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集成电路:深入指南

  • 发表时间:2021-07-13 10:06:12
  • 来源:集成电路
  • 人气:95

在集成电路上,无需对此进行任何必要的辩论,我们就正确地理解了呼吸对于维持生命的重要性。是的!这正是集成电路与本世纪进步的关系。

集成电路已经经历了PCB 制造所需的许多改进 ,这使得它成为今天的样子。最初设计的晶体管很大而且没有吸引力。  

虽然从一开始,很多发明家就掌握了这个想法,当然,如果不执行,这个计划就只能保持一个。当德州仪器的 Jack Kilby 和 Fairchild Semiconductor Incorporated 的 Robert Noyce 实现它时,这条链条被打破了。

为了改善我们的生活,不能过分强调集成电路的优点。我这是什么意思?

例如,当我第一次了解集成电路的整个故事时,我强烈地为发明家祈祷,因为我无法想象带着一个可以改装成手掌大小的设备的鼓状电子设备四处走动。

现在,考虑到芯片的尺寸、及时性和体积或容量,从它们诞生的年代到当今时代,更多的改进遇到了这些因素。

最初设计的集成电路是基于在 硅半导体材料上组装晶体管簇所使用的程序的观点 ,因为我们可能知道电子电路中最重要的组件是晶体管。

什么是集成电路?

1.1 定义

“集成”这个词意味着组合或协调以形成一个整体,集成电路描述了一个微型半导体,通常是硅,里面装有工程电阻器、晶体管和电容器。

集成电路是一种基于电子的设备,可以是数字或模拟或数字和模拟的混合,用作某些电子设备和工具的框架或模板。

它的唯一目的是在一个半导体片上容纳大量晶体管、电容器或电阻器。通常,集成电路被称为微芯片或只是芯片。

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在集成电路上,晶体管、电阻器或电容器的数量可以在数千、数百万甚至数十亿之间变化。从集成电路发明的顶峰来看,随着时间的推移,它经历了相当多的改进。

有些芯片只能容纳最少到数百个晶体管,它们通常被称为小规模集成。

此外,仅容纳多达数千个晶体管的芯片通常被称为中等规模集成或 MSI。

最多可容纳一百万个晶体管的芯片被称为大规模集成或 VLSI,最后,我们有超大规模集成,这意味着在单个芯片中可以容纳多达数十亿个晶体管的集成电路。

1.2 模拟CMOS集成电路设计

“ CMOS ”是指互补金属氧化物半导体,也称为“COS-MOS”,即互补对称金属氧化物半导体,用于数字和模拟应用。 

此外,在模拟形式的CMOS的使用中,我们有像CMOS运算放大器集成电路这样的例子。传输门可以用作模拟多路复用器,而不是使用信号继电器。

在这里,我们将提到 CMOS 的一个单元,即 MOSFET,MOSFET 是描述 Metal-oxide-silicon field-effect-transistor 的首字母缩写词。互补 MOSFET 的组合称为 CMOS 电路。

CMOS 的一个明显优点是,它仅在逻辑电路交替其逻辑门时才在器件之间传输流量。因此,不存在因数为 10 的相关功率放荡,这是因为许多逻辑电路的 10 个门中的一个在任何特定时间交替。

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1.3 集成电路的种类

从集成电路的类型来看,我们有:

       • 模拟集成电路:模拟电路执行的功能包括信号的放大、滤波和修改。由于使用的元件很少,它们被认为是一些最简单的集成电路类型。

它们通常用于发送和接收信号的设备中。模拟集成电路也用于响应连续变化的设备中。

       • 数字集成电路:数字电路有助于数据的流动方向,并使用二进制 0 和 1 执行数学估计。数字集成电路用于构建计算机系统。

与模拟集成电路不同,数字集成电路被构造为仅接收具有精确值的读数。

       • 微处理器电路: 当我们提到微处理器电路时,我们谈论的是数百万甚至数十亿个晶体管,它们完美地排列成数千个单独的数字电路,每个电路都执行特定的功能。

除此之外,它们每秒能够执行数十亿个任务,使它们成为一种非常复杂的集成电路。

一种集成电路的分析与设计

2.1 模拟集成电路的设计与分析

在模拟集成电路的设计和分析中,假设其基础是使用混合电路部件的“达标”模型。让我们来看看两种不同的分析,第一种分析是手分析。

在手工分析中,由于使用了明显自然的模型,上述假设是肯定的或准确的。此外,另一种分析表明更技术类型的分析,称为计算机分析。

出于某些重要原因,对于个人规划或设计电路而言,深入了解经常使用的模型的来源以及每个模型中包含的近似水平是非常重要的。

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用于集成电路的现代半导体器件

3.1 用于集成电路的现代半导体器件

3.1.1 什么是半导体器件?

