XC7A50T-1FTG256I Nowe oryginalne układy scalone komponentów elektronicznych

Cechy produktu

Zgłoś błąd w informacjach o produkcie

Zobacz podobne

Dokumenty i multimedia

Klasyfikacje środowiskowe i eksportowe

Układ scalony

Układ scalony lub monolityczny układ scalony (nazywany również układem scalonym, chipem lub mikrochipem) to zestawelektroniczne obwodyna jednym małym, płaskim kawałku (lub „chipie”)półprzewodnikmateriał, zwyklekrzem.Duże liczbymalutkiegoMOSFETy(metal – tlenek – półprzewodniktranzystory polowe) zintegrować w małym chipie.W rezultacie powstają obwody o rząd wielkości mniejsze, szybsze i tańsze niż te zbudowane z dyskretnychczęści elektroniczne.Układy scaloneprodukcja masowamożliwości, niezawodność i podejście oparte na modułachprojektowanie układów scalonychzapewnił szybkie przyjęcie znormalizowanych układów scalonych w miejsce projektów wykorzystujących elementy dyskretnetranzystory.Układy scalone są obecnie stosowane w praktycznie każdym sprzęcie elektronicznym i zrewolucjonizowały światelektronika.Komputery,telefony komórkowei innesprzęt AGDstanowią obecnie nierozłączne części struktury współczesnych społeczeństw, co jest możliwe dzięki niewielkim rozmiarom i niskim kosztom układów scalonych, takich jak nowoczesneprocesory komputeroweImikrokontrolery.

Integracja na bardzo dużą skalęstało się praktyczne dzięki postępowi technologicznemu wmetal – tlenek – krzem(MOS)produkcja urządzeń półprzewodnikowych.Od czasu ich powstania w latach sześćdziesiątych XX wieku rozmiar, szybkość i pojemność chipów ogromnie się rozwinęły, napędzane postępem technicznym, który pozwala na umieszczenie coraz większej liczby tranzystorów MOS w chipach tej samej wielkości – nowoczesny chip może zawierać wiele miliardów tranzystorów MOS w układzie obszar wielkości ludzkiego paznokcia.Te postępy, z grubsza następującePrawo Moore'asprawiają, że dzisiejsze chipy komputerowe mają miliony razy większą pojemność i tysiące razy większą prędkość niż chipy komputerowe z początku lat siedemdziesiątych.

Układy scalone mają dwie główne zaletyobwody dyskretne: koszt i wydajność.Koszt jest niski, ponieważ chipy wraz ze wszystkimi składnikami są drukowane jednostkowofotolitografiazamiast być konstruowanym po jednym tranzystorze na raz.Co więcej, opakowane układy scalone zużywają znacznie mniej materiału niż obwody dyskretne.Wydajność jest wysoka, ponieważ komponenty układu scalonego przełączają się szybko i zużywają stosunkowo mało energii ze względu na ich mały rozmiar i bliskość.Główną wadą układów scalonych jest wysoki koszt ich zaprojektowania i wytworzenia wymaganych elementówfotomaski.Ten wysoki koszt początkowy oznacza, że ​​układy scalone są opłacalne komercyjnie tylko wtedy, gdyduże wolumeny produkcjisą przewidywane.

Terminologia[edytować]

Jakiśukład scalonydefiniuje się jako:^[1]

Obwód, w którym wszystkie lub niektóre elementy obwodu są nierozłącznie powiązane i połączone elektrycznie, tak że dla celów konstrukcyjnych i handlowych uważa się go za niepodzielny.

Obwody spełniające tę definicję można konstruować przy użyciu wielu różnych technologii, m.intranzystory cienkowarstwowe,technologie grubowarstwowe, Lubhybrydowe układy scalone.Jednak w powszechnym użyciuukład scalonyzaczęło odnosić się do jednoczęściowej konstrukcji obwodu, pierwotnie znanej jako amonolityczny układ scalony, często zbudowane na jednym kawałku krzemu.^[2][3]

Historia

Wczesną próbą połączenia kilku komponentów w jednym urządzeniu (jak nowoczesne układy scalone) byłaLoewe’a 3NFrura próżniowa z lat 20. XX wieku.W odróżnieniu od układów scalonych został on zaprojektowany w celu:unikanie podatkupodobnie jak w Niemczech, od odbiorników radiowych pobierany był podatek uzależniony od liczby uchwytów lampowych w odbiorniku radiowym.Pozwoliło to odbiornikom radiowym mieć pojedynczy uchwyt na lampę.

Wczesne koncepcje układu scalonego sięgają roku 1949, kiedy to niemiecki inżynierWernera Jacobiego^[4](Siemens AG)^[5]złożył patent na półprzewodnikowe urządzenie wzmacniające przypominające układ scalony^[6]pokazując pięćtranzystoryna wspólnym podłożu w trzech etapachwzmacniaczukład.Jacobi ujawnił małe i tanieaparaty słuchowejako typowe zastosowania przemysłowe jego patentu.Nie zgłoszono bezpośredniego komercyjnego wykorzystania jego patentu.

Innym wczesnym zwolennikiem tej koncepcji byłGeoffreya Dummera(1909–2002), naukowiec zajmujący się radarem pracujący dlaKrólewski Zakład RadarowyBrytyjczykówMinisterstwo Obrony.Dummer przedstawił ten pomysł opinii publicznej na Sympozjum na temat postępu w jakości komponentów elektronicznych wWaszyngtonw dniu 7 maja 1952 r.^[7]Organizował wiele sympozjów publicznie propagujących swoje idee, a w 1956 r. bezskutecznie próbował zbudować taki obwód. W latach 1953–1957 r.Sidneya Darlingtonai Yasuo Tarui (Laboratorium Elektrotechniczne) zaproponował podobne konstrukcje chipów, w których kilka tranzystorów mogłoby dzielić wspólny obszar aktywny, ale tak się nie stałoizolacja elektrycznaaby je od siebie oddzielić.^[4]

Monolityczny układ scalony powstał dzięki wynalazkomproces planarnyprzezJeana HoerniegoIizolacja złącza p–nprzezKurta Lehoveca.Na tym oparto wynalazek HoerniegoMohamed M. Atallaprace nad pasywacją powierzchni oraz prace Fullera i Ditzenbergera nad dyfuzją zanieczyszczeń borowych i fosforowych do krzemu,Karol Froschoraz prace Lincolna Dericka dotyczące ochrony powierzchni orazChih-Tang Sahprace nad maskowaniem dyfuzji przez tlenek.^[8]