એક સેમિકન્ડક્ટર ચિપ પર બે કે તેથી વધુ ટ્રાન્ઝિસ્ટર બનાવવાનો વિચાર સૌપ્રથમ કોને આવ્યો તે જાણી શકાયું નથી. કદાચ આ વિચાર સેમિકન્ડક્ટર તત્વોના ઉત્પાદનની શરૂઆત પછી તરત જ ઉદ્ભવ્યો હતો. તે જાણીતું છે કે આ અભિગમના સૈદ્ધાંતિક પાયા 1950 ના દાયકાની શરૂઆતમાં પ્રકાશિત થયા હતા. તકનીકી સમસ્યાઓને દૂર કરવામાં 10 વર્ષથી ઓછો સમય લાગ્યો, અને પહેલેથી જ 60 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, એક પેકેજમાં ઘણા ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો ધરાવતું પ્રથમ ઉપકરણ બહાર પાડવામાં આવ્યું હતું - એક માઇક્રોસિર્કિટ (ચિપ). તે ક્ષણથી, માનવજાત સુધારણાના માર્ગ પર આગળ વધી છે, જેનો કોઈ અંત નથી.
માઇક્રોસર્કિટ્સનો હેતુ
સંકલિત સંસ્કરણમાં, એકીકરણની વિવિધ ડિગ્રી સાથે વિવિધ પ્રકારના ઇલેક્ટ્રોનિક ઘટકો હાલમાં કરવામાં આવી રહ્યા છે. તેમની પાસેથી, ક્યુબ્સની જેમ, તમે વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો એકત્રિત કરી શકો છો. આમ, રેડિયો રીસીવર સર્કિટ વિવિધ રીતે અમલમાં મૂકી શકાય છે. પ્રારંભિક વિકલ્પ ટ્રાંઝિસ્ટર ચિપ્સનો ઉપયોગ કરવાનો છે.તેમના નિષ્કર્ષને કનેક્ટ કરીને, તમે પ્રાપ્ત ઉપકરણ બનાવી શકો છો. આગળનું પગલું એ એકીકૃત ડિઝાઇનમાં વ્યક્તિગત ગાંઠોનો ઉપયોગ કરવાનું છે (દરેક તેના પોતાના શરીરમાં):
- રેડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર;
- heterodyne;
- મિક્સર
- ઓડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર.
છેલ્લે, સૌથી આધુનિક વિકલ્પ એ એક ચિપમાં સમગ્ર રીસીવર છે, તમારે ફક્ત થોડા બાહ્ય નિષ્ક્રિય તત્વો ઉમેરવાની જરૂર છે. દેખીતી રીતે, એકીકરણની ડિગ્રીમાં વધારો સાથે, સર્કિટનું બાંધકામ સરળ બને છે. એક સંપૂર્ણ કમ્પ્યૂટર પણ હવે એક ચિપ પર લાગુ કરી શકાય છે. તેનું પ્રદર્શન હજી પણ પરંપરાગત કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો કરતા ઓછું હશે, પરંતુ ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, શક્ય છે કે આ ક્ષણને દૂર કરવામાં આવશે.
ચિપ પ્રકારો
હાલમાં, મોટી સંખ્યામાં પ્રકારના માઇક્રોકિરકિટ્સ ઉત્પન્ન થાય છે. વર્ચ્યુઅલ રીતે કોઈપણ સંપૂર્ણ ઇલેક્ટ્રોનિક એસેમ્બલી, પ્રમાણભૂત અથવા વિશિષ્ટ, માઇક્રોમાં ઉપલબ્ધ છે. એક સમીક્ષાના માળખામાં તમામ પ્રકારોની યાદી અને વિશ્લેષણ કરવું શક્ય નથી. પરંતુ સામાન્ય રીતે, કાર્યાત્મક હેતુ અનુસાર, માઇક્રોકિરકિટ્સને ત્રણ વૈશ્વિક શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
- ડિજિટલ. અલગ સિગ્નલો સાથે કામ કરો. ઇનપુટ પર ડિજિટલ સ્તરો લાગુ કરવામાં આવે છે, સિગ્નલો પણ ડિજિટલ સ્વરૂપમાં આઉટપુટમાંથી લેવામાં આવે છે. ઉપકરણોનો આ વર્ગ સરળ તર્ક તત્વોથી લઈને સૌથી આધુનિક માઇક્રોપ્રોસેસર સુધીનો વિસ્તાર આવરી લે છે. આમાં પ્રોગ્રામેબલ લોજિક એરે, મેમરી ડિવાઇસ વગેરેનો પણ સમાવેશ થાય છે.