半导体是一种电子元件,可以在导体的电数之间传导电数。哪个可以在某些条件下导电,但不能在所有条件下导电?此外,由于这一事实,它被认为是一种合适的电导体。

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3.1.2 半导体行业

就像数字 5 到数字 6 一样,半导体器件是我们日常生活中使用的电气或电子设备中必不可少的材料,例如 Mp3、汽车、平板电视、计算机、视频游戏、洗衣机、收音机等。 

有意识或无意识地,我们倾向于依赖它们来进行我们正常的日常活动。那么,让我们从计算机的角度来看讨论。

现在,假设您拥有一台 3-4 年前,甚至 5 年前购买的笔记本电脑,如果您想更换它,您会发现您想要退回的电脑的交换很小或很小。

而且,这是为什么呢?这是因为随着时间的推移,复杂性、速度和总体性能会随着时间的推移而增加,所以即使它们的价格相同或无论如何。

我们会注意到,这个行业的经济发展类型是比较高的,因为如果去年生产的电脑运行速度为 150mps/s,今年生产的笔记本电脑运行速度为 1500mps/s,这样的增长很现实。

我们可以推断,这个行业的成功来自这样一个事实,即产品的新改进随着时间的推移是一致的,并且由于产品尺寸小,例如晶体管,生产成本也降低了。

3.2 集成电路的半导体器件

用于集成电路的半导体器件包括

       • 晶体管 ——晶体管被认为用途更广,难度大或复杂。BJT 之类的全意是双极结型晶体管,是第一个晶体管设计,与其他晶体管不同,它具有三个端子。

半导体器件的三个端子分为;基极、集电极和发射极。晶体管的主要应用之一是用作开关。

       • 二极管 ——二极管被称为半导体器件,在其两端的电压降小于特定边缘或阈值的情况下禁止电流流动,但在电压降超过阈值或边缘的情况下,电流在这种情况下显着增加。正如预期的那样,二极管不能具有相同的特性,因此,它们会有所不同。

数字集成电路

4.1 数字集成电路的描述

在讨论数字集成电路的长度和广度时,必须强调一些必要的工具,如微处理器和微控制器。

数字集成电路的基本类型是微处理器。微处理器是基于功能-逻辑功能的组合而设计的。现在,问题是;这个逻辑函数首先是如何构造的?

从某种意义上说,逻辑功能是使用电子元件或组件来设计或构建的,这种组件的一个例子包括晶体管。

正如前面关于数字电路的讨论,我们终于可以推断出:这种类型的集成电路需要使用二进制,与模拟集成电路不同,模拟集成电路在读数或值之间具有连续和交替变化。

数字电路在执行其逻辑功能时使用诸如 ON 或 OFF、True 或 false、0 或 1 之类的常量。这种数字类型利用涉及多个组件连接的集成电路,这些组件仅设计在单个半导体片上并且可以包含数十亿个晶体管。

由于将元件拉在一起形成数字集成电路需要繁琐和冗长的过程,因此应用过程是利用在半导体材料或芯片上容纳大量或少量电子元件的集成电路。

逻辑电路也称为门,是数字系统的雏形。

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PCBA中的集成电路

5.1 PCBA中的集成电路及其应用

在处理PCBA中的集成电路之前,有必要注意一些关于PBCA的信息。PCB快速原型3D PCB 打印不仅制造 PCB,还制造印刷电路板组件PCBA是用于表示印刷电路板组件的首字母缩写词。

印刷电路板组件由铜制成,铜与其他材料结合形成迹线和焊盘。印刷电路板是一种有助于将电子零件或组件固定在某个地方的板。

集成电路使用半导体材料硅,并与其他组件(如晶体管)结合使用。印刷电路板可容纳舒适地放置在板上的芯片。

5.2 集成电路的应用

集成电路的应用包括

  • 个人电脑

  • 电视机

  • 存储设备

5.3 选择

润泽五洲PCB提供集成电路,由于个人需求不同,我们装备精良,并提供了各种类型的集成电路,以满足您在我们这里进行 PBCA 时的个人兴趣。

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结论

集成电路似乎是我们日常生活困难的突破口。从只有想法的普通发明者到引入实践的个人,它标志着集成电路的起源,诸如速度、可靠性等因素。 

随着时间的推移已经有了很大的改进,否则,您正在使用的移动设备可能不是这个迷你尺寸,而是一个相当大的外壳设备。因此,简而言之,集成电路为我们提供了更好的生活和一个更快、更好和更稳定的世界。

由于集成电路因选择而异,因此我们不仅可以为您提供选择,还可以为您提供独创性。如果您需要组装,您可以要求报价,如果您有麻烦的问题或建议,请随时传递。