Integrierte Schaltungen:Ein umfassender Leitfaden

Über integrierte Schaltkreise:Ohne eine notwendige Debatte darüber verstehen wir richtig, wie wichtig das Atmen für die Lebenserhaltung ist. Ja! Genau so verhält sich die integrierte Schaltung zum Fortschritt dieses Jahrhunderts.

Die integrierte Schaltung wurde vielen Verbesserungen unterzogen, die für die Herstellung von Leiterplatten erforderlich sind, was sie zu dem gemacht hat, was sie heute ist. Die ersten entworfenen Transistoren waren groß und unansehnlich.

Obwohl viele Erfinder die Idee von Anfang an im Griff hatten, blieb der Plan natürlich nur bestehen, wenn er nicht ausgeführt wurde. Diese Kette wurde unterbrochen, als Jack Kilby von Texas Instruments und Robert Noyce von Fairchild Semiconductor Incorporated sie bewirkten.

Die Vorteile der integrierten Schaltung können zur Verbesserung unseres Lebensunterhalts nicht überbetont werden. Was meine ich damit?

Als ich zum Beispiel zum ersten Mal von dieser ganzen Geschichte der integrierten Schaltung erfuhr, betete ich intensiv für die Erfinder, weil ich mir nicht vorstellen konnte, mit einer trommelartigen Elektronik herumzulaufen, die zu einem handtellergroßen Gerät umgebaut werden kann.

In Anbetracht der Größe, Schnelligkeit und des Volumens oder der Kapazität des Chips sind diese Faktoren seit den Jahren, in denen sie entstanden sind, in diesem aktuellen Zeitalter weiter verbessert worden.

Die primär entworfenen integrierten Schaltkreise wurden basierend auf den Verfahren gebaut, die beim Zusammenbau von Transistorclustern auf halbleitendem Material, also Silizium, verwendet werden, da wir vielleicht gewusst haben, dass die wichtigste Komponente in der elektronischen Schaltung der Transistor ist.

Was ist ein integrierter Schaltkreis?

1.1 Definition

Das Wort „integriert“ bedeutet das Zusammensetzen oder Zusammenfügen zu einem Ganzen; Ein integrierter Schaltkreis zeigt einen Mini-Halbleiter, normalerweise Silizium, der technische Widerstände, Transistoren und Kondensatoren enthält.

Der integrierte Schaltkreis ist ein elektronisches Gerät, das digital oder analog oder eine Mischung aus digital und analog sein kann und als Rahmen oder Vorlage für einige elektronische Geräte und Werkzeuge dient.

Es ist mit dem einzigen Ziel konstruiert, viele Transistoren, Kondensatoren oder Widerstände auf nur einem Halbleiterstück unterzubringen. Häufig wird die integrierte Schaltung als Mikrochip oder einfach nur als Chip bezeichnet.

Die Anzahl der Transistoren, Widerstände oder Kondensatoren kann auf der integrierten Schaltung über Tausende, Millionen oder sogar Milliarden variieren. Seit dem Höhepunkt der Erfindung der integrierten Schaltung hat sie im Laufe der Zeit eine Menge Verbesserungen erfahren.

Einige Chips beherbergen nur wenige bis Hunderte von Transistoren, was gemeinhin als Integration im kleinen Maßstab bezeichnet wird.

Außerdem werden Chips, die nur bis zu Tausenden von Transistoren aufnehmen können, allgemein als Medium-Scale-Integration oder MSI bezeichnet.

Chips mit bis zu einer Million Transistoren werden als Extensive Scale Integration oder VLSI bezeichnet. Schließlich haben wir die Ultra-Large-Scale-Integration, die integrierte Schaltkreise bezeichnet, die bis zu Milliarden von Transistoren in nur einem einzigen Chip unterbringen.

1.2 Entwurf analoger integrierter CMOS-Schaltungen

„CMOS“ bezieht sich auf Komplementär-Metalloxid-Halbleiter und wird auch als „COS-MOS“ bezeichnet,   d. h. Metalloxid-Halbleiter mit komplementärer Symmetrie werden sowohl in digitalen als auch in analogen Anwendungen verwendet.

Darüber hinaus haben wir bei der CMOS-Nutzung in analoger Form Beispiele wie integrierte Schaltkreise mit CMOS-Operationsverstärkern. Anstatt Signalrelais zu verwenden, können Übertragungsgatter als analoge Multiplexer verwendet werden.

Hier würden wir uns auf die einzelne Einheit des CMOS beziehen, den MOSFET; Der MOSFET ist ein Akronym für Metalloxid-Silizium-Feldeffekttransistor. Die Kombination der komplementären MOSFETs wird als CMOS-Schaltungen bezeichnet.

Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass der Strom nur dann über die Geräte transportiert wird, wenn die Logikschaltung ihr Logikgatter wechselt. Daher gibt es das Fehlen der damit verbundenen Leistungsausschweifung um einen Faktor von 10, und dies liegt daran, dass sich unter einem von 10 Gattern einer viel logischen Schaltung zu jeder bestimmten Zeit abwechselt.

1.3 Arten von integrierten Schaltkreisen

Betrachtet man die Arten von integrierten Schaltungen, haben wir:

       • Analoge integrierte Schaltung :Die analoge Schaltung führt Funktionen aus, einschließlich der Verstärkung, Filterung und Modifikation von Signalen. Aufgrund der Verwendung kleinerer Komponenten gelten sie als eine der einfachsten Arten von integrierten Schaltkreisen.

Sie werden häufig in Geräten verwendet, die Signale senden und empfangen. Die analoge integrierte Schaltung wird auch in Geräten verwendet, die auf kontinuierliche Schwankungen reagieren.

       • Digitaler integrierter Schaltkreis :Die digitale Schaltung hilft bei der Richtung des Datenflusses und führt mathematische Schätzungen mit binären 0 und 1 durch. Digitale integrierte Schaltungen werden zum Aufbau von Computersystemen verwendet.

Anders als die analoge integrierte Schaltung ist die digitale integrierte Schaltung so konstruiert, dass sie nur die Messwerte mit genauen Werten empfängt.

       • Mikroprozessorschaltungen: Wenn wir von den Mikroprozessorschaltkreisen sprechen, dann sprechen wir von über Millionen oder insbesondere Milliarden von Transistoren, die als Tausende von einzelnen digitalen Schaltkreisen perfekt ausgerichtet wurden, wobei jeder eine bestimmte Funktion ausführt.

Darüber hinaus können sie Milliarden von Aufgaben pro Sekunde ausführen, was sie zu einer sehr ausgeklügelten Art von integrierten Schaltkreisen macht.

Analyse und Design einer integrierten Schaltung

2.1 Das Design und die Analyse analoger integrierter Schaltungen

Beim Entwurf und der Analyse analoger integrierter Schaltungen wird davon ausgegangen, dass sie ihre Grundlage auf der Verwendung von „standardmäßigen“ Modellen für zusammengesetzte Schaltungsteile stützen. Lassen Sie uns einen Blick auf zwei verschiedene Analysen werfen; Die erste Analyse ist die Handanalyse.

In der Handanalyse ist die obige Annahme aufgrund eindeutig natürlicher Modelle optimistisch oder genau. Darüber hinaus weist die andere Forschung auf eine eher technische Art der Analyse hin und wird als Computeranalyse bezeichnet.

Aus einigen wichtigen Gründen ist es für die individuelle Planung oder den Entwurf der Schaltung entscheidend, eine gründliche Kenntnis der Quelle der häufig verwendeten Modelle und des in jedem einzelnen enthaltenen Näherungsgrades zu besitzen.

Moderne Halbleiterbauelemente für eine integrierte Schaltung

3.1 Moderne Halbleiterbauelemente für integrierte Schaltungen

3.1.1 Was sind Halbleiterbauelemente?

Halbleiter sind elektronische Elemente, die elektrische Ziffern zwischen denen eines Leiters leiten können. Welcher kann unter bestimmten Bedingungen Strom leiten, aber überhaupt nicht? Auch aufgrund dieser Tatsache gilt es als geeigneter Stromleiter.

