پيداوار جون خاصيتون

دستاويز ۽ ميڊيا

ماحولياتي ۽ برآمد جي درجه بندي

Integrated Circuits

هڪ مربوط سرڪٽ (IC) هڪ سيمي ڪنڊڪٽر چپ آهي جيڪو ڪيترن ئي ننڍڙن جزن کي کڻندو آهي جهڙوڪ ڪئپسيٽر، ڊاءِڊس، ٽرانزيسٽر ۽ ريزسٽر.اهي ننڍا حصا استعمال ڪيا ويندا آهن ڊيٽا کي ڳڻڻ ۽ ذخيرو ڪرڻ لاءِ ڊجيٽل يا اينالاگ ٽيڪنالاجي جي مدد سان.توهان هڪ IC کي هڪ ننڍڙي چپ وانگر سمجهي سگهو ٿا جيڪو مڪمل، قابل اعتماد سرڪٽ طور استعمال ڪري سگهجي ٿو.هڪ مربوط سرڪٽس هڪ ڪائونٽر، اوسيليٽر، ايمپليفائر، منطق گيٽ، ٽائمر، ڪمپيوٽر ياداشت، يا اڃا به مائڪرو پروسيسر ٿي سگهي ٿو.

هڪ IC کي اڄ جي سڀني اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جو بنيادي بلڊنگ بلاڪ سمجهيو ويندو آهي.ان جو نالو ڪيترن ئي باہم ڳنڍيل اجزاء جو هڪ نظام پيش ڪري ٿو جيڪو هڪ پتلي، سلڪون ٺاهيل سيمي ڪنڊڪٽر مواد ۾ شامل آهي.

Integrated Circuits جي تاريخ 

انٽيگريٽيڊ سرڪٽ جي پويان ٽيڪنالاجي شروعاتي طور تي 1950 ۾ رابرٽ نوائس ۽ جڪ ڪلبي پاران آمريڪا ۾ متعارف ڪرايو ويو.آمريڪي هوائي فوج هن نئين ايجاد جو پهريون صارف هو.جڪ ڪلبي پڻ 2000 ۾ فزڪس ۾ نوبل انعام حاصل ڪرڻ لاءِ ويو ان جي ايجاد لاءِ ننڍي ICs.

Kilby جي ڊيزائن جي تعارف کان 1.5 سال پوء، رابرٽ نوائس انٽيگريڊ سرڪٽ جو پنهنجو ورزن متعارف ڪرايو.سندس ماڊل ڪلبي جي ڊوائيس ۾ ڪيترن ئي عملي مسئلن کي حل ڪيو.Noyce پڻ پنهنجي ماڊل لاء سلڪون استعمال ڪيو، جڏهن ته جڪ ڪلبي جرمنيم استعمال ڪيو. 

رابرٽ نوائس ۽ جڪ ڪلبي ٻنهي گڏيل سرڪٽس ۾ پنهنجو حصو وٺڻ لاءِ يو ايس پيٽنٽ حاصل ڪيا.انهن ڪيترن ئي سالن تائين قانوني مسئلن سان جدوجهد ڪئي.آخرڪار، ٻنهي Noyce ۽ Kilby جي ڪمپنين فيصلو ڪيو ته انهن جي ايجادن کي ڪراس لائسنس ۽ انهن کي هڪ وڏي عالمي مارڪيٽ ۾ متعارف ڪرايو.

Integrated Circuits جا قسم

مربوط سرڪٽ جا ٻه قسم آهن.هي آهن:

1. اينالاگ ICs

اينالاگ ICs وٽ مسلسل تبديل ٿيندڙ پيداوار آهي، ان تي منحصر آهي ته اهي سگنل حاصل ڪري رهيا آهن.نظريي ۾، اهڙيون ICs رياستن جو لامحدود تعداد حاصل ڪري سگھن ٿيون.هن قسم جي IC ۾، حرڪت جي پيداوار جي سطح سگنل جي ان پٽ سطح جي هڪ لڪير فنڪشن آهي.

