samaneh66 10265 اشتراک گذاری ارسال شده در 25 خرداد، ۱۳۹۰ دید کلی درست همانطور که ترانزیستور با ارائه انعطاف پذیری ، سادگی و اطمینان پذیری بیشتر نسبت به لامپ خلا انقلابی در برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام ایجاد کرد مدارهای مجتمع نیز کاربردهای تازه‌ای برای الکترونیک بوجود آورده‌اند که بوسیله قطعات مجزا امکان پذیر نموده است مجتمع سازی این امکان را فراهم ساخته که میتوان مدارهای پیچیده شامل هزاران ترانزیستور ، برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام ، برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام و برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام را روی یک تراشه نیمه رسانای جای داد. انواع مدارهای مجتمع برحسب کاربرد مدار مجتمع خطی یک IC خطی عمل تقویت یا سایر اعمال اساسا خطی را روی سیکنالها انجام می‌دهد نمونه‌ای از این مدارهای خطی عبارتند از: تقویت کننده‌های ساده ، تقویت کننده‌های عملیاتی و مدارهای مخابراتی قیاسی مدار مجتمع دیجیتالی شامل مدارهای منطقی و حافظه برای کاربرد در کامپیوترها ، حسابگرها ، زیرپرندازه‌ها ، امثال آن می‌باشند تا به حال بیشترین حجم ICها مربوط به حوزه دیجیتالی و به دلیل نیاز زیاد به این مدارها بوده است. از آنجایی که مدارهای دیجیتالی معمولا فقط به عملکرد «قطع و وصل» ترانزیستورها نیاز دارند شرایط طراحی مدارهای دیجیتالی مجتمع اغلب ساده‌تر از مدارهای خطی است. انواع مدارهای مجتمع برحسب ساخت مدارهای یکپارچه مدارهای مجتمعی که بطور کامل روی یک تراشه نیمه رسانا (معمولا سیلسیوم) قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده میشود واژه یکپارچه از لحاظ ادبی به معنای «تک سنگی» بوده و به مفهوم آن است که کل مدار در یک قطعه واحد از نیمه رسانا جا داده میشود. مدارهای یکپارچه دارای این مزیت هستند که تمام عناصر در یک ساختار منفرد و محکم و با امکان تولید گروهی قرار می‌گیرند یعنی صدها مدار مشابه را میتوان بطور همزمان روی یک پولک: S ساخت. مدارهای آمیخته هر گونه الحاقاتی به نمونه نیمه رسان مانند لایه‌های عایق کننده و الگوهای فلز کاری در سطح تراشه انجام می‌پذیرد. یک مدار آمیخته می‌تواند دارای یک یا چند مدار یکپارچه یا ترانزیستورهای جداگانه باشد که به همراه اتصالات داخلی مناسب به یک بستر با مقاومتها ، خازنها ، و سایر عناصر مداری پیوند شده باشند. مدارهای آمیخته با داشتن عایق عالی بین عناصر امکان استفاده از مقاومتها و خازنهای دقیق را فراهم می‌سازند. تکنولوژی مورد استفاده در هنگام ساخت مقاومت و... بیرون تراشه SI فرآیند لایه نازک تکنولوژی لایه نازک از دقت و کوچک سازی بیشتری برخورد بوده و عموما در جایی که فضا اهمیت دارد ترجیح داده میشود الگوهای اتصال بندی و مقاومتهای لایه - نازک را میتوان به روش خلا روی یک بستر سرامیکی شیشه‌ای یا لعابی نشاند. ساخت خازنها در روشهای لایه - نازک از طریق نشاندن یک لایه عایق بین دو لایه فلزی بین دو لایه فلزی یا با اکسید کردن سطح یک لایه و سپس نشاندن لایه دوم روی آن صورت می‌گیرد. فرآیند لایه ضخیم مقاومتها ، الگوهای اتصالات داخلی روی یک بستر سرامیکی به روش سیلک - اسکرین (نوعی توری محافظ و با عبور رنگ در سوراخهای باز و بسته توری نقش دلخواه روی هر چه که بخواهیم چاپ میشود) یا فرآیند‌های مشابه چاپ می‌شوند خمیرهای مقاومتی و هدایتی متشکل از پودرهای فلزی در شکلی سازمان یافته روی بستر چاپ شده و در یک اجاق حرارت داده می‌شوند یک مزیت این است که میتوان مقاوت‌ها را در کمتر از مقادیر مشخص شده ساخت و سپس بوسیله برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام یا برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام انتخابی توسط یک لیزر پالسی آنها را تنظیم کرده خازنهای کوچک سرامیکی را میتوان همراه با مدارهای یکپارچه یا ترانزیستورهای منفرد در جای