- એનાલોગ. તેઓ સિગ્નલો સાથે કામ કરે છે જે સતત કાયદા અનુસાર બદલાય છે. આવા માઇક્રોકિરક્યુટનું એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ ઓડિયો ફ્રીક્વન્સી એમ્પ્લીફાયર છે. આ વર્ગમાં ઇન્ટિગ્રલ રેખીય સ્ટેબિલાઇઝર્સ, સિગ્નલ જનરેટર, માપન સેન્સર અને ઘણું બધું શામેલ છે. એનાલોગ કેટેગરીમાં નિષ્ક્રિય તત્વોના સેટનો પણ સમાવેશ થાય છે (રેઝિસ્ટર, આરસી સર્કિટ, વગેરે.).
- એનાલોગથી ડિજિટલ (ડિજિટલથી એનાલોગ). આ માઇક્રોસર્કિટ્સ માત્ર અલગ ડેટાને સતત અથવા તેનાથી વિપરીત રૂપાંતરિત કરતા નથી. સમાન પેકેજમાં મૂળ અથવા પ્રાપ્ત સિગ્નલો એમ્પ્લીફાઈડ, કન્વર્ટ, મોડ્યુલેટ, ડીકોડેડ અને તેના જેવા હોઈ શકે છે. કમ્પ્યુટિંગ ઉપકરણો સાથે વિવિધ તકનીકી પ્રક્રિયાઓના માપન સર્કિટને કનેક્ટ કરવા માટે એનાલોગ-ડિજિટલ સેન્સર્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.
માઇક્રોચિપ્સને ઉત્પાદનના પ્રકાર દ્વારા પણ વિભાજિત કરવામાં આવે છે:
- સેમિકન્ડક્ટર - એક સેમિકન્ડક્ટર ક્રિસ્ટલ પર કરવામાં આવે છે;
- ફિલ્મ - નિષ્ક્રિય તત્વો જાડા અથવા પાતળા ફિલ્મોના આધારે બનાવવામાં આવે છે;
- હાઇબ્રિડ - સેમિકન્ડક્ટર સક્રિય ઉપકરણો નિષ્ક્રિય ફિલ્મ તત્વો માટે "બેસો" (ટ્રાન્ઝિસ્ટર વગેરે).
પરંતુ માઇક્રોકિરકિટ્સના ઉપયોગ માટે, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં આ વર્ગીકરણ વિશેષ વ્યવહારુ માહિતી પ્રદાન કરતું નથી.
ચિપ પેકેજો
આંતરિક સામગ્રીઓનું રક્ષણ કરવા અને ઇન્સ્ટોલેશનને સરળ બનાવવા માટે, માઇક્રોકિરકિટ્સ એક કેસમાં મૂકવામાં આવે છે. શરૂઆતમાં, મોટાભાગની ચિપ્સ મેટલ શેલમાં બનાવવામાં આવી હતી (ગોળાકાર અથવા લંબચોરસપરિમિતિની આસપાસ સ્થિત લવચીક લીડ્સ સાથે.
આ ડિઝાઇને લઘુચિત્રીકરણના તમામ ફાયદાઓનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપી ન હતી, કારણ કે ઉપકરણના પરિમાણો ક્રિસ્ટલના કદની તુલનામાં ખૂબ મોટા હતા. વધુમાં, એકીકરણની ડિગ્રી ઓછી હતી, જેણે માત્ર સમસ્યાને વધારી દીધી હતી. 60 ના દાયકાના મધ્યમાં, ડીઆઈપી પેકેજ વિકસાવવામાં આવ્યું હતું (ડ્યુઅલ ઇન-લાઇન પેકેજ) એ એક લંબચોરસ માળખું છે જેમાં બંને બાજુએ સખત લીડ્સ છે. વિશાળ પરિમાણોની સમસ્યા હલ કરવામાં આવી ન હતી, પરંતુ તેમ છતાં, આવા ઉકેલથી વધુ પેકિંગ ઘનતા પ્રાપ્ત કરવાનું શક્ય બન્યું, તેમજ ઇલેક્ટ્રોનિક સર્કિટ્સની સ્વચાલિત એસેમ્બલીને સરળ બનાવવી.ડીઆઈપી પૅકેજમાં માઈક્રોસિર્કિટ પિનની સંખ્યા 4 થી 64 સુધીની હોય છે, જો કે 40 થી વધુ "પગ" ધરાવતા પૅકેજ હજુ પણ દુર્લભ છે.
