Каждое простейшее электронное устройство построено как единое целое. До изобретения интегральные схемы (ИС) все отдельные транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы и катушки индуктивности были дискретными по своей природе. Любая схема или система могут выдавать желаемый результат на основе ввода. Любая система может быть построена с использованием дискретных компонентов, а также ИС. Мы не можем физически поставить все несколько дискретных схем на пластине из кремния и просто назовите ее интегральной схемой. Интегральные схемы состоят из кремниевых пластин, которые не вставляются (и не помещаются) на кремниевые пластины. Итак, главное - создать ИС, все дискретные компоненты обработаны на кремниевой пластине. Но опять же, у нас есть проблема, что некоторые дискретные схемы невозможно создать на кремниевой пластине, пока мы производим ИС.
Разница между дискретными и интегральными схемами
Дискретные схемы
Дискретная схема состоит из компонентов, которые изготавливаются отдельно. Позже эти компоненты соединяются вместе с помощью токопроводящих проводов на печатной плате или печатная плата . Транзистор является одним из основных компонентов, используемых в дискретных схемах, и комбинации этих транзисторов могут использоваться для создания логических вентилей. Эти логические элементы могут использоваться для получения желаемого выхода из входа . Дискретные схемы могут быть рассчитаны на работу при более высоких напряжениях.
Дискретная схема на печатной плате
Недостатки дискретных схем
- Сборка и подключение всех отдельных дискретных компонентов занимает больше времени и занимает больше места.
- Замена вышедшего из строя компонента в существующей цепи или системе затруднена.
- На самом деле, элементы соединяются методом пайки, что могло снизить надежность.
- Чтобы преодолеть эти проблемы надежности и экономии места, разработаны интегральные схемы.
Интегральные схемы
Интегральная схема - это микроскопический массив электронных схем и электронные компоненты (резисторы, конденсаторы, индукторы…) которые распространяются или имплантируются на поверхность полупроводниковый материал пластина, такая как силикон. Интегральная схема, изобретенная Джеком Килби в 1950-х годах. Чип обычно называют интегральными схемами (IC).
Базовая структура ИС
Эти ИС упакованы в твердую внешнюю крышку, которая может быть изготовлена из изоляционного материала с высокой теплопроводностью и с контактными выводами (также называемыми штырями) схемы, выходящими из корпуса ИС.
На основе конфигурации контактов различные типы ИС упаковка доступна.
- Двухрядный корпус (DIP)
- Пластиковый четырехканальный плоский пакет (PQFP)
- Решетка с шариковой перемычкой (FCBGA)
Типы упаковки ИС
В транзисторы являются основными компонентами в производстве ИС . Эти транзисторы могут быть биполярными транзисторами или полевыми транзисторами, в зависимости от применения ИС. Поскольку технология развивается день ото дня, количество транзисторов, встроенных в ИС, также увеличивается. В зависимости от количества транзисторов в ИС или Чипе, ИС делятся на пять типов, приведенных ниже.
S.No | Категория IC | Количество транзисторов, встроенных в одну микросхему |
1 | Малая интеграция (SSI) | До 100 |
два | Среднемасштабная интеграция (MSI) | От 100 до 1000 |
3 | Крупномасштабная интеграция (LSI) | От 1000 до 20К |
4 | Очень крупномасштабная интеграция (СБИС) | ОТ 20К до 1000000 |
5 | Ультра-крупномасштабная интеграция (ULSI) | От 10,00,000 до 1,00,00,000 |
Преимущества интегральной схемы перед дискретными схемами
- Интегральная схема довольно небольшого размера, почти 20 000 электронных компонентов могут быть встроены в один квадратный дюйм микросхемы IC.
- Многие сложные схемы изготавливаются на одном кристалле, что упрощает проектирование сложных схем. А также улучшает производительность системы.
- ИС обеспечат высокую надежность. Меньшее количество подключений.
- Они доступны по низкой цене из-за массового производства.
- ИС потребляют очень мало энергии или меньше энергии.
- Его можно легко заменить от другой схемы.
Недостатки интегральных схем
- После изготовления ИС невозможно изменить параметры, в которых будет работать интегральная схема.
- Когда компонент в ИС поврежден, вся ИС должна быть заменена новой.
- Для более высокого значения емкости (> 30 пФ) в ИС нам необходимо подключить дискретный компонент извне.
- Невозможно производить ИС большой мощности (более 10 Вт).
Из приведенной выше информации мы можем сделать вывод, что в целом интегральные схемы представляют собой мини-схемы, изготовленные на единственном кремниевом кристалле и, следовательно, обеспечивают значительную экономию площади. Принимая во внимание, что дискретные схемы состоят из различных активных и пассивных электронных компонентов, подключенных к Печатная плата с помощью процесса пайки . Мы надеемся, что вы лучше понимаете эту концепцию. Более того, любые вопросы, касающиеся этой концепции или реализовать проекты электроники , пожалуйста, оставьте свой отзыв, оставив комментарий в разделе комментариев ниже. Вот вам вопрос, Какая основная функция IC ?