لڪير ICs ريڊيو فريڪوئنسي (RF) ۽ آڊيو فريڪوئنسي (AF) ايمپليفائرز طور ڪم ڪري سگھن ٿا.آپريشنل ايمپليفائر (op-amp) ھتي عام طور تي استعمال ٿيل ڊوائيس آھي.ان کان سواء، هڪ درجه حرارت سينسر هڪ ٻيو عام ايپليڪيشن آهي.لڪير ICs مختلف ڊوائيسز کي آن ۽ بند ڪري سگھن ٿا هڪ ڀيرو سگنل هڪ خاص قدر تائين پهچي ٿو.توهان هن ٽيڪنالاجي کي اوون، هيٽر ۽ ايئر ڪنڊيشنرز ۾ ڳولي سگهو ٿا. 

2. ڊجيٽل ICs 

اهي اينالاگ ICs کان مختلف آهن.اهي سگنل جي سطح جي مسلسل رينج تي ڪم نه ڪندا آهن.ان جي بدران، اهي ڪجھ اڳ مقرر ڪيل سطحن تي ڪم ڪن ٿا.ڊجيٽل ICs بنيادي طور تي منطقي دروازن جي مدد سان ڪم ڪن ٿا.منطق جا دروازا بائنري ڊيٽا استعمال ڪندا آهن.بائنري ڊيٽا ۾ سگنل صرف ٻه سطحون آھن جيڪي سڃاتل آھن گھٽ (منطق 0) ۽ اعلي (منطق 1).

ڊجيٽل ICs ايپليڪيشنن جي وسيع رينج ۾ استعمال ٿيندا آهن جهڙوڪ ڪمپيوٽر، موڊيم وغيره.

Integrated Circuits ڇو مشهور آهن؟

تقريبن 30 سال اڳ ايجاد ٿيڻ جي باوجود، مربوط سرڪٽ اڃا تائين ڪيترن ئي ايپليڪيشنن ۾ استعمال ڪيا ويا آهن.اچو ته انهن جي مقبوليت لاء ذميوار عنصرن مان ڪجهه بحث ڪريو: 

1. اسڪيلبلٽي 

ڪجھ سال اڳ، سيمڪڊڪٽر انڊسٽري جي آمدني ناقابل اعتماد 350 بلين آمريڪي ڊالر تائين پهچي وئي.Intel هتي سڀ کان وڏو مددگار هو.ٻيا رانديگر پڻ هئا، ۽ انهن مان گهڻا ڊجيٽل مارڪيٽ سان تعلق رکن ٿا.جيڪڏهن توهان انگن تي نظر وجهو، توهان ڏسندا ته 80 سيڪڙو سيلز پيدا ڪيل سيمڪڊڪٽر انڊسٽري هن مارڪيٽ مان هئا.

Integrated circuits هن ڪاميابي ۾ وڏو ڪردار ادا ڪيو آهي.توهان ڏسو، سيمڪنڊڪٽر انڊسٽري جي محققن انٽيگريڊ سرڪٽ، ان جي ايپليڪيشنن، ۽ ان جي وضاحتن جو تجزيو ڪيو ۽ ان کي وڌايو.

ايجاد ڪيل پهرين IC ۾ صرف چند ٽرانزيسٽر هئا - 5 مخصوص هجڻ لاءِ.۽ ھاڻي اسان ڏٺو آھي Intel جي 18-core Xeon کي ڪل 5.5 بلين ٽرانزسٽرن سان.ان کان علاوه، IBM جي اسٽوريج ڪنٽرولر وٽ 7.1 بلين ٽرانزسٽرز 480 MB L4 ڪيش سان 2015 ۾ هئا.

انٽيگريٽيڊ سرڪٽس جي موجوده مقبوليت ۾ ان اسڪاليبلٽي وڏو ڪردار ادا ڪيو آهي.

2. قيمت

IC جي قيمت تي ڪيترائي بحث ڪيا ويا آھن.ڪيترن سالن کان، هڪ IC جي حقيقي قيمت بابت پڻ غلط فڪر آهي.ان جي پويان سبب اهو آهي ته ICs هاڻي هڪ سادي تصور ناهي.ٽيڪنالاجي اڳتي وڌي رهي آهي انتهائي تيز رفتار سان، ۽ چپ ڊيزائنرز کي لازمي طور تي هن رفتار سان گڏ رهڻ گهرجي جڏهن IC جي قيمت جي حساب سان.

ڪجهه سال اڳ، هڪ IC لاءِ خرچ جو حساب سلڪون مرڻ تي ڀروسو ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو هو.انهي وقت، هڪ چپ جي قيمت جو اندازو لڳائڻ آساني سان طئي ٿي سگهي ٿو مرڻ جي سائيز سان.جڏهن ته سلڪون اڃا تائين انهن جي حسابن ۾ هڪ بنيادي عنصر آهي، ماهرن کي ٻين حصن تي غور ڪرڻ جي ضرورت آهي جڏهن IC قيمت جي حساب سان.

هينئر تائين، ماهرن هڪ IC جي آخري قيمت جو تعين ڪرڻ لاءِ ڪافي سادي مساوات جو اندازو لڳايو آهي:

فائنل IC قيمت = پيڪيج جي قيمت + ٽيسٽ قيمت + مرڻ جي قيمت + شپنگ جي قيمت

هي مساوات سڀني ضروري عناصر کي سمجهي ٿو جيڪي چپ جي پيداوار ۾ وڏو ڪردار ادا ڪن ٿا.ان کان علاوه، ڪجھ ٻيا عنصر ٿي سگھن ٿا جن تي غور ڪيو وڃي.IC جي قيمتن جو اندازو لڳائڻ وقت ذهن ۾ رکڻ لاءِ سڀ کان اهم شيءِ اها آهي ته قيمت ڪيترن ئي سببن جي ڪري پيداوار جي عمل دوران مختلف ٿي سگهي ٿي.

انهي سان گڏ، پيداوار جي عمل جي دوران ورتو ويو ڪنهن به ٽيڪنيڪل فيصلا شايد منصوبي جي قيمت تي اهم اثر پئجي سگھي ٿي.

3. Reliability

انٽيگريٽيڊ سرڪٽس جي پيداوار هڪ تمام حساس ڪم آهي ڇو ته ان لاءِ سڀني سسٽمن کي لکن چڪرن دوران مسلسل ڪم ڪرڻ جي ضرورت آهي.خارجي برقي مقناطيسي شعبا، انتهائي گرمي پد، ۽ ٻيون آپريٽنگ حالتون سڀ IC آپريشن ۾ اهم ڪردار ادا ڪن ٿيون.

جڏهن ته، انهن مسئلن مان اڪثر ختم ٿي ويا آهن صحيح ڪنٽرول ٿيل اعلي دٻاء جي جاچ جي استعمال سان.اهو ڪو نئون ناڪامي ميڪانيزم مهيا نٿو ڪري، مربوط سرڪٽ جي اعتماد کي وڌائي ٿو.اسان پڻ نسبتا مختصر وقت ۾ ناڪامي جي تقسيم جو اندازو لڳائي سگهون ٿا اعلي دٻاء جي استعمال ذريعي.

اهي سڀئي حصا انهي کي يقيني بڻائڻ ۾ مدد ڪن ٿيون ته هڪ مربوط سرڪٽ صحيح طريقي سان ڪم ڪرڻ جي قابل آهي.

ان کان علاوه، ھتي ڪجھ خاصيتون آھن مربوط سرڪٽ جي رويي کي طئي ڪرڻ لاء:

گرمي پد

گرمي پد مختلف ٿي سگھي ٿو، IC جي پيداوار کي تمام ڏکيو بڻائي ٿو.