મહત્વપૂર્ણ! ઘરેલું DIP માઈક્રોસર્કિટ્સ માટે પિન પિચ 2.5 mm છે, આયાતી માટે - 2.54 mm (1 રેખા = 0.1 ઇંચ). આને કારણે, રશિયન અને આયાતી ઉત્પાદનના અનુરૂપ, સંપૂર્ણના પરસ્પર રિપ્લેસમેન્ટ સાથે સમસ્યાઓ ઊભી થાય છે. થોડી વિસંગતતા એવા ઉપકરણોને ઇન્સ્ટોલ કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે જે કાર્યક્ષમતામાં સમાન હોય અને બોર્ડ અને પેનલમાં પિનઆઉટ હોય.
ઇલેક્ટ્રોનિક ટેક્નોલોજીના વિકાસ સાથે, DIP પેકેજોના ગેરફાયદા સ્પષ્ટ થઈ ગયા છે. માઇક્રોપ્રોસેસર્સ માટે, પિનની સંખ્યા પૂરતી ન હતી, અને તેમના વધુ વધારા માટે કેસના પરિમાણોમાં વધારો જરૂરી હતો. આવા માઈક્રોસર્કિટ્સે બોર્ડ પર વધુ પડતી ન વપરાયેલી જગ્યા લેવાનું શરૂ કર્યું. બીજી સમસ્યા જે ડીઆઈપી વર્ચસ્વના યુગનો અંત લાવી છે તે સપાટીના માઉન્ટિંગનો વ્યાપક ઉપયોગ છે. તત્વો બોર્ડ પરના છિદ્રોમાં નહીં, પરંતુ સીધા સંપર્ક પેડ્સ પર સોલ્ડર થવાનું શરૂ થયું. આ માઉન્ટિંગ પદ્ધતિ ખૂબ જ તર્કસંગત હોવાનું બહાર આવ્યું છે, તેથી સપાટીના સોલ્ડરિંગ માટે અનુકૂલિત પેકેજોમાં માઇક્રોસિર્કિટની આવશ્યકતા હતી. અને "છિદ્ર" માઉન્ટિંગ માટે ઉપકરણોને ભીડ કરવાની પ્રક્રિયા શરૂ થઈ (સાચું છિદ્ર) તરીકે નામ આપવામાં આવેલ તત્વો smd (સપાટી પર માઉન્ટ થયેલ વિગતો).
સપાટી પરના માઉન્ટિંગ સ્ટીલ SOIC પેકેજો અને તેમના ફેરફારોમાં સંક્રમણ તરફનું પ્રથમ પગલું (SOP, HSOP અને વધુ). તેઓ, ડીઆઈપીની જેમ, લાંબી બાજુઓ સાથે બે પંક્તિઓમાં પગ ધરાવે છે, પરંતુ તે કેસના નીચેના પ્લેન સાથે સમાંતર છે.
વધુ વિકાસ QFP પેકેજ હતો. ચોરસ આકારના આ કેસની દરેક બાજુએ ટર્મિનલ છે.PLLC કેસ તેના જેવો જ છે, પરંતુ તે હજુ પણ DIP ની નજીક છે, જો કે પગ પણ સમગ્ર પરિમિતિની આસપાસ સ્થિત છે.
