litaba

Mohlomong ka mor'a molao oa Ohm, molao oa bobeli o tummeng ka ho fetisisa oa elektronike ke molao oa Moore: Palo ea li-transistors tse ka etsoang ka potoloho e kopantsoeng e imena habeli ka mor'a lilemo tse ling le tse ling tse peli. li-transistors ka bomong li tla fetoha tse nyane ha nako e ntse e feta.Re se re qalile ho lebella hore moloko o mocha oa li-chips tse nang le likarolo tse nyane tse nang le likarolo tse nyane li hlahe ka lebelo le tloaelehileng, empa morero oa ho etsa lintho tse nyane ke ofe?
Lilemong tsa bo-1920, liea-le-moea tse tsoetseng pele ka ho fetisisa tsa AM li ne li e-na le li-vacuum tubes, li-inductors tse ngata tse kholo, li-capacitor le li-resistors, lithapo tse ngata tsa mehala tse sebelisoang e le li-antenna, le libeteri tse ngata. ho matlafatsa sesebelisoa sohle. Kajeno, o ka Mamela litšebeletso tse fetang leshome le metso e 'meli tsa ho phallela 'mino sesebelisoa se ka pokothong ea hau,' me u ka etsa ho eketsehileng.Empa miniaturization hase feela bakeng sa ho nkeha: ho hlokahala ka ho feletseng ho finyella tshebetso eo re e lebeletseng ho lisebelisoa tsa rona kajeno.
Molemo o mong o totobetseng oa likaroloana tse nyenyane ke hore li u lumella ho kenyelletsa ts'ebetso e eketsehileng ka molumo o tšoanang.Sena ke sa bohlokoa ka ho khetheha bakeng sa lipotoloho tsa digital: likarolo tse ngata li bolela hore u ka etsa ts'ebetso e eketsehileng ka nako e lekanang.Ka mohlala, ka khopolo, palo ea tlhahisoleseding e sebetswang ke 64-bit processor ke makhetlo a robeli ho feta 8-bit CPU e sebetsang ka nako e ts'oanang ea oache. .Kahoo o ka hloka chip e kholoanyane ka makhetlo a robeli kapa transistor e nyane ka makhetlo a robeli.
Ho joalo le ka li-chips tsa memori: Ka ho etsa li-transistors tse nyane, u na le sebaka se eketsehileng sa polokelo ka molumo o tšoanang.Lipikselse tse bonts'ang ka bongata kajeno li entsoe ka li-transistors tse tšesaane tsa filimi, kahoo hoa utloahala ho li theola le ho fihlela liqeto tse phahameng. , ha transistor e nyenyane, e molemo, 'me ho na le lebaka le leng la bohlokoa: ts'ebetso ea bona e ntlafala haholo.Empa hobane'ng ha e le hantle?
Neng kapa neng ha o etsa transistor, e tla fana ka likarolo tse ling tse eketsehileng bakeng sa mahala.Teminara ka 'ngoe e na le mohanyetsi ka letoto.Ntho leha e le efe e jereng hona joale e boetse e na le ho inductance.Qetellong, ho na le capacitance pakeng tsa li-conductors leha e le life tse peli tse shebaneng.Liphello tsena kaofela sebelisa matla le ho liehisa lebelo la transistor.Parasitic capacitances e khathatsa ka ho khetheha: e hloka ho lefisoa le ho lokolloa nako le nako ha li-transistors li buloa kapa li tima, tse hlokang nako le hona joale ho tsoa phepelong ea motlakase.
Matla a pakeng tsa li-conductor tse peli ke mosebetsi oa boholo ba 'mele oa bona: boholo bo fokolang bo bolela bokhoni bo fokolang.'Me kaha li-capacitor tse nyenyane li bolela lebelo le phahameng le matla a tlaase, li-transistors tse nyenyane li ka matha ka maqhubu a phahameng a oache 'me li senya mocheso o fokolang ka ho etsa joalo.
Ha u ntse u fokotsa boholo ba li-transistors, bokhoni hase eona feela phello e fetohang: ho na le liphello tse ngata tse makatsang tsa quantum mechanical tse sa hlakileng bakeng sa lisebelisoa tse kholoanyane. ho feta feela transistors.Ha u fokotsa likarolo tse ling, li sebetsa joang?
Ka kakaretso, likarolo tse sa sebetseng tse kang li-resistor, capacitor, le li-inductors li ke ke tsa ntlafala ha li ntse li fokotseha: ka litsela tse ngata, li tla mpefala. , kahoo ho boloka sebaka sa PCB.
Boholo ba mohanyetsi bo ka fokotsoa ntle le ho baka tahlehelo e ngata.Ho hanyetsana ha karoloana ea thepa ho fanoa ke, moo l e leng bolelele, A ke sebaka sa sefapano, 'me ρ ke ho hanyetsa ha thepa.U ka khona. fokotsa feela bolelele le karolo ea ho tšela, 'me u qetelle u e-na le mochine o monyenyane oa' mele, empa o ntse o e-na le khanyetso e tšoanang.Tlhaloso e le 'ngoe feela ke hore ha ho senya matla a tšoanang, li-resistors tse nyenyane tsa' mele li tla hlahisa mocheso o mongata ho feta li-resistators tse kholoanyane. bahanyetsi ba ka sebelisoa feela ka lipotoloho tse matla a tlaase.Tafole ena e bontša kamoo matla a mangata a matla a li-resistant SMD a fokotsehang ha boholo ba bona bo fokotseha.
Kajeno, khanyetso e nyenyane ka ho fetisisa eo u ka e rekang ke boholo ba metric 03015 (0.3 mm x 0.15 mm). Matla a bona a lekantsoeng ke 20 mW feela 'me a sebelisoa feela bakeng sa lipotoloho tse senyang matla a fokolang haholo le a fokolang haholo ka boholo.Metric e nyenyane 0201 sephutheloana (0.2 mm x 0.1 mm) se lokollotsoe, empa ha se e-so kenngoe tlhahiso.Empa le haeba li hlaha lethathamong la moetsi, u se ke ua lebella hore li be teng hohle: liroboto tse ngata tsa ho khetha le ho beha ha lia nepahala ka ho lekaneng. ho li sebetsana, kahoo e kanna ea ba lihlahisoa tsa niche.
Li-capacitor le tsona li ka fokotsoa, ​​​​empa sena se tla fokotsa bokhoni ba tsona. Mokhoa oa ho bala bokhoni ba shunt capacitor ke, moo A e leng sebaka sa boto, d ke sebaka se pakeng tsa bona, 'me ε ke dielectric kamehla. (thepa ea thepa e mahareng) .Haeba capacitor (ha e le hantle sesebelisoa se bataletseng) se fokotsehile, sebaka seo se tlameha ho fokotsoa, ​​ka hona ho fokotsa matla. ke ho bokella masela a 'maloa hammoho.Ka lebaka la tsoelo-pele ea thepa le tlhahiso, tse entseng le lifilimi tse tšesaane (tse nyenyane d) le li-dielectric tse khethehileng (ka ε e kholoanyane) ho khoneha, boholo ba li-capacitor bo fokotsehile haholo lilemong tse mashome a seng makae tse fetileng.
Capacitor e nyenyane ka ho fetisisa e fumanehang kajeno e ka har'a sephutheloana sa ultra-small metric 0201: feela 0.25 mm x 0.125 mm. The capacitance ea bona e lekanyelitsoe ho 100 nF e ntseng e le molemo, 'me matla a mangata a sebetsang ke 6.3 V. Hape, liphutheloana tsena li nyenyane haholo ebile li nyane haholo. hloka lisebelisoa tse tsoetseng pele ho li sebetsana, ho fokotsa ho amoheloa ha tsona ho atileng.
Bakeng sa li-inductors, pale e batla e qhekella. The inductance ea coil e otlolohileng e fanoa ke, moo N e leng palo ea ho thinya, A ke sebaka se pota-potileng sa coil, l ke bolelele ba eona, 'me μ ke lintho tse tsitsitseng (permeability) .Haeba litekanyo tsohle li fokotsehile ka halofo, inductance le eona e tla fokotseha ka halofo. Leha ho le joalo, ho hanyetsa ha terata ho ntse ho le joalo: ke hobane bolelele le karolo ea sefapano sa terata li fokotsehile ho ea ho. kotara ea boleng ba eona ba pele.Sena se bolela hore u qetella u e-na le khanyetso e tšoanang halofong ea inductance, kahoo u fokotsa boleng (Q) ntlha ea coil.
E nyenyane ka ho fetisisa e fumanehang khoebong ea discrete inductor e amohela boholo ba inch 01005 (0.4 mm x 0.2 mm) .Tsena li phahametse 56 nH 'me li na le khanyetso ea ohms tse seng kae.Li-inductors ka har'a sephutheloana sa ultra-small metric 0201 li ile tsa lokolloa ka 2014, empa ho hlakile hore ha ho mohla ba kileng ba hlahisoa 'marakeng.
Mefokolo ea 'mele ea li-inductors e rarollotsoe ka ho sebelisa ntho e bitsoang dynamic inductance, e ka bonoang ka li-coil tse entsoeng ka graphene.Empa leha ho le joalo, haeba e ka etsoa ka mokhoa oa khoebo, e ka eketseha ka 50%.Qetellong, khoele e ke ke ea e-ba miniaturized hantle.Leha ho le joalo, haeba potoloho ea hau e sebetsa ka maqhubu a phahameng, sena ha se hakaalo bothata.Haeba lets'oao la hau le le sebakeng sa GHz, li-coil tse 'maloa tsa nH hangata li lekane.
Sena se re tlisa nthong e 'ngoe e 'nileng ea etsoa e nyenyane lekholong le fetileng la lilemo empa u ka' na ua se ke ua hlokomela hang-hang: bolelele ba maqhubu boo re bo sebelisang bakeng sa puisano.Likhaso tsa pele tsa seea-le-moea li ne li sebelisa maqhubu a AM a maqhubu a mahareng a hoo e ka bang 1 MHz ka bolelele ba limithara tse ka bang 300. Sehlopha sa maqhubu a FM se neng se le 100 MHz kapa limithara tse 3 se ile sa tsebahala ho pota 1960s, 'me kajeno re sebelisa haholo-holo likhokahano tsa 4G ho pota 1 kapa 2 GHz (hoo e ka bang 20 cm). Ke ka lebaka la miniaturization re nang le liea-le-moea tse theko e tlaase, tse tšepahalang le tse baballang matla tse sebetsang ka maqhubu ana.
Maqhubu a ntseng a honyela a ka honyela linaka hobane boholo ba tsona bo amana ka kotloloho le makhetlo ao a tlamehang ho a fetisa kapa ho a amohela. bolelele ba disentimitara.Ke ka lebaka lena boholo ba mehala ya cellular e ntseng e na le diamohedi tsa FM e hlokang hore o hokele di-earphone pele o sebediswa: seea-le-moea se hloka ho sebelisa terata ea tsebeng joalo ka lenakana e le hore se fumane matla a lekaneng a lets'oao ho tsoa maqhubung ao a bolelele ba mithara e le 'ngoe.
Ha e le lipotoloho tse amanang le li-antenna tsa rona tse nyenyane, ha li le nyenyane, ha e le hantle li ba bonolo ho li etsa.Sena ha se feela hobane li-transistors li fetohile ka potlako, empa hape hobane liphello tsa mohala oa phetisetso ha e sa le taba.Ka bokhutšoanyane, ha bolelele ea terata e fetang karolo ea leshome ea bolelele ba maqhubu, ho hlokahala hore u nahane ka phetoho ea mohato ka bolelele ba eona ha u rala potoloho.Ho 2.4 GHz, sena se bolela hore terata e le 'ngoe feela e amme potoloho ea hau; haeba o kopanya likarolo tse fapaneng, ke hlooho e bohloko, empa haeba u beha potoloho ka limilimithara tse 'maloa, ha se bothata.
Ho bolela esale pele ka ho timela ha Molao oa Moore, kapa ho bontša hore lintho tsena tse boletsoeng esale pele li fosahetse khafetsa, e se e le taba e hlahang khafetsa boqolotsing ba litaba tsa mahlale le thekenoloji. 'Nete e salang ke hore Intel, Samsung, le TSMC, bahlolisani ba bararo ba ntseng ba le ka pele. ea papali, tsoela pele ho hatella likarolo tse ling ka lisekoere micrometer, 'me rera ho hlahisa meloko e' maloa ea lichifi tse ntlafetseng nakong e tlang.Le hoja tsoelo-pele eo ba e entseng mohatong o mong le o mong e ka 'na ea se ke ea e-ba kholo joaloka lilemo tse mashome a mabeli tse fetileng, miniaturization ea transistors. tsoela pele.
Leha ho le joalo, bakeng sa likarolo tse sa tšoaneng, ho bonahala eka re fihlile moeling oa tlhaho: ho li etsa tse nyenyane ha ho ntlafatse ts'ebetso ea tsona, 'me likaroloana tse nyenyane ka ho fetisisa tse teng hona joale li nyenyane ho feta kamoo ho hlokahalang kateng. empa haeba ho na le Molao oa Moore, re ka thabela ho bona hore na motho a le mong a ka sutumelletsa phephetso ea thekiso ea SMD hakae.
Ke 'nile ka batla ho nka setšoantšo sa PTH resistor eo ke neng ke e sebelisa lilemong tsa bo-1970,' me ke behe SMD resistor ho eona, feela joalokaha ke fetola ka ntle hona joale. Sepheo sa ka ke ho etsa bara le barali beso (ha ho le ea mong oa bona lihlahisoa tsa elektronike) phetoho e kae, ho kenyelletsa le hore ke khona ho bona le likarolo tsa mosebetsi oa ka, (ha mahlo a ka a ntse a mpefala, matsoho a ka a ntse a mpefala Ho thothomela).
Ke rata ho re, na le kopane kapa che. Ke hloile "ntlafatsa, ntlafatsa." Ka nako e 'ngoe moralo oa hau o sebetsa hantle, empa ha u sa khona ho fumana likarolo.Ke lihele life tseo?
"'Nete e ntse e le hore lik'hamphani tse tharo tsa Intel, Samsung le TSMC li ntse li qothisana lehlokoa le papali ena, li lula li hatella likarolo tse ling ka micrometer,"
Lisebelisoa tsa elektronike li kholo ebile li theko e boima.Ka 1971, lelapa le tloaelehileng le ne le e-na le liea-le-moea tse seng kae feela, stereo le TV.Ka 1976, lik'homphieutha, li-calculator, lioache tsa digital le lioache li ne li tsoile, tse neng li le nyenyane li bile li sa turu bakeng sa bareki.
Li-miniaturization tse ling li tsoa ho moralo.Li-amplifiers tse sebetsang li lumella tšebeliso ea li-gyrator, tse ka nkang sebaka sa li-inductors tse kholo maemong a mang.Li-filters tse sebetsang li boetse li felisa li-inductors.
Likarolo tse kholo li khothalletsa lintho tse ling: ho fokotseha ha potoloho, ke hore, ho leka ho sebelisa likarolo tse fokolang ho etsa hore potoloho e sebetse.Kajeno, ha re tsotelle hakaalo.Na u hloka ho hong ho fetola pontšo?Nka sehokelo sa tšebetso. Na u hloka mochini oa mmuso?Nka mpu.etc.Likarolo kajeno li nyane haholo, empa ha e le hantle ho na le likarolo tse ngata kahare.Kahoo ha e le hantle boholo ba potoloho ea hau ea eketseha le tšebeliso ea matla ea eketseha. Transistor e sebelisetsoang ho khelosa lets'oao e sebelisa matla a fokolang ho phetha mosebetsi o tšoanang le oa amplifier ea ts'ebetso.Empa hape, miniaturization e tla hlokomela tšebeliso ea matla.Ke feela hore popontshwa e tsamaile ka tsela e fapaneng.
U hlile u hlolohetsoe melemo e meng e meholo ka ho fetisisa / mabaka a boholo bo fokotsehileng: likokoana-hloko tse fokolitsoeng tsa sephutheloana le ho eketseha ha matla a ho sebetsana le matla (ho bonahalang eka ha ho na maikutlo).
Ho ea ka pono e sebetsang, hang ha boholo ba likarolo bo fihla hoo e ka bang 0.25u, u tla fihla boemong ba GHz, ka nako eo sephutheloana se seholo sa SOP se qala ho hlahisa phello e kholo ka ho fetisisa *.Lithapo tse telele tse tlamang le li-lead tseo qetellong li tla u bolaea.
Mothating ona, liphutheloana tsa QFN/BGA li ntlafetse haholo mabapi le ts'ebetso. Ho feta moo, ha u beha sephutheloana se bataletseng ka tsela ena, u qetella u e-na le ts'ebetso e ntle ea mocheso * haholo * le liphahlo tse pepesitsoeng.
Ho feta moo, Intel, Samsung, le TSMC ka sebele li tla phetha karolo ea bohlokoa, empa ASML e ka 'na ea e-ba ea bohlokoa haholo lethathamong lena.
Hase feela ho fokotsa litšenyehelo tsa silicon ka mekhoa ea mekhoa ea moloko o latelang.Lintho tse ling, tse kang mekotla.Liphutheloana tse nyenyane li hloka lisebelisoa tse fokolang le wcsp kapa esita le tse fokolang.Liphutheloana tse nyenyane, li-PCB tse nyenyane kapa li-module, joalo-joalo.
Hangata ke bona lihlahisoa tse ling tsa lethathamo la lihlahisoa, moo ntho e le 'ngoe feela ea ho khanna e leng ho fokotsa litšenyehelo.MHz / boholo ba memori bo tšoana, ts'ebetso ea SOC le tlhophiso ea pin li tšoana.Re ka sebelisa theknoloji e ncha ho fokotsa tšebeliso ea matla (hangata sena ha se mahala, kahoo ho tlameha ho ba le melemo ea tlholisano eo bareki ba e tsotellang)
E 'ngoe ea melemo ea likarolo tse kholo ke thepa e thibelang mahlaseli a kotsi.Li-transistors tse nyenyane li hlaseloa habonolo ke mahlaseli a bokahohle, boemong bona ba bohlokoa.Ka mohlala, sebakeng sa libaka esita le libaka tsa ho shebella holimo.
Ha kea ka ka bona lebaka le leholo la ho eketseha ha lebelo.Lebelo la pontšo ke hoo e ka bang lisenthimithara tse 8 ka nanosecond. Kahoo feela ka ho fokotsa boholo, li-chips tse potlakileng lia khoneha.
U ka 'na ua batla ho hlahloba lipalo tsa hau ka ho bala phapang ea ho lieha ho phatlalatsoa ka lebaka la liphetoho tsa liphutheloana le li-cycle tse fokotsehileng (1/frequency) Ke ho fokotsa tieho/nako ea lihlopha.U tla fumana hore ha e hlahe e le ntho e potolohang.
Ntho e 'ngoe eo ke batlang ho e eketsa ke hore li-IC tse ngata, haholo-holo liqapi tsa khale le li-analog chips, ha e le hantle ha li fokotsehe, bonyane ka hare ho naha.Ka lebaka la ntlafatso ea tlhahiso ea mechine, liphutheloana li fetohile tse nyenyane, empa ke hobane liphutheloana tsa DIP hangata li na le tse ngata. sebaka se setseng ka hare, eseng hobane transistors joalo-joalo e se e le nyane.
Ntle le bothata ba ho etsa hore roboto e nepahale ka ho lekaneng hore e sebetsane le likaroloana tse nyane haholo lits'ebetsong tsa ho khetha le ho beha sebaka ka lebelo le phahameng, taba e 'ngoe ke ho ts'epahalla likaroloana tse nyane.Haholo-holo ha o ntse o hloka likarolo tse kholoanyane ka lebaka la litlhoko tsa matla. khethehileng solder peista, khethehileng mohato solder peista dithempleite (sebelisa palo e nyenyane ea solder peista moo ho hlokahala, empa leha ho le joalo fana ka lekaneng solder peista bakeng sa likarolo tse khōlō) ile a qala ho ba theko e boima haholo.Kahoo ke nahana hore ho na le sehlaba, le miniaturization ka ho eketsehileng ka potoloho ea. boemo ba boto ke feela e bitsa chelete e ngata le ho khoneha tsela.Mothating ona, u ka boela ua etsa kopanyo e eketsehileng boemong ba silicon oafer le ho nolofatsa palo ea likaroloana tsa discrete ho bonyane bo feletseng.
U tla bona sena fonong ea hau.Hoo e ka bang ka 1995, ke ile ka reka mehala ea pele ea thekeng ka karacheng ka lidolara tse seng kae.Bongata ba li-IC li na le lesoba.Recognizable CPU le NE570 compander, IC e kholo e ka sebelisoang hape.
Joale ke ile ka qetella ke e-na le lifono tse nchafalitsoeng tse tšoaroang ka letsoho.Ho na le likarolo tse fokolang haholo 'me ha ho letho le tloaelehileng.Palo e nyenyane ea ICs, ha se feela sekhahla se phahameng, empa hape le moralo o mocha (bona SDR) o amoheloa, o felisang boholo ba likarolo tse ikhethang tseo pele li neng li hlokahala.
> (Sebelisa palo e nyane ea peista ea solder moo ho hlokahalang, empa u ntse u fana ka pente e lekaneng ea solder bakeng sa likarolo tse kholo)
Lumela, ke ile ka nahana ka template ea "3D / Wave" ho rarolla bothata bona: e tšesaane moo likaroloana tse nyane li leng teng, 'me e tenya moo potoloho ea matla e leng teng.
Matsatsing ana, likarolo tsa SMT li nyane haholo, u ka sebelisa likarolo tsa 'nete tsa discrete (eseng 74xx le lithōle tse ling) ho iketsetsa CPU ea hau le ho e hatisa ho PCB.Fafatsa ka LED, u ka e bona e sebetsa ka nako ea sebele.
Ho theosa le lilemo, ka sebele ke ananela tsoelo-pele e potlakileng ea likarolo tse rarahaneng le tse nyenyane. Li fana ka tsoelo-pele e tsotehang, empa ka nako e ts'oanang li eketsa boemo bo bocha ba ho rarahana ho ts'ebetso e pheta-phetoang ea prototyping.
Phetoho le ketsiso lebelo la lipotoloho tsa analoge ka potlako ho feta seo u se etsang laboratoring.Ha maqhubu a lipotoloho tsa dijithale a phahama, PCB e fetoha karolo ea kopano.Ka mohlala, liphello tsa mela ea phetiso, ho lieha ho phatlalatsoa.Prototyping of any cutting- thekenoloji ea moeli e sebelisoa hamolemo ho phethela moralo ka nepo, ho fapana le ho etsa liphetoho ka laboratoring.
Ha e le lintho tsa ho itlosa bolutu, tlhahlobo.Mapolanka a potoloho le li-module ke tharollo ea likarolo tse fokotsehang le li-module tsa tlhahlobo ea pele.
Sena se ka 'na sa etsa hore lintho li lahleheloe ke "monate", empa ke nahana hore ho fumana morero oa hau ka lekhetlo la pele ho ka ba le moelelo ka lebaka la mosebetsi kapa boithabiso.
Ke ntse ke fetola meralo e meng ho tloha ka lesoba ho ea ho SMD.Ho etsa lihlahisoa tse theko e tlase, empa ha ho monate ho aha li-prototype ka letsoho
Che.Ka mor'a hore tsamaiso e atlehe, baepolli ba lintho tsa khale ba ntse ba tla ferekanngoa ke liphuputso tsa bona.Ke mang ea tsebang, mohlomong lekholong la bo23 la lilemo, Planetary Alliance e tla sebelisa mokhoa o mocha ...
Ha ke a ka ka dumellana le ho feta.Na boholo ba 0603 ke bofe?Ehlile, ho boloka 0603 e le boholo ba boemphera le ho “letsa” boholo ba metric 0603 0604 (kapa 0602) ha ho thata hakaalo, leha e ka ba phoso ka botekgeniki (ke hore: boholo bo nyallanang ba nnete-eseng ka tsela eo) ​​leha ho le jwalo. E thata), empa bonyane bohle ba tla tseba hore na u bua ka theknoloji efe (metric / imperial)!
"Ka kakaretso, likarolo tse sa sebetseng joalo ka li-resistor, li-capacitor le li-inductors li ke ke tsa ntlafala ha u li etsa li nyane."