خود در الگوی اتصالات داخلی متصل کرد. مزایای مجتمع سازی ممکن است بنظر آید که ساخت مدارهای مجتمع شامل تعداد زیادی قطعه به هم متصل شده روی یک بستر si از جنبه‌های فن و اقتصادی مخاطره آمیز خواهد بود. در حالیکه حقیقت این است که روشهای نوین امکان انجام این کار را به صورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته‌اند، در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را میتوان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است این فرآیند تولید گروهی نامیده میشود. علیرغم پیچیدگی و هزینه بالای مراحل ساخت برای یک پولک تعداد زیادی مدارهای مجتمع بدست آمده هزینه نهایی هر یک را بطور نسبی پایین می‌آورد. Ic امکان افزودن اقتصادی قطعات متعددی را دارا هستند، همچنین اطمینان پذیری نیز بهتر میشود زیرا ساخت تمام قطعات و اتصالات داخلی روی یک بستر محکم انجام شده و در نتیجه معایب ناشی از اتصالات سیم کاری به میزان بسیار زیادی کاهش می‌یابد، برخی از مزایای کوچک سازی مربوط به زمان پاسخ و سرعت انتقال یکسان بین مدارها است. کاربرد مدارهای پیچیده را میتوان برای استفاده در برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام ، کامپیوترهای بزگ و کاربردهای دیگری که استفاده از مجموعه بزرگی از قطعات مجزا در آنها غیر عملی است به میزان بسیار زیادی کوچک کرد یقینا عناصر مجزا نقش مهمی در توسعه مدارهای الکترونیکی داشته‌اند با این وجود امروزه بیشتر مدارها به جای استفاده از مجموعه عناصر منفرد روی یک تراشه Si ساخته میشود 3 لینک به دیدگاه
samaneh66 10265 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 25 خرداد، ۱۳۹۰ تَراشه یا مدار مجتمع (که برابر فارسی chip یا آی‌سی: IC یا Integrated circuit به زبان انگلیسی است) به مجموعه‌ای از مدارات الکترونیکی اطلاق می‌گردد که با استفاده از مواد برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام (عموماً برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام همراه با میزان کنترل شده‌ای ناخالصی) در ابعادی کوچک (معمولاً کمتر از یک سانتی متر مربع) ساخته میشود. این مدارات معمولاً شامل دو یا سه نوع دستگاه الکترونیکی می‌باشند: برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام ، برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام و برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام (مهمترین آنها ترنزیستور می‌باشد). هر تراشه معمولاً حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می‌باشد که با استفاده از برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام پیچیده‌ای در داخل یک لایه از سیلیکن همگون و با ضخامتی یکنواخت و بدون ترک تزریق شده‌اند. امروزه تراشه‌ها در اکثر دستگاه‌های الکترونیکی و بویژه برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام در ابعادی گسترده بکار می‌روند. وجود تراشه‌ها مرهون کشفیات بشر درباره نیمه رساناها و پیشرفتهای سریع پیرامون آنها در میانه‌های سده بیستم می‌باشد. مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای دوقطبی (BJT: Bi Junction Transistor) باشند را با نام Transistor Transistor Logic) TTL) و مدارات مجتمعی که شامل ترانزیستورهای NMOS و PMOS هستند را(Cmos(Complementry Metal Oxide Semiconductorمینامند.ترکیب این دو تکنولوژی را با نام BiCmos می‌شناسند. در مقابل مدارهای مجتمع، مدارهای گسسته وجود دارند که شامل قطعاتی مجزا هستند که به هم روی یک برد متصل شده‌اند. در ساخت ICها طراحان سعی می‌کنند تا حد امکان از ترانزیستور استفاده کنند. مثلاً بجای خازن از از ترانزیستور در بایاس معکوس استفاده می‌کنند. و یا در جایی دیگر که مقاومت بزرگی نیاز دارند مثلاً در حد مگا اهم باز از ترانزیستور استفاده می‌کنند.