3.1.2 Halbleiterindustrie

Wie Nummer 5 zu Nummer 6 sind die Halbleiterbauelemente wesentliche Materialien, die in den elektrischen oder elektronischen Geräten enthalten sind, die wir in unserem täglichen Leben verwenden, in unserem MP3, Autos, Flachbildfernsehern, Computern, Videospielen, Waschmaschinen, Radio und so weiter.

Bewusst oder unbewusst neigen wir dazu, uns auf sie zu verlassen, um unsere normalen täglichen Aktivitäten auszuführen. Betrachten wir die Diskussion also aus der Perspektive von Computern.

Nehmen wir nun an, Sie besitzen einen Laptop, den Sie vor 3–4 Jahren oder sogar vor 5 Jahren gekauft haben, und Sie möchten ihn ersetzen. Sie würden feststellen, dass der Austausch für den Computer, den Sie zurückgeben möchten, gering ist.

Außerdem, warum ist das so? Das liegt daran, dass mit fortschreitender Zeit die Komplexität, Geschwindigkeit und allgemeine Leistung mit der Zeit zunimmt, also selbst wenn sie für den gleichen Preis oder was auch immer gehen.

Wir würden feststellen, dass die Art der wirtschaftlichen Entwicklung in dieser Branche relativ hoch ist, denn wenn ein Computer, der letztes Jahr hergestellt wurde, mit einer Geschwindigkeit von 150 mps/s arbeitet, wurde in diesem Jahr ein Laptop mit 1500 mps/s entwickelt, ein solches Wachstum ist sehr realistisch.

Wir können ableiten, dass der Erfolg dieser Branche aus der Tatsache resultiert, dass neue Verbesserungen des Produkts im Laufe der Zeit konsistent sind und die Produktionskosten aufgrund der geringen Größe des Produkts, z. B. Transistoren, ebenfalls gesenkt werden.

3.2 Halbleiterbauelemente für eine integrierte Schaltung

Die Halbleitervorrichtungen für eine integrierte Schaltung beinhalten

       • Transistoren – Die Transistoren gelten als umfassender und komplizierter. Der BJT, dessen ganze Bedeutung Bipolartransistor ist, war das erste Transistordesign, und im Gegensatz zu anderen Transistoren besitzt er drei Anschlüsse.

Die drei Anschlüsse der Halbleitervorrichtung sind unterteilt in; Basis, Kollektor und Emitter. Eine der Hauptanwendungen des Transistors ist, dass er als Schalter fungiert.

       • Dioden – Die Dioden werden als Halbleiterbauelement bezeichnet, das den Stromfluss unter Bedingungen verbietet, bei denen der Spannungsabfall darüber kleiner als ein bestimmter Rand oder Schwellenwert ist. In Fällen, in denen der Spannungsabfall die Schwelle oder den Rand überschreitet, steigt der Strom in diesem Zustand jedoch erheblich an. Wie erwartet können Dioden nicht die gleichen Eigenschaften haben und variieren daher.

Digitale integrierte Schaltungen

4.1 die Beschreibung der digitalen integrierten Schaltungen

Bei der Erörterung der Länge und Breite digitaler integrierter Schaltungen ist es wichtig, einige notwendige Werkzeuge wie den Mikroprozessor und den Mikrocontroller hervorzuheben.

Ein grundlegender Typ digitaler integrierter Schaltungen ist der Mikroprozessor. Der Mikroprozessor ist basierend auf der Kombination von Funktionen – Logikfunktionen – konstruiert. Jetzt ist die Frage; wie ist diese logische Funktion überhaupt aufgebaut?

In gewisser Weise werden Logikfunktionen unter Verwendung eines elektronischen Teils oder einer elektronischen Komponente entworfen oder konstruiert, und ein Beispiel für eine solche Komponente ist der Transistor.

Wie bereits in Bezug auf die digitalen Schaltungen besprochen, können wir dies endlich ableiten; Diese Art von integrierten Schaltkreisen erfordert die Verwendung von Binärsignalen, im Gegensatz zu den analogen integrierten Schaltkreisen, die einen kontinuierlichen und abwechselnden Wechsel zwischen Messwerten oder Werten aufweisen.

Die digitalen Schaltungen verwenden Konstanten wie EIN oder AUS, Wahr oder Falsch, 0 oder 1, um ihre logischen Funktionen auszuführen. Dieser digitale Typ verwendet die integrierte Schaltung, die mehrere Verbindungen von Komponenten beinhaltet, die auf nur einem einzigen halbleitenden Stück entworfen wurden und Milliarden von Transistoren enthalten können.

Aufgrund des mühsamen und langwierigen Prozesses, der zum Zusammenziehen der Komponenten erforderlich ist, um die digitale integrierte Schaltung zu bilden, besteht ein Anwendungsprozess darin, die integrierte Schaltung zu verwenden, die eine große oder kleine Anzahl elektronischer Komponenten auf einem halbleitenden Material oder Chip unterbringt.

Die Logikschaltung, auch Gatter genannt, ist das Rudiment digitaler Systeme.

Integrierte Schaltungen in PCBA

5.1 Integrierte Schaltungen in PCBA und ihre Anwendung

Vor dem Rapid Prototyping stellt der 3D-Leiterplattendruck die Leiterplatte her und führt die Leiterplattenbestückung durch (PCBA ist ein Akronym, das zur Bezeichnung der Leiterplattenbestückung verwendet wird.

Das Prinzip Vor der Behandlung der integrierten Schaltungen in PCBA ist es notwendig, einige Informationen über die PBCA zu beachten. Die Leiterplattenbaugruppe besteht aus Kupfer, das in Kombination mit anderen Materialien Leiterbahnen und Pads bildet. Die Leiterplatte ist eine Platte, die hilft, elektronische Teile oder Komponenten an einer Stelle zu greifen.

Die integrierten Schaltungen verwenden ein Halbleitermaterial, Silizium, kombiniert mit anderen Komponenten wie den Transistoren. Die Leiterplatte nimmt den Chip auf, der bequem auf der Platine sitzt.

5.2 Anwendungen einer integrierten Schaltung

Die Anwendungen einer integrierten Schaltung, einschließlich

• PCs
• Fernseher
• Speichergeräte

5.3 Auswahl

Die integrierte Schaltung ist bei WellPCB erhältlich, und da die individuellen Anforderungen unterschiedlich sind, sind wir gut gerüstet. Wir haben verschiedene integrierte Schaltkreise bereitgestellt, um Ihren persönlichen Interessen gerecht zu werden, wenn Sie PBCA von uns durchführen.

Schlussfolgerung

Die integrierte Schaltung scheint ein Durchbruch in unseren täglichen Lebensschwierigkeiten zu sein. Von den allgemeinen Erfindern, die nur auf die Idee kamen, bis hin zu dem Individuum, das die Praxis einführte, hat es die Entstehung der integrierten Schaltungen geprägt, Faktoren wie Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit.

Haben sich im Laufe der Zeit drastisch verbessert, oder das mobile Gerät, das Sie verwenden, hat möglicherweise nicht diese Mini-Größe, sondern ein beträchtliches Gerät mit Gehäuse. Kurz gesagt, der integrierte Schaltkreis hat uns eine Verbesserung des Lebens und eine schnellere, verbesserte und stabile Welt insgesamt geboten.

Da die integrierte Schaltung je nach Wahl stark variiert, können wir Ihnen nicht nur Ihre Wahl, sondern auch Originalität besorgen. Sie können ein Angebot anfordern, wenn Sie eine Montage benötigen, und falls Sie beunruhigende Fragen oder Vorschläge haben, können Sie diese gerne weiterleiten.