કેટલાક સમય માટે, ડીઆઈપી ચિપ્સ પ્રોગ્રામેબલ ઉપકરણોના ક્ષેત્રમાં તેમની સ્થિતિ ધરાવે છે (ROM, નિયંત્રકો, PLM), પરંતુ ઇન-સર્કિટ પ્રોગ્રામિંગના ફેલાવાએ બે-પંક્તિના ટ્રુ-હોલ પેકેજોને પણ આ વિસ્તારની બહાર ધકેલી દીધા છે. હવે તે ભાગો પણ, જેનાં છિદ્રોમાં ઇન્સ્ટોલેશનનો કોઈ વિકલ્પ નથી, SMD-પ્રદર્શન પ્રાપ્ત થયું છે - ઉદાહરણ તરીકે, એકીકૃત વોલ્ટેજ સ્ટેબિલાઇઝર્સ, વગેરે.
માઇક્રોપ્રોસેસર કેસોના વિકાસએ એક અલગ રસ્તો લીધો. પિનની સંખ્યા કોઈપણ વાજબી ચોરસ કદની પરિમિતિની આસપાસ બંધબેસતી ન હોવાથી, મોટા માઇક્રોકર્કિટના પગ મેટ્રિક્સના સ્વરૂપમાં ગોઠવાયેલા છે (પીજીએ, એલજીએ, વગેરે.).
માઇક્રોચિપ્સનો ઉપયોગ કરવાના ફાયદા
માઇક્રોસર્કિટ્સના આગમનથી ઇલેક્ટ્રોનિક્સની દુનિયામાં ક્રાંતિ આવી છે (ખાસ કરીને માઇક્રોપ્રોસેસર ટેકનોલોજીમાં). એક અથવા વધુ ઓરડાઓ પર કબજો કરતા લેમ્પ્સ પરના કમ્પ્યુટર્સને ઐતિહાસિક જિજ્ઞાસા તરીકે યાદ કરવામાં આવે છે. પરંતુ આધુનિક પ્રોસેસરમાં લગભગ 20 બિલિયન ટ્રાંઝિસ્ટર હોય છે. જો આપણે ઓછામાં ઓછા 0.1 ચોરસ સે.મી.ના અલગ સંસ્કરણમાં એક ટ્રાન્ઝિસ્ટરનો વિસ્તાર લઈએ, તો પ્રોસેસર દ્વારા કબજે કરેલ વિસ્તાર ઓછામાં ઓછો 200,000 ચોરસ મીટર હોવો જોઈએ - લગભગ 2,000 મધ્યમ કદના ત્રણ રૂમ. એપાર્ટમેન્ટ
તમારે મેમરી, સાઉન્ડ કાર્ડ, ઓડિયો કાર્ડ, નેટવર્ક એડેપ્ટર અને અન્ય પેરિફેરલ્સ માટે પણ જગ્યા પ્રદાન કરવાની જરૂર છે. આવા અસંખ્ય અલગ તત્વોને માઉન્ટ કરવાની કિંમત પ્રચંડ હશે, અને કામગીરીની વિશ્વસનીયતા અસ્વીકાર્ય રીતે ઓછી છે. મુશ્કેલીનિવારણ અને સમારકામમાં અતિ લાંબો સમય લાગશે. તે સ્પષ્ટ છે કે ઉચ્ચ ડિગ્રી એકીકરણની ચિપ્સ વિનાના વ્યક્તિગત કમ્પ્યુટર્સનો યુગ ક્યારેય આવ્યો ન હોત.ઉપરાંત, આધુનિક ટેક્નોલોજીઓ વિના, મોટા કમ્પ્યુટિંગ પાવરની જરૂર હોય તેવા ઉપકરણો બનાવવામાં આવ્યા ન હોત - ઘરગથ્થુથી લઈને ઔદ્યોગિક અથવા વૈજ્ઞાનિક
ઇલેક્ટ્રોનિક્સના વિકાસની દિશા આવનારા ઘણા વર્ષો માટે પૂર્વનિર્ધારિત છે. આ, સૌ પ્રથમ, માઇક્રોસિર્કિટ તત્વોના એકીકરણની ડિગ્રીમાં વધારો છે, જે તકનીકોના સતત વિકાસ સાથે સંકળાયેલ છે. આગળ એક ગુણાત્મક કૂદકો છે, જ્યારે માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સની શક્યતાઓ મર્યાદા પર આવશે, પરંતુ આ એક દૂરના ભવિષ્યનો પ્રશ્ન છે.
સમાન લેખો:
