ozi

Ikekwe mgbe iwu Ohm gasịrị, iwu nke abụọ a ma ama na ngwá electronic bụ iwu Moore: Ọnụ ọgụgụ nke transistors nke nwere ike ịmepụta na sekit agbakwunyere na-amụba okpukpu abụọ kwa afọ abụọ ma ọ bụ karịa. Ebe ọ bụ na nha anụ ahụ nke mgbawa na-anọgide na otu, nke a pụtara na onye transistor ọ bụla ga-adị nta ka oge na-aga. Anyị amalitela ịtụ anya ọgbọ ọhụrụ nke ibe nwere obere atụmatụ nha ga-apụta na ọsọ ọsọ, mana gịnị bụ isi ihe na-eme ka obere ihe dị ntakịrị?
N'ime narị afọ gara aga, injinia eletrọnịkị enweela ọganihu dị ukwuu. N'afọ 1920, redio AM kachasị elu nwere ọtụtụ tubes oghere, ọtụtụ nnukwu inductor, capacitors na resistors, ọtụtụ mita nke wires ejiri dị ka antennas, na nnukwu batrị batrị. iji kwado ngwaọrụ niile. Taa, ị nwere ike Gee ntị ihe karịrị iri na abuo egwu gụgharia ọrụ na ngwaọrụ na gị n'akpa uwe, na ị nwere ike ime ọzọ.Ma miniaturization bụghị nanị maka portability: ọ dị nnọọ mkpa iji nweta arụmọrụ anyị na-atụ anya na ngwaọrụ anyị taa.
Otu uru doro anya nke obere ihe ndị dị ntakịrị bụ na ha na-enye gị ohere itinyekwu ọrụ na otu olu. Nke a dị mkpa karịsịa maka sekit dijitalụ: ihe ndị ọzọ pụtara na ị nwere ike ịmekwu nhazi n'otu oge ahụ. Dịka ọmụmaatụ, na tiori, na Ọnụ ọgụgụ nke ozi nke onye nrụpụta 64-bit na-ahazi bụ okpukpu asatọ karịa nke 8-bit CPU na-agba ọsọ n'otu oge elekere. Ma ọ na-achọkwa okpukpu asatọ karịa ọtụtụ ihe: ndekọ, adders, bọs, wdg niile dị okpukpu asatọ karịa. .Ya mere ị ga-achọ mgbawa nke dị okpukpu asatọ ma ọ bụ transistor nke dị okpukpu asatọ.
Otú ahụ ka ọ dịkwa maka ibe ebe nchekwa: Site n'ime obere transistor, ị nwere ohere nchekwa karịa n'otu ụda ahụ. pixels na ọtụtụ ngosi taa bụ transistor film dị mkpa, n'ihi ya, ọ bụ ihe ezi uche dị na ya iji belata ha ma nweta mkpebi dị elu. Otú ọ dị. , obere transistor, nke ka mma, na e nwere ihe ọzọ dị mkpa kpatara ya: arụ ọrụ ha na-akawanye mma. Ma gịnị kpatara kpọmkwem?
Mgbe ọ bụla ị na-eme transistor, ọ ga-enye ụfọdụ ihe ndị ọzọ maka n'efu. Ọnụ ọ bụla nwere ihe mgbochi na usoro. Ihe ọ bụla na-ebu ugbu a nwekwara mmetụta nke onwe. na-eri ike ma na-ebelata ọsọ nke transistor. Ike Parasitic na-enwe nsogbu karịsịa: ọ dị mkpa ka a kwụọ ha ụgwọ ma wepụ ya oge ọ bụla a na-agbanye ma ọ bụ gbanyụọ transistor, nke na-achọ oge na ugbu a site na ọkụ ọkụ.
Ike dị n'etiti ndị nduzi abụọ bụ ọrụ nke nha anụ ahụ ha: obere nha pụtara obere ikike. Na n'ihi na obere capacitors pụtara ọsọ ọsọ na ike dị ala, obere transistor nwere ike ịgba ọsọ na elekere elekere dị elu ma gbasaa obere okpomọkụ na-eme ya.
Ka ị na-ebelata size nke transistors, capacitance bụghị nanị mmetụta na-agbanwe: e nwere ọtụtụ iju quantum mechanical mmetụta na-adịghị doro anya maka ibu ngwaọrụ. Otú ọ dị, n'ozuzu na-ekwu okwu, ime ka transistors nta ga-eme ka ha ngwa ngwa.Ma electronic ngwaahịa ndị ọzọ. Ọ bụghị naanị transistors. Mgbe ị na-agbadata akụkụ ndị ọzọ, kedu ka ha si arụ ọrụ?
N'ikwu okwu n'ozuzu, ihe ndị na-adịghị mma dị ka resistors, capacitors, na inductors agaghị adị mma mgbe ha na-adị ntakịrị: n'ọtụtụ ụzọ, ha ga-akawanye njọ. Ya mere, miniaturization nke ihe ndị a bụ tumadi ka ha nwee ike ịpịkọta ha n'ime obere olu. , si otú na-azọpụta PCB ohere.
Enwere ike ibelata nha nke resistor n'emeghị ka ọ ghara ịdị ukwuu. A na-enye ihe mgbochi nke mpempe akwụkwọ, ebe l bụ ogologo, A bụ mpaghara cross-section, na ρ bụ ihe mgbochi nke ihe ahụ. Ị nwere ike. nanị ibelata ogologo na cross-ngalaba, na-ejedebe na a anụ ahụ nta resistor, ma ka na-enwe otu ihe mgbochi. Naanị mwepu bụ na mgbe dissipating otu ike, anụ ahụ nta resistors ga-emepụta ihe okpomọkụ karịa ibu resistors. Ya mere, obere obere. Enwere ike iji resistors naanị na sekit ndị dị ala. Tebụl a na-egosi otú oke ike nke SMD resistors na-ebelata ka nha ha na-ebelata.
Taa, ndị kasị nta resistor ị nwere ike ịzụta bụ metric 03015 size (0.3 mm x 0.15 mm) .Ha gosiri ike bụ naanị 20 mW na-eji naanị sekit na dissipate obere ike ma na-oke oke na size. A obere metric 0201. A tọhapụrụ ngwugwu (0.2 mm x 0.1 mm), ma etinyebeghị ya na mmepụta. Ma ọ bụrụgodị na ha pụtara na katalọgụ nke ndị na-emepụta ihe, atụla anya na ha ga-anọ ebe niile: ọtụtụ ndị na-ahọrọ na ebe robots ezughị oke. ijikwa ha, yabụ na ha ka nwere ike bụrụ ngwaahịa niche.
Capacitors nwekwara ike belata, ma nke a ga-ebelata ha capacitance. Usoro maka ịgbakọ capacitance nke shunt capacitor bụ, ebe A bụ ebe nke osisi, d bụ ​​anya n'etiti ha, na ε bụ dielectric mgbe niile. (ihe onwunwe nke ihe etiti) .Ọ bụrụ na capacitor (nke bụ ngwaọrụ dị larịị) dị ntakịrị, a ghaghị ibelata mpaghara ahụ, si otú ahụ belata capacitance. Ọ bụrụ na ị ka chọrọ ịkwanye ọtụtụ nafara na obere olu, naanị nhọrọ. bụ tojupụtara ọtụtụ n'ígwé ọnụ. N'ihi ọganihu na ihe na n'ichepụta, nke mekwara mkpa fim (obere d) na pụrụ iche dielectrics (na ibu ε) kwere omume, size nke capacitors ka shrunk budata na gara aga ole na ole iri afọ.
Obere capacitor dị taa dị na ngwugwu 0201 ultra-small metric: naanị 0.25 mm x 0.125 mm. Ike ha na-ejedebe na 100 nF ka bara uru, na voltaji kachasị arụ ọrụ bụ 6.3 V. Ọzọkwa, ngwugwu ndị a dị ntakịrị na chọrọ akụrụngwa dị elu iji jikwaa ha, na-amachi nkuchi zuru ebe niile.
Maka ndị na-emepụta ihe, akụkọ ahụ dị ntakịrị aghụghọ. A na-enye inductance nke eriri igwe kwụ ọtọ, ebe N bụ ọnụọgụ ntụgharị, A bụ mpaghara cross-section nke eriri igwe, l bụ ogologo ya, na μ bụ ihe na-adịgide adịgide (permeability) .Ọ bụrụ na akụkụ niile na-ebelata site na ọkara, a ga-ebelatakwa inductance site na ọkara. Otú ọ dị, nkwụsị nke waya na-anọgide na-adị otu: nke a bụ n'ihi na a na-ebelata ogologo na akụkụ nke eriri waya. nkeji iri na ise nke uru mbụ ya. Nke a pụtara na ị na-ejedebe otu nguzogide ahụ na ọkara nke inductance, ya mere ị na-ebelata àgwà (Q) nke eriri igwe.
The kacha nta azụmahịa dị discrete inductor nakweere nke inch size 01005 (0.4 mm x 0.2 mm) .Ndị a dị elu dị ka 56 nH ma nwee nguzogide nke ole na ole ohms. Inductor na ultra-small metric 0201 ngwugwu e wepụtara na 2014, ma. o doro anya na ọ dịbeghị mgbe ewebatara ha n'ahịa.
A na-edozi njedebe anụ ahụ nke inductors site na iji ihe a na-akpọ dynamic inductance, nke a na-ahụ na eriri nke graphene. Ma n'agbanyeghị nke ahụ, ọ bụrụ na enwere ike ịmepụta ya n'ụzọ azụmahịa, ọ nwere ike ịbawanye site na 50% N'ikpeazụ, A pụghị ịbelata eriri igwe nke ọma. Otú ọ dị, ọ bụrụ na sekit gị na-arụ ọrụ n'ogo dị elu, nke a abụghị nsogbu. Ọ bụrụ na mgbaàmà gị dị na GHz, ole na ole nH coils na-ezukarị.
Nke a na-ewetara anyị ihe ọzọ a na-eme ka ọ dị ntakịrị na narị afọ gara aga ma ị nwere ike ọ gaghị achọpụta ozugbo: ogologo ikuku anyị na-eji maka nzikọrịta ozi. Mgbasa ozi redio nke mbụ na-eji igwe elekere AM nke ihe dị ka 1 MHz na ogologo ogologo nke ihe dịka 300 mita. Ugboro ugboro FM gbadoro ụkwụ na 100 MHz ma ọ bụ 3 mita ghọrọ ewu ewu na gburugburu 1960, taa, anyị na-ejikarị nkwukọrịta 4G gburugburu 1 ma ọ bụ 2 GHz (ihe dịka 20 cm) ugboro ugboro. Ọ bụ n'ihi miniaturization ka anyị nwere redio dị ọnụ ala, nke a pụrụ ịdabere na ya na nke na-echekwa ume na-arụ ọrụ na ugboro ndị a.
Ogologo ebili mmiri na-ebelata nwere ike ibelata antennas n'ihi na nha ha na-emetụta ugboro ole ha kwesịrị ibunye ma ọ bụ nata. Ekwentị mkpanaaka nke taa anaghị achọ antenna na-apụta ogologo oge, n'ihi nkwurịta okwu ha raara onwe ha nye na ugboro GHz, nke antenna kwesịrị ịdị ihe dị ka otu. Ogologo centimeta. Nke a mere na ọtụtụ ekwentị mkpanaaka ka nwere ihe nnata FM na-achọ ka ị gbanye ntị ntị tupu eji ya: redio kwesịrị iji waya ntị dị ka antenna iji nweta ike mgbaama zuru oke site na ebili mmiri ndị ahụ dị otu mita.
Banyere sekit ejikọrọ na antennas miniature anyị, mgbe ha dị ntakịrị, ha na-adị mfe ime. Nke a abụghị naanị n'ihi na transistor aghọwo ngwa ngwa, kamakwa n'ihi na mmetụta nke nnyefe abụghịzi nsogbu. Na nkenke, mgbe ogologo oge. nke a waya gafere otu ụzọ n'ụzọ iri nke wavelength, ị kwesịrị ị na-atụle usoro mgbanwe n'ogologo ya mgbe ị na-emepụta sekit. Na 2.4 GHz, nke a pụtara na naanị otu centimita nke waya emetụtala gị sekit; Ọ bụrụ na ị solder discrete components ọnụ, ọ bụ isi ọwụwa, ma ọ bụrụ na ị dina sekit na ole na ole square millimeters, ọ bụghị nsogbu.
Ịkọ amụma mbibi nke Iwu Moore, ma ọ bụ igosi na amụma ndị a na-ezighị ezi ugboro ugboro, aghọwo ihe na-eme ugboro ugboro na akwụkwọ akụkọ sayensị na nkà na ụzụ. Eziokwu ahụ ka dị na Intel, Samsung, na TSMC, ndị asọmpi atọ nke ka nọ n'ihu. nke egwuregwu, na-aga n'ihu mpikota onu ihe ndị ọzọ kwa square micrometer, na-eme atụmatụ iwebata ọtụtụ ọgbọ nke mma ibe n'ọdịnihu. N'agbanyeghị na ọganihu ha mere na nke ọ bụla nzọụkwụ nwere ike ghara ịdị ukwuu dị ka iri afọ abụọ gara aga, na miniaturization nke transistors. na-aga n'ihu.
Otú ọ dị, n'ihi na discrete components, anyị yiri ka eruwo a eke ịgba: ime ka ha nta adịghị eme ka arụmọrụ ha dịkwuo mma, na ndị kasị nta components dị ugbu a dị obere karịa ọtụtụ ojiji ikpe chọrọ. mana ọ bụrụ na enwere Iwu Moore, ọ ga-amasị anyị ịhụ etu otu onye ga-esi mee ihe ịma aka ịgbanye SMD.
M na-achọkarị ịse foto nke PTH resistor m na-eji na 1970s, ma tinye SMD resistor na ya, dị ka m na-agbanwe ugbu a / pụta ugbu a. Ihe mgbaru ọsọ m bụ ime ka ụmụnne m nwoke na ụmụnna nwanyị (ọ dịghị onye n'ime ha bụ. ngwaahịa eletrọnịkị) ole mgbanwe, gụnyere m nwere ike ịhụ akụkụ nke ọrụ m, (ka anya m na-akawanye njọ, aka m na-akawanye njọ Trembling).
Ọ na-amasị m ịsị, ọ bụ ọnụ ma ọ bụ na ọ bụghị. Akpọrọ m asị "mma, ka mma." Mgbe ụfọdụ nhazi gị na-arụ ọrụ nke ọma, ma ị nweghịzi ike ịnweta akụkụ. Kedu ihe hell bụ?
"Nke bụ eziokwu bụ na ụlọ ọrụ atọ Intel, Samsung na TSMC ka na-asọ mpi n'ihu egwuregwu a, na-ewepụ atụmatụ ndị ọzọ kwa micrometer square."
Ngwa eletrọnịkị buru ibu ma dị oke ọnụ. Na 1971, nkezi ezinụlọ nwere nanị redio ole na ole, stereo na TV. Ka ọ na-erule 1976, kọmputa, ihe mgbako, elekere dijitalụ na elekere apụtala, bụ́ ndị dị obere na ndị na-azụ ahịa adịghị ọnụ.
Ụfọdụ miniaturization na-abịa site design. Operational amplifiers na-ekwe ka ojiji nke gyrators, nke nwere ike dochie nnukwu inductor n'ọnọdụ ụfọdụ. Active nzacha na-ewepụkwa inductor.
Ihe ndị buru ibu na-akwalite ihe ndị ọzọ: mbelata nke sekit, ya bụ, ịgbalị iji ihe ndị dị ole na ole na-eme ka sekit rụọ ọrụ. Taa, anyị adịghị echegbu onwe anyị nke ukwuu. Ọ dị mkpa ka ị gbanwee mgbaàmà ahụ? Ị chọrọ a steeti igwe? Were ihe mpu.etc.The components taa bụ n'ezie obere, ma e nwere n'ezie ọtụtụ components inside.Ya mere ihu ọma gị sekit size na-abawanye na ike oriri na-abawanye. A transistor na-eji invert a mgbaàmà na-eji obere ike ka. rụzuo otu ọrụ ahụ karịa amplifier arụ ọrụ. Ma ọzọ, miniaturization ga-elekọta iji ike eme ihe. Ọ bụ naanị na ihe ọhụrụ abanyela n'ụzọ dị iche.
Ị tụfuru ụfọdụ n'ime nnukwu uru / ihe kpatara nha ebelata: mbelata parasitics ngwugwu yana njikwa ike na-abawanye (nke yiri ihe na-emegiderịta onwe ya).
Site na echiche bara uru, ozugbo njirimara njirimara ruru ihe dị ka 0.25u, ị ga-eru ọkwa GHz, n'oge ahụ nnukwu ngwugwu SOP na-amalite ịmepụta mmetụta * kachasị ukwuu. Ogologo eriri njikọ ogologo na ndị na-eduga ga-emecha gbuo gị.
N'oge a, ngwugwu QFN/BGA abawanyela nke ukwuu n'ihe gbasara arụmọrụ. Na mgbakwunye, mgbe ị na-ebuli ngwugwu dị larịị dị ka nke a, ị ga-ejedebe na * nke ọma * arụmọrụ ọkụ ka mma yana paịlị ekpughere.
Na mgbakwunye, Intel, Samsung, na TSMC ga-arụ ọrụ dị mkpa n'ezie, mana ASML nwere ike ịdị mkpa karịa na ndepụta a. N'ezie, nke a nwere ike ọ gaghị emetụta olu na-agafe agafe…
Ọ bụghị naanị maka ibelata ọnụ ahịa silicon site na ọnụ ụzọ usoro ọgbọ ọzọ. Ihe ndị ọzọ, dị ka bags.Ngwunye obere ihe na-achọ obere ihe na wcsp ma ọ bụ ọbụna obere obere ngwugwu, obere PCBs ma ọ bụ modulu, wdg.
M na-ahụkarị ụfọdụ ngwaahịa katalọgụ, ebe naanị ihe na-akwọ ụgbọala bụ ibelata ọnụ ahịa.MHz / nha ebe nchekwa bụ otu, ọrụ SOC na nhazi pin bụ otu. Anyị nwere ike iji teknụzụ ọhụrụ iji belata oriri ike (na-emekarị nke a abụghị n'efu, ya mere. a ghaghị inwe ụfọdụ uru asọmpi nke ndị ahịa na-eche banyere ya)
Otu n'ime uru nke nnukwu akụkụ bụ ihe mgbochi radiation. Obere transistor na-enwekarị mmetụta nke ụzarị mbara igwe, na ọnọdụ a dị mkpa. Dịka ọmụmaatụ, na mbara igwe na ọbụna ndị na-ahụ maka elu dị elu.
Ahụghị m isi ihe kpatara mmụba ọsọ ọsọ. Ọsọ mgbama bụ ihe dịka sentimita 8 kwa nanosecond. Ya mere, naanị site n'ibelata nha, ibe ngwa ngwa ga-ekwe omume.
Ị nwere ike ịchọ ịlele mgbakọ na mwepụ nke onwe gị site n'ịgbakọ ọdịiche dị na igbu oge ịgbasa n'ihi mgbanwe nkwakọ ngwaahịa na mbelata cycles (1/frequency) .Nke ahụ bụ iji belata oge / oge nke otu. Ị ga-achọpụta na ọ naghị egosikwa dị ka ihe na-eme okirikiri.
Otu ihe m chọrọ ịgbakwunye bụ na ọtụtụ ICs, karịsịa ndị ochie na-emepụta ihe na ibe analog, adịghị agbada n'ezie, ma ọ dịkarịa ala n'ime ime. N'ihi nkwalite na mmepụta ihe na-akpaghị aka, ngwugwu aghọwo obere, ma nke ahụ bụ n'ihi na ngwugwu DIP na-enwekarị ọtụtụ ihe. Oghere fọdụrụ n'ime, ọ bụghị n'ihi na transistors wdg aghọwo obere.
Na mgbakwunye na nsogbu nke ime ka rọbọt ahụ ziri ezi nke ọma iji na-edozi obere ihe ndị dị na ngwa ngwa ịhọrọ na ebe dị elu, okwu ọzọ bụ ịgbado obere ihe. Karịsịa mgbe ị ka chọrọ ihe ndị buru ibu n'ihi ike/ikike chọrọ. pụrụ iche solder mado, pụrụ iche nzọụkwụ solder mado ndebiri (tinye a obere ego nke solder mado ebe ọ dị mkpa, ma ka na-enye ezu solder mado maka nnukwu components) malitere ịghọ nnọọ ọnụ. Ya mere, m na-eche na e nwere larịị, na n'ihu miniaturization na sekit. N'oge a, ị nwekwara ike ime ọzọ mwekota na silicon wafer larịị na mfe ọnụ ọgụgụ nke discrete components na zuru oke kacha nta.
