Eskemak integrala: motak eta deskribapenak

Elektronikoki edo gutxiago sofistikatuagoak egiteko, normalean xehetasun asko behar dira. Horietako asko badira, "lotu" daitezke, esate baterako, zirkuitu integratuetan. Zer dira? Nola sailkatzen dira? Nola sortzen dira eta seinaleak transmititzen diren?

Zer dira zirkuitu integratu logikoak (IC)?

Izan ere, gailu mikroelektroniko hori, konplexutasun arbitrarioaren kristalean oinarritua, erdieroaleen zinema edo plaka batean egiten dena. Gorputz ez bereizgarri batean jartzen da (nahiz eta hori gabe egin dezakeen, baina mikroenpresaren zati bakarra denean). Lehenengo zirkuitu integratua 1968an patentatu zuten. Horrela industriaren aurrerapen izugarria izan zen, nahiz eta hornitutako gailuak ez zituen ideia modernoekin bat etorri bere parametroei dagokienez. Masaren zirkuitu integratuek gainazalean muntatzen dute. Sarritan, IC bat kristal edo film bat besterik ez da. Ohikoena zilindro integratu bat da siliziozko hosto batean. Beraz, industriaren erabilerak abantaila ugari ditu, adibidez, seinaleen transmisioaren eraginkortasuna.

Diseinu mailak

Gailu hauek oso konplexuak dira. Orain, produkzio prozesuak automatizatzen eta nabarmen azkartzen dituzten CAD sistemen laguntzarekin sortu dira. Beraz, diseinu prozesuan:

1. Maila logikoa (inbertsoreak, AND-NOT, OR-NOT eta antzekoak).
2. Sistema eta zirkuitu diseinua (abiarazleak, kodetzaileak, ALUak, konparatzaileak ...) lantzen ari dira;
3. Elektrikoa (kondentsadoreak, transistoreak, erresistentzia eta antzekoak).
4. Topologiako maila - ekoizpenetarako fotomukak.
5. Fisikoa: nola transistore bat (edo talde txiki bat) kristalan ezartzeko.
6. Softwareak mikrokontrolagailuak, mikroprozesadoreak eta FPGAak argibideak sortzen ditu. Portaera eredua eskema bertikal baten bidez garatzen da.

sailkapen

Zirkuitu integratuak nola bereizten diren jakiteko, ezin duzu aukeratu eztabaidatutako teknika konplexutasunaren parametro bakarra. Hori dela eta, artikuluaren esparruan, hiru aukeratu ziren.

Integrazio maila

Beraz, kristal baten elementu kopurua funtsezkoa da hemen:

1. Zirkuitu integratu txikia. Ehun objektu baino gutxiago ditu.
2. Batez besteko zirkuitu integratua. Elementu kopurua ehun / mila bitartekoa da.
3. Zirkuitu integratu handia. Milaka eta 10.000 elementu ditu.
4. Zirkuitu integratu oso handia. Hamar mila elementu baino gehiago dituzte.

Normalean, zirkuitu integratu handi bat sarritan erabiltzen da etxeko gailuetarako. Aurretik, beste kategoriak erabili ziren:

1. Zirkuitu integratu ultra-handia. 1 milioi eta 1 milioi bitarteko elementu batzuk har zezakeen lagin horietan ordainduko zen.
2. Gigabyte zirkuitu integratua. Horien laginak biltzen ditu, elementuen kopurua 1.000 milioi elementu baino gehiagokoa.

Baina oraingoz ez dute aplikatzen. Eta UBIS eta GBIS aipatzen zituzten lagin guztiak VLSI gisa prozesatzen ari dira. Oro har, talde horri asko aurreztea ahalbidetu du, azken bi motak zehazki erabiltzen baitira ikerketa-zentro handietan, non ordenagailu-sistemak funtzionatzen duten, hamar eta ehunka terabyte neurtzen dituena.

Fabrikazio teknologia

Ekoizpen-aukera desberdinak kontuan hartuta, zirkuitu integratuak ere fabrikatzen dira eta horren arabera sailkatzen dira:

1. Semiconductor. Horietako batean, elementu guztiak eta konexioak semiconductor kristal berean egiten dira. Semiconductor zirkuitu integratuek silizio, germanium, gallium arsenide eta hafnium oxido bezalako materialak erabiltzen dituzte.

2. Zinema. Elementu eta konexio guztiak filmak dira:

- Film lodia.

- Film itsusia.

3. Hibridoa. Marko irekiko diodoak, transistoreak edo beste osagai aktibo elektroniko batzuk ditu. Pasiboa (erresistentzia, induktore, kondentsadore bezala) zeramikazko substratu komun batean jartzen dira. Horiek guztiak zigilatutako kasu batean jartzen dira.

4. Mistoa. Hemen ez dago soilik erdieroaleen kristal bat, baizik eta gainazalean jartzen diren film pasiboak (edo lodiak).

Seinale prozesatu mota

Eta hirugarrena, azken motakoa, zirkuitu integratuen prozesuak seinaleetan oinarritzen da. Hauek dira:

1. Analogikoa. Hemen, sarrerako eta irteerako seinaleak funtzio etengabearen legeen arabera alda daitezke . Barrutian balioa hartu dezakete negatiboki hornidura tentsio positibotik.
2. Digital. Hemen, edozein sarrera edo irteera seinalek bi balioak izan ditzakete: logikoa edo zero. Horietako bakoitzak aurrez zehaztutako tentsio maila bati dagokio. Beraz, TTL motako mikrohutuek 0-0.4V bitartekoa da zero, eta 2,4-5V unitate bakoitzeko. Beste zatiketa batzuk egon daitezke, lagin zehatzaren araberakoa dena.
3. Analogiko-digital. Aurreko laginen abantailak eta ezaugarriak konbinatu. Esate baterako, seinale anplifikadoreak eta analogiko-digital bihurgailuak izan ditzakete.

Ezaugarri legalak

Zertan datza zirkuitu integratuari buruz? Herrialde batean, microcircuits integratuen topologien babes juridikoa ematen da. Elementu jakin batzuen eta horien arteko loturak zehazten ditu espazio geometriko-espazialeko garraiolari material jakin batean finkatutako artean (Errusiar Federazioko Kode Zibilaren 1448. artikuluaren arabera). Topologiaren egileak bere asmakizunari buruzko eskubide intelektualak ditu.

1. Copyright.
2. Eskubidea esklusiboa.

Horrez gain, topologiaren egilea beste lehentasun batzuk ere izan ditzake, besteak beste, saria lortzeko. Eskubide esklusiboa hamar urtez baliagarria da. Denbora horretan, asmatzaileari edo estatus hori eman zitzaion pertsonari, topologian jabetza intelektualaren eta patenteen zerbitzu egokia erregistratu ahal izango du.

ondorio

Hori da dena! Zure eskema biltzea nahi baduzu, arrakasta besterik ez duzu nahi. Baina, aldi berean, zure arreta erakarri nahi dut. Zirkuitulabur bat muntatzeko nahia baldin badaukazu, prozesua ondo prestatzeko beharrezkoa da. Izan ere, kirurgiko gela kirurgikoan duen garbitasun altua eskatzen du, gainera, xehetasunen garbitasunaz gain, soldadurazko burdinarekin ohikoa ez den moduan funtzionatzea ezinbestekoa da - makina guztiek burutzen dituzte ekintza guztiak. Hori dela eta, etxean, eskemak soilik sor ditzakezu. Nahi izanez gero, merkatuan eskainiko diren diseinu industrialak erosi ahal izango dituzu, baina hobe da etxebizitzaren fabrikazioa eraikin handirik gabe kontsumitzea.