za njihovu popularnost:

1.Skalabilnost 

Prije nekoliko godina, prihodi industrije poluprovodnika dostigli su nevjerovatnih 350 milijardi USD.Intel je tu dao najveći doprinos.Bilo je i drugih igrača, a većina njih pripadala je digitalnom tržištu.Ako pogledate brojke, vidjet ćete da je 80 posto prodaje koju je ostvarila industrija poluvodiča bilo s ovog tržišta.

Integrisana kola su odigrala veliku ulogu u ovom uspehu.Vidite, istraživači u industriji poluvodiča analizirali su integrirano kolo, njegove primjene i njegove specifikacije i povećali ga.

Prvi IC ikada izmišljen imao je samo nekoliko tranzistora – 5 da budemo precizni.A sada smo vidjeli Intelov 18-jezgreni Xeon sa ukupno 5,5 milijardi tranzistora.Nadalje, IBM-ov Storage Controller imao je 7,1 milijardu tranzistora sa 480 MB L4 keš memorije u 2015.

Ova skalabilnost je odigrala veliku ulogu u preovlađujućoj popularnosti integrisanih kola.

2. Troškovi

Bilo je nekoliko debata o cijeni IC-a.Tokom godina, postojala je i zabluda o stvarnoj cijeni IC-a.Razlog za ovo je što IC-ovi više nisu jednostavan koncept.Tehnologija napreduje izuzetno velikom brzinom, a dizajneri čipova moraju držati korak s tim tempom kada izračunavaju cijenu IC-a.

Prije nekoliko godina, kalkulacija troškova za IC se oslanjala na silikonsku matricu.U to vrijeme, procjena cijene čipa mogla se lako odrediti veličinom matrice.Iako je silicijum i dalje primarni element u njihovim proračunima, stručnjaci moraju uzeti u obzir i druge komponente prilikom izračunavanja troškova IC-a.

Do sada su stručnjaci izveli prilično jednostavnu jednačinu za određivanje konačne cijene IC-a:

Konačni trošak IC-a = cijena paketa + cijena testa + trošak matrice + cijena dostave

Ova jednadžba razmatra sve potrebne elemente koji igraju veliku ulogu u proizvodnji čipa.Pored toga, mogu se uzeti u obzir i neki drugi faktori.Najvažnija stvar koju treba imati na umu pri procjeni troškova IC je da cijena može varirati tokom proizvodnog procesa iz više razloga.

Takođe, sve tehničke odluke donete tokom procesa proizvodnje mogu imati značajan uticaj na cenu projekta.

3. Pouzdanost

Proizvodnja integrisanih kola je veoma osetljiv zadatak jer zahteva da svi sistemi rade neprekidno tokom miliona ciklusa.Eksterna elektromagnetna polja, ekstremne temperature i drugi radni uslovi igraju važnu ulogu u radu IC.

Međutim, većina ovih problema se eliminiše upotrebom pravilno kontrolisanog testiranja visokog stresa.Ne pruža nove mehanizme kvara, povećavajući pouzdanost integrisanih kola.Također možemo odrediti raspodjelu loma u relativno kratkom vremenu korištenjem većih naprezanja.

Svi ovi aspekti pomažu da se osigura da integrirano kolo može ispravno funkcionirati.

Nadalje, evo nekih karakteristika za određivanje ponašanja integriranih kola:

Temperatura

Temperatura može drastično varirati, čineći proizvodnju IC izuzetno teškom.

Voltaža.

Uređaji rade na nazivnom naponu koji može neznatno varirati.

Proces

Najvažnije varijacije procesa koje se koriste za uređaje su granični napon i dužina kanala.Varijacije procesa se klasificiraju kao:

• Lot to lot
• Oblatnu do oblatne
• Umri da bi umro

Paketi integrisanih kola

Paket obavija matricu integrisanog kola, što nam olakšava povezivanje sa njim.Svaka eksterna veza na matrici povezana je sitnim komadom zlatne žice sa iglom na pakovanju.Igle su ekstrudirajući terminali srebrne boje.Oni prolaze kroz kolo kako bi se povezali s drugim dijelovima čipa.Oni su veoma bitni jer idu oko kola i povezuju se sa žicama i ostalim komponentama u kolu.

Postoji nekoliko različitih vrsta paketa koji se ovdje mogu koristiti.Svi imaju jedinstvene vrste montaže, jedinstvene dimenzije i broj pinova.Pogledajmo kako ovo funkcionira.

Pin Counting

Sva integrirana kola su polarizirana, a svaki pin je drugačiji u smislu funkcije i lokacije.To znači da paket mora naznačiti i odvojiti sve igle jedna od druge.Većina IC-a koristi ili tačku ili zarez za prikaz prve igle.

Jednom kada identifikujete lokaciju prvog pina, ostali brojevi pinova se povećavaju u nizu kako idete u smjeru suprotnom od kazaljke na satu oko kruga.

Montaža

Montaža je jedna od jedinstvenih karakteristika tipa paketa.Svi paketi se mogu kategorizirati prema jednoj od dvije kategorije montaže: površinski (SMD ili SMT) ili kroz otvor (PTH).Mnogo je lakše raditi sa Through-hole paketima jer su oni veći.Dizajnirani su za fiksiranje na jednoj strani kola i zalemljenje na drugu.

Paketi za površinsku montažu dolaze u različitim veličinama, od malih do minijaturnih.Učvršćeni su na jednoj strani kutije i zalemljeni na površinu.Igle ovog paketa su ili okomite na čip, istisnute sa strane, ili su ponekad postavljene u matricu na bazi čipa.Integrirana kola u obliku površinskog montiranja također zahtijevaju posebne alate za sklapanje.

Dual In-Line

Dvostruki in-line paket (DIP) je jedan od najčešćih paketa.Ovo je vrsta IC paketa kroz rupu.Ovi mali čipovi sadrže dva paralelna reda igala koji se protežu okomito iz crnog, plastičnog, pravokutnog kućišta.

Igle imaju razmak od oko 2,54 mm između njih – standard savršen za uklapanje u matične ploče i nekoliko drugih ploča za izradu prototipa.U zavisnosti od broja pinova, ukupne dimenzije DIP paketa mogu varirati od 4 do 64.

Područje između svakog reda pinova je razmaknuto kako bi se omogućilo DIP IC-ovima da preklapaju središnji dio matične ploče.Ovo osigurava da igle imaju svoj red i da ne budu kratke.

Small-Outline

Paketi integrisanih kola malih dimenzija ili SOIC slični su površinskom montiranju.Izrađuje se savijanjem svih klinova na DIP-u i skupljanjem.Ove pakete možete sastaviti mirnom rukom, pa čak i zatvorenim okom – tako je jednostavno!

Quad Flat

Quad Flat paketi imaju igle u sva četiri smjera.Ukupan broj pinova u četverostrukom ravnom IC-u može varirati od osam pinova na jednoj strani (ukupno 32) do sedamdeset pinova na jednoj strani (ukupno 300+).Ove igle imaju razmak od oko 0,4 mm do 1 mm između njih.Manje varijante quad flat paketa sastoje se od niskoprofilnih (LQFP), tankih (TQFP) i vrlo tankih (VQFP) paketa.

Ball Grid Nizovi

Ball Grid Arrays ili BGA su najnapredniji IC paketi.Ovo su neverovatno komplikovana, mala pakovanja u kojima su male kuglice lema postavljene u dvodimenzionalnu mrežu na bazi integrisanog kola.Ponekad stručnjaci pričvrste kuglice za lemljenje direktno na matricu!

Ball Grid Arrays paketi se često koriste za napredne mikroprocesore, poput Raspberry Pi ili pcDuino.