Ị ga-ahụ nke a na ekwentị gị. N'ihe dị ka afọ 1995, azụrụ m ụfọdụ ekwentị mkpanaaka n'oge na-ere ụgbọala maka dollar ole na ole ọ bụla. Ọtụtụ IC bụ site-hole. Recognizable CPU and NE570 compander, nnukwu reusable IC.
Mgbe ahụ, ejiri m ụfọdụ ekwentị ejiri aka emelitere emelitere. E nwere ihe ole na ole na ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ihe ọ bụla maara. N'ime ọnụ ọgụgụ dị nta nke IC, ọ bụghị nanị na njupụta dị elu, kamakwa a nakweere nhazi ọhụrụ (lee SDR), nke na-ewepụ ọtụtụ n'ime ha. ihe ndị pụrụ iche nke bụbu ihe dị mkpa.
> (Tinye obere mado ebe achọrọ, mana ka na-enye tapawa solder zuru oke maka nnukwu akụrụngwa)
Hey, echere m na ụdị "3D / Wave" iji dozie nsogbu a: dị gịrịgịrị ebe ihe ndị kacha nta dị, ma buru ibu ebe sekit ike dị.
N'oge a, SMT components dị nnọọ obere, ị nwere ike iji ezigbo discrete components (ọ bụghị 74xx na ihe mkpofu ndị ọzọ) iji chepụta CPU nke gị ma bipụta ya na PCB. fesa ya na LED, ị nwere ike ịhụ na ọ na-arụ ọrụ ozugbo.
N'ime afọ ndị gafeworonụ, enwere m ekele maka mmepe ngwa ngwa nke mgbagwoju anya na obere akụkụ. Ha na-enye ọganihu dị egwu, ma n'otu oge ahụ, ha na-agbakwụnye ọkwa ọhụrụ nke mgbagwoju anya na usoro iterative nke prototyping.
The ukpụhọde na ịme anwansị ọsọ nke analọg sekit bụ nnọọ ngwa ngwa karịa ihe ị na-eme na laabu. Dị ka ugboro nke dijitalụ sekit ebili, na PCB na-aghọ akụkụ nke mgbakọ. Dị ka ihe atụ, nnyefe akara mmetụta, propagation delay.Prototyping nke ọ bụla ọnwụ- A na-eji teknụzụ ihu kacha mma n'ịmecha nhazi ahụ nke ọma, kama ime mgbanwe na ụlọ nyocha.
Banyere ihe omume ntụrụndụ, nyocha.Boọdụ okirikiri na modul bụ ihe ngwọta maka mbelata akụrụngwa na modul ule tupu ule.
Nke a nwere ike ime ka ihe ghara "ihe ọchị", mana echere m na ịnweta ọrụ gị ka ọ rụọ ọrụ na nke mbụ nwere ike ịba uru karịa n'ihi ọrụ ma ọ bụ ihe omume ntụrụndụ.
M e converting ụfọdụ aghụghọ si site-oghere ka SMD.Make dị ọnụ ala ngwaahịa, ma ọ bụghị fun na-ewu prototypes site hand.One obere ndudue: “yiri ebe” kwesịrị ịgụ dị ka “yiri efere”.
Mba. Mgbe usoro meriri, ndị ọkà mmụta ihe ochie ka ga-enwe mgbagwoju anya site na nchọpụta ya. Ònye maara, ma eleghị anya na narị afọ nke 23, Planetary Alliance ga-enweta usoro ọhụrụ ...
Enweghị m ike ikwenye ọzọ. Kedu nha 0603? N'ezie, idobe 0603 dị ka nha nke alaeze ukwu na "ịkpọ" 0603 metric size 0604 (ma ọ bụ 0602) abụghị ihe siri ike, ọ bụrụgodị na ọ nwere ike ịbụ na teknụzụ ezighi ezi (ie: n'ezie matching size-ọ bụghị otú ahụ) agbanyeghị. siri ike), mana opekata mpe, onye ọ bụla ga-ama ihe teknụzụ ị na-ekwu maka ya (metric / imperial)!
"N'ikwu okwu n'ozuzu, ihe ndị na-agafe agafe dị ka resistors, capacitors na inductor agaghị adị mma ma ọ bụrụ na i mee ka ha dị ntakịrị."