وولٽيج.

ڊوائيسز هڪ نامياري وولٹیج تي ڪم ڪن ٿيون جيڪي ٿورڙي مختلف ٿي سگهن ٿيون.

عمل

ڊوائيسز لاء استعمال ٿيل سڀ کان وڌيڪ اهم عمل مختلف قسم جي حد وولٹیج ۽ چينل جي ڊيگهه آهن.عمل جي مختلف قسمن جي درجه بندي ڪئي وئي آهي:

• گهڻو ڪري گهڻو
• ويفر کان ويفر
• مرڻ مرڻ

Integrated Circuit Packages

پيڪيج هڪ مربوط سرڪٽ جي مرڻ کي لپي ٿو، اسان کي ان سان ڳنڍڻ آسان بڻائي ٿي.مرڻ تي هر ٻاهرئين ڪنيڪشن کي سون جي تار جي هڪ ننڍڙي ٽڪري سان پيڪ تي پن سان ڳنڍيل آهي.پنن کي ٻاھر ڪڍڻ وارا ٽرمينل آھن جيڪي چاندي رنگ ۾ آھن.اهي چپ جي ٻين حصن سان ڳنڍڻ لاء سرڪٽ جي ذريعي گذري ٿو.اهي انتهائي ضروري آهن ڇو ته اهي سرڪٽ جي چوڌاري ويندا آهن ۽ تارن سان ڳنڍيندا آهن ۽ سرڪٽ ۾ باقي اجزاء.

هتي ڪيترائي مختلف قسم جا پيڪيجز آهن جيڪي هتي استعمال ڪري سگھجن ٿيون.انهن سڀني ۾ منفرد چڙهڻ جا قسم، منفرد طول و عرض، ۽ پن ڳڻپ آهن.اچو ته هڪ نظر رکون ته اهو ڪيئن ڪم ڪري ٿو.

پن جي ڳڻپ

سڀئي مربوط سرڪٽ پولرائز ٿيل آهن، ۽ هر پن ٻنهي فنڪشن ۽ مقام جي لحاظ کان مختلف آهي.هن جو مطلب آهي ته پيڪيج کي هڪ ٻئي کان سڀني پنن کي ظاهر ڪرڻ ۽ الڳ ڪرڻ جي ضرورت آهي.گھڻا ICs يا ته ڊٽ يا نشان استعمال ڪندا آھن پھريون پن ڏيکارڻ لاءِ.

هڪ دفعو توهان پهرين پن جي جڳهه کي سڃاڻڻ کان پوء، باقي پن نمبر هڪ تسلسل ۾ وڌندا آهن جيئن توهان سرڪٽ جي چوڌاري گھڙي جي وار وار ۾ وڃو.

چڙهڻ

چڙهڻ هڪ پيڪيج جي قسم جي منفرد خاصيتن مان هڪ آهي.سڀني پيڪيجز کي ٻن چڙهندڙ ڀاڱن مان هڪ جي مطابق درجه بندي ڪري سگهجي ٿو: مٿاڇري تي مائونٽ (SMD يا SMT) يا سوراخ ذريعي (PTH).اهو ڪم ڪرڻ تمام آسان آهي ذريعي-هول پيڪيجز سان گڏ ڇاڪاڻ ته اهي وڏا آهن.اهي ٺهيل آهن هڪ سرڪٽ جي هڪ پاسي تي مقرر ڪيا وڃن ۽ ٻئي ڏانهن سولڊر ٿيل آهن.

مٿاڇري تي مائونٽ پيڪيجز مختلف سائزن ۾ اچن ٿيون، ننڍي کان ننڍي تائين.اهي دٻي جي هڪ پاسي تي مقرر ڪيا ويا آهن ۽ سطح تي سولڊر ٿيل آهن.هن پيڪيج جا پن يا ته چپ ڏانهن بيٺا هوندا آهن، پاسي کان نچوڙي ويندا آهن، يا ڪڏهن ڪڏهن چپ جي بنياد تي ميٽرڪس ۾ سيٽ هوندا آهن.مٿاڇري جي مٿاڇري جي صورت ۾ گڏيل سرڪٽ پڻ گڏ ڪرڻ لاء خاص اوزار جي ضرورت هوندي آهي.

ڊبل ان لائن

ڊبل ان لائن پيڪيج (DIP) ھڪڙو عام پيڪيجز مان ھڪڙو آھي.هي هڪ قسم جي ذريعي سوراخ IC پيڪيج آهي.انهن ننڍڙن چپس ۾ پنن جون ٻه متوازي قطارون هونديون آهن جيڪي هڪ ڪاري، پلاسٽڪ، مستطيل هائوسنگ مان عمودي طور تي وڌنديون آهن.

پنن جي وچ ۾ اٽڪل 2.54 ملي ميٽر جو فاصلو آهي - هڪ معياري مڪمل آهي جيڪو بريڊ بورڊز ۽ ڪجهه ٻين پروٽوٽائپنگ بورڊن ۾ مناسب آهي.پن جي ڳڻپ تي مدار رکندي، DIP پيڪيج جا مجموعي طول و عرض 4 کان 64 تائين مختلف ٿي سگهن ٿا.

پنن جي هر قطار جي وچ ۾ علائقو DIP ICs کي بريڊ بورڊ جي مرڪزي علائقي کي اوورليپ ڪرڻ جي قابل ڪرڻ لاءِ فاصلو ڏنو ويو آهي.اهو يقيني بڻائي ٿو ته پنن جي پنهنجي قطار آهي ۽ ننڍو نه آهي.

ننڍو خاڪو

ننڍو آئوٽ لائن انٽيگريٽڊ سرڪٽ پيڪيجز يا SOIC هڪ مٿاڇري جي مائونٽ سان ملندڙ جلندڙ آهن.اهو ڊيپ تي سڀني پنن کي موڙڻ ۽ ان کي ڇڪڻ سان ٺهيل آهي.توهان اهي پيڪيجز گڏ ڪري سگهو ٿا هڪ مستحڪم هٿ سان ۽ هڪ بند اک سان - اهو تمام آسان آهي!

ڪواڊ فليٽ

Quad Flat پيڪيجز سڀني چئن طرفن ۾ پنن کي چمڪيو.هڪ کواڊ فليٽ IC ۾ پنن جو ڪل تعداد ڪٿي به مختلف ٿي سگهي ٿو اٺ پنن کان هڪ پاسي (32 ڪل) کان ستر پنن تائين (مجموعي طور تي 300+).انهن پنن جي وچ ۾ تقريبن 0.4mm کان 1mm جي فاصلي آهي.کواڊ فليٽ پيڪيج جا ننڍا نمونا شامل آهن گهٽ پروفائل (LQFP)، پتلي (TQFP)، ۽ تمام پتلي (VQFP) پيڪيجز.

بال گرڊ Arrays

بال گرڊ آري يا BGA سڀ کان وڌيڪ ترقي يافته IC پيڪيجز آهن.اهي ناقابل يقين حد تائين پيچيده، ننڍڙا پيڪيجز آهن جتي سولڊر جون ننڍيون گوليون هڪ ٻه طرفي گرڊ ۾ مربوط سرڪٽ جي بنياد تي قائم ڪيون وينديون آهن.ڪڏهن ڪڏهن ماهر سولڊر بالن کي سڌو سنئون مرڻ سان ڳنڍيندا آهن!

بال گرڊ آري پيڪيجز اڪثر ڪري ترقي يافته مائڪرو پروسيسرز لاءِ استعمال ڪيا ويندا آهن، جهڙوڪ Raspberry Pi يا pcDuino.