چون در حجمی که مقاومت می‌گیرد میتوان چند ترانزیستور جای داد. بعضی از ICها به گونه‌ای از لایه‌های سیلیکون بهره می‌برند که می‌توانند حتی به عنوان حافظه مورد استفاده قرار گیرند نمونه‌ای از این ICها PROM نام دارد (حافظهٔ قابل برنامه‌ریزی فقط‌خواندنی: Programmable Read Only Memory) همانگونه که از اسم این نوع تراشه معلوم است فقط اطلاعات آن قابل خواندن است و امکان تغییرات در آن وجود ندارد از این نوع ای سی برای مدارات اصلی کامپیوتر نیز استفاده میشود همان قسمت از حافظه که به آن ROM نیز می‌گویند. مدارهای مجتمع دیجیتال برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام طرح شماتیک برای مشاهده این محتوا لطفاً ثبت نام کنید یا وارد شوید. ورود یا ثبت نام به مدارهای AND,OR,NOT گیتهای منطقی (Logical Gate) می‌گویند. برای اینکه در یک مدار از این گیتها استفاده کنید نیاز نیست که شما این گیتها را با استفاده از ترانزیستور بسازید. این گیتها به صورت آماده در بازار با قیمتهای بسیار پایین وجود دارد. فقط کافی است که شما این ICها را بشناسید تا بتوانید از آنها استفاده کنید. در این جلسه قصد داریم ضمن معرفی بیشترگیتهای منطقی به معرفی و نحوه استفاده از ICهای دیجیتال بپردازیم. گیت NOT :این گیت را به صورت شکل مقابل نشان می‌دهند. همانطور که جلسات پیش گفتیم این گیت تنها یک ورودی و یک خروجی دارد معمولاً برای گیتهای منطقی یک جدول نیز رسم می‌کنند که به این جدول، جدول درستی می‌گویند. در این جداول عدد ۱ بیانگر درست و عدد صفر بیانگر غلط است. دقت کنید همه این عبارت یک معنی دارند :روشن، صحیح، ۵ ولت، ۱همچنین عبارت زیر نیز یک مفهوم دارند خاموش، غلط، صفر ولت، ۰جدول درستی برای این گیت به شکل زیر است این جدول بیان می‌کند که چنانچه ورودی گیت صفر باشد خروجی ۱ خواهد بود یا اینکه اگر ورودی صفر ولت باشد خروجی ۵ ولت خواهد بود. و همچنین اگر ورودی ۱ باشد خروجی صفر خواهد بود و یا به طور مشابه مانند قبل اگر ورودی۵ ولت باشد خروجی صفر ولت خواهد بود. ICهای NOT در درون خود چندین گیت NOT را دارند یعنی اینکه هنگامی که شما یک IC از نوع NOT می‌خرید درون IC، ۶ تا گیت NOT وجود دارد. شکل زیر ساختمان داخلی یک IC از نوع NOT را نشان می‌دهد. همانطور که در شکل مشاهده می‌کنید این IC از شش گیت NOT تشکیل شده‌است پایه شماره ۱ IC یک پایه ورودی محسوب میشود خروجی این گیت پایه ۲ است. همچنین پایه ۳ ورودی یک گیت NOT دیگر است که خروجی آن پایه ۴ است. دقت کنید در ICها در قسمت بالا یک نیم دایره قرار دارد که معرف قسمت بالای IC می‌باشد و پایه‌ای که در سمت چپ این نیم دایره قرار دارد طبق قرار داد پایه ۱ است. هر IC برای اینکه به درستی کار کند نیاز به یک تغذیه (مثبت ومنفی که از باطری یا منبع تغذیه تامین شده باشد) نیز دارد. در این ICپایه شماره ۷ پایه زمین (قطب منفی باطری یا صفر ولت) و پایه ۱۴ پایه مثبت می‌باشد.یعنی شما در یک مدار باید ابتدا پایه ۷ را به قطب منفی باطری یا زمین (صفر ولت) متصل کنید سپس پایه ۱۴ را نیز به قطب مثبت متصل کنید. الان ۶ گیت شما آماده شده‌است برای تست می‌توانید در قسمت ورودی ازیک کلید و یک مقاومت ۱ کیلو اهم و در قسمت خروجی از یک LED و یک مقاومت ۲۲۰ اهم استفاده کنید. مدارهای ورودی و خروجی را بدین شکل ببندید. در زمانی که سوییچ باز است ورودی گیت صفر ولت خواهد بود و خروجی گیت ۵ ولت بوده و LEDرا روشن خواهد کرد. اما هنگامی که سوییچ را بزنید و پایین نگه دارید ورودی گیت ۵ولت خواهد شد و خروجی گیت صفر ۵ ولت شده و LEDرا خاموش خواهد شد. با این وسیله ساده می‌تواند تک تک گیتها را چک کنید. IC NOT در بازار به اسم ۷۴۰۴ شناخته میشود. (شما می‌توانید این عدد را روی IC پیدا کنید). گیت ANDاین گیت را به صورت شکل مقابل نشان می‌دهند. باز همانطور که ذکر شد این گیت دو ورودی دارد و یک خروجی برای این گیت هم یک جدول درستی وجود دارد. پایه‌های ورودی این گیت را با حروف A,B نشان