Муқаддима
Схемаҳои интегралӣ(ICs), ки аксар вақт микрочипҳо ё чипҳо номида мешаванд, ҷаҳиши инқилобиро дар соҳаи электроника нишон медиҳанд. Ин мӯъҷизаҳои ночиз манзараи технологияро тағир дода, имкон медиҳанд, ки дастгоҳҳои паймон, пурқувват ва самараноки электронӣ таҳия карда шаванд. Дар ин мақола мо таърих, ҷузъҳо, принсипҳои кор ва татбиқи микросхемаҳои интегралӣ меомӯзем.
Таърихи мухтасар
Консепсияи микросхемаҳои интегралӣ решаҳои худро аз охири солҳои 1950 ва аввали солҳои 1960-ум пайгирӣ мекунад. Ҷек Килби, муҳандиси Техас Инструментс ва Роберт Нойс, ҳаммуассиси Fairchild Semiconductor ва баъдтар Intel, мустақилона идеяи муттаҳид кардани ҷузъҳои электронии сершуморро ба як субстрати нимноқилӣ таҳия карданд. Равиши Килби тавлиди ҳама ҷузъҳо дар як чипи ягонаро дар бар мегирифт, дар ҳоле ки усули Нойс як раванди ҳамворро барои сохтани схемаи интегралӣ, ки ҳам унсурҳои фаъол ва ҳам ғайрифаъолро дар бар мегирад, истифода бурд.
Қисмҳои схемаҳои интегралӣ
Схемаҳои интегралӣаз ҷузъҳои гуногуни электронӣ, пеш аз ҳама транзисторҳо, резисторҳо ва конденсаторҳо иборатанд, ки ҳама дар як порчаи як маводи нимноқил, маъмулан кремний сохта шудаанд. Компонентхо ба воситаи роххои гузаронанда бо хам пайваст шуда, шабакаи мураккаби схемахои электрониро ташкил медиханд. IC-ҳои муосир инчунин аксар вақт унсурҳои дигарро ба монанди диодҳо, индукторҳо ва ҳатто микропросессорҳоро дар бар мегиранд, ки онҳоро универсалӣ ва қобилияти иҷрои вазифаҳои гуногун мекунанд.
Принсипҳои кор
Блоки бунёдии микросхемаҳои интегралӣ транзистор мебошад. Транзисторҳо ҳамчун коммутаторҳои электронӣ амал карда, ҷараёни ҷараёни барқро назорат мекунанд. Бо ташкили транзисторҳо дар конфигуратсияҳои мушаххас, тарроҳони IC метавонанд дарвозаҳои мантиқӣ, ҳуҷайраҳои хотира ва дигар унсурҳои муҳими схемаро эҷод кунанд. Маводи нимноқил, одатан кремний, барои фаъолияти ин ҷузъҳои электронӣ муҳити устувор ва назоратшавандаро фароҳам меорад.
Раванди истеҳсолӣ фотолитографияро дар бар мегирад, ки дар он қабатҳои маводҳо гузошта мешаванд ва ба таври интихобӣ барои эҷод кардани схемаҳои дилхоҳи схемаҳо кашида мешаванд. Ин раванди мураккаб имкон медиҳад, ки дар як порчаи хурди маводи нимноқилӣ схемаҳои зич печонидашуда эҷод карда шаванд.
Истифодаи схемаҳои интегралӣ Микропросессорҳо: Схемаҳои интегралӣ, махсусан микропросессорҳо, ҳамчун мағзи компютерҳо ва дигар дастгоҳҳои рақамӣ хизмат мекунанд. Онҳо дастурҳоро иҷро мекунанд ва амалҳои арифметикӣ ва мантиқиро иҷро мекунанд, ки имкон медиҳанд, ки доираи васеи системаҳои электрониро фаъол созанд. Дастгоҳҳои хотира: IC барои дастгоҳҳои хотираи гуногун, аз ҷумла RAM (Хотираи дастрасии тасодуфӣ) ва ROM (Хотираи танҳо барои хондан) ҷудошаванда мебошанд. нигоҳдорӣ ва ҷустуҷӯи маълумот дар системаҳои электронӣ. Коркарди сигналҳои рақамӣ: Схемаҳои интегралӣ барои барномаҳои коркарди сигналҳои рақамӣ, ба монанди коркарди аудио ва тасвир, ки дар он онҳо ҳисобҳои мураккабро дар сигналҳои рақамӣ иҷро мекунанд, муҳиманд. ба монанди смартфонҳо ва таҷҳизоти шабакавӣ, ки ба интиқол ва қабули маълумот мусоидат мекунанд. Интегратсияи сенсорҳо: Дар солҳои охир, микросхемаҳои интегралӣ дар ҳамгироии сенсорҳо истифода мешаванд, ки имкон медиҳанд сенсорҳои интеллектуалӣ, ки метавонанд маълумотро дар вақти воқеӣ коркард ва интиқол диҳанд. Тамоюлҳои оянда
Соҳаи микросхемаҳои интегралӣ босуръат пеш меравад. Тамоюлҳои технологӣ таҳияи микросхемаҳои хурдтар ва каммасраф, ҳамгироии маводҳои нав ба монанди нитриди галлий ва кашфи усулҳои stacking сеченакаро дар бар мегиранд. Илова бар ин, дар мавриди ҳисоббарории квантӣ тадқиқоти давомдор идома дорад, ки тағирёбии парадигма дар ҳисобкуниро ифода мекунад ва эҳтимолан давраи нави қудрати ҳисоббарориро оғоз мекунад.
Хулоса
Схемаҳои интегралӣ бешубҳа дар ташаккули ҷаҳони муосири электроника нақши муҳим бозиданд. Аз рӯзҳои аввали ҳисоббарорӣ то давраи ҳозираи дастгоҳҳои ба ҳам пайваст, IC асоси пешрафти технологӣ гардиданд. Вақте ки навовариҳо дар технологияи нимноқилҳо идома доранд, микросхемаҳои интегралӣ омодаанд дар сафи пеши пешрафтҳои электронӣ бимонанд, ки таҳаввулоти системаҳои электронии оқилона, муассир ва бо ҳам алоқамандро пеш баранд.