می‌دهند و پایه خروجی را با حرف Q نشان می‌دهند. همانطور که جلسه پیش گفتیم خروجی این گیت تنها زمانی یک (صحیح) است که هر دو ورودی صحیح باشد. جدول درستی هم به نوع دیگری این نحوه کار گیت را مشخص می‌کند. این جدول بیان می‌کند که چنانچه ورودیA,B هر دو صفر باشند، خروجی صفر خواهد بود و اگر یکی از این دو ورودی نیز صفر باشد باز هم خروجی صفر خواهد شد. تنها در صورتی خروجی صحیح است که هر دو ورودی یک باشد. در شکل زیر نقشه داخلی یک ICاز نوعAND را مشاهده می‌کنید. در این IC ۴ گیت AND وجود دارد. پایه اول ودوم این ICورودی‌های گیت AND است وپایه سوم، خروجی این گیت است. چنانچه این دو پایه را به دو کلید همانند آنچه در مثال قبلی ذکر شد وصل کنیم و یک LED هم به پایه سوم متصل کنیم می‌توانیم نحوه کار این IC را بررسی کنیم. این IC در بازار به اسم ۷۴۰۸ شناخته میشود. یادتان نرود پایه‌های ۷ را به زمین و ۱۴ را به ولتاژ مثبت متصل کنید. نقشه درونی IC به شماره ۷۴۰۸ گیت ORاین گیت را به صورت شکل مقابل نشان می‌دهند. همانطور که ذکر شد این گیت دو ورودی و یک خروجی دارد برای این گیت هم یک جدول درستی وجود دارد. پایه‌های ورودی این گیت را همانند ICهای ANDبا حروف A,B و پایه خروجی را با حرف Q نشان می‌دهند. خروجی این گیت در صورتی یک (صحیح) میشود که یکی از هر دو ورودی صحیح باشد. جدول درستی هم به نوع دیگری این نحوه کار گیت را مشخص می‌کند. این جدول بیان می‌کند که چنانچه ورودیA,B هر دو صفر باشند، خروجی صفر خواهد بود و اگر یکی از این دو ورودی یک شود خروجی هم یک میشود. همچنین اگر هر دو ورودی نیز یک باشد درآن صورت خروجی نیز یک خواهد شد. در شکل زیر نقشه داخلی یک ICاز نوع OR را مشاهده می‌کنید. در این IC ۴ گیت OR وجود دارد. پایه اول ودوم این ICورودی‌های گیت OR است وپایه سوم، خروجی این گیت است. چنانچه این دو پایه را به دو کلید همانند آنچه در مثال قبلی ذکر شد وصل کنیم و یک LED هم به پایه سوم متصل کنیم می‌توانیم نحوه کار این IC را بررسی کنیم. این IC در بازار به اسم ۷۴۳۲ شناخته میشود. یادتان نرود پایه‌های ۷ را به زمین و ۱۴ را به ولتاژ مثبت متصل کنید. نقشه داخلی ICبه شماره ۷۴۳۲ این سه Ic که نقشه آنها را بیان کردیم ICهای اصلی و مورد نیاز شما هستند همه جور گیت منطقی دیگر را نیز میتوان با این ICها ساخت به عنوان مثال شما نیاز دارید که یک گیت AND با سه ورودی بسازید. یعنی هر گاه هر سه ورودی یک شود خروجی یک شود و در بقیه حالات صفر باشد برای این کار شما می‌توانید از دو گیت AND به شکل زیر استفاده کنید. در این شکل تنها خروجی زمانی یک میشود که هر دو ورودی C,Q’ یک باشند و Q’ زمانی یک میشود که A,B هر دو یک باشند. یعنی برای یک شدن نیاز است که هر سه ورودی یک شود گرچه ICاز نوعANDبا سه ورودی هم در بازار وجود دارد (شماره ۷۴۱۱)حتی AND با ۴ ورودی هم وجود دارد. (شماره ۷۴۲۱) تمرین: یک مدار OR با سه ورودی بسازید. مثال : یک مدار نیاز داریم به گونه‌ای که هر گاه یکی یا هردو ورودی یک شود خروجی صفر شود. در غیر این صورت خروجی یک باقی بماند. این مدار می‌تواند زمانی کاربرد داشته باشد که یک در قفل الکترونیکی داشته باشد که این قفل به Q متصل است هر گاه Qیک باشد در قفل است و هنگامی که Q صفر شود قفل باز خواهد شد. ورودی‌های A,B به کلیدهای الکترونیکی متصل هستند که در دو درطرف در نصب شده‌اند. در باید این قابلیت را داشته باشد که هم از بیرون و هم از درون باز شود. جدول درستی این مدار به شکل زیر است این مدار را با استفاده از گیتهای اصلی بسازید. همانطور که در جدول مشاهده می‌کنید خروجی مورد نظر دقیقا برعکس خروجی یک مدارAND است پس میتوان از یک مدارAND به همراه یک NOT استفاده کرد یعنی شکل زیر: شاید برایتان سوال پیش آمده باشد که آیا IC با این مشخصات نیز داریم ؟ بله داریم و به آن NOT AND یا به اختصار NAND(نَند) گویند (شماره ۷۴۰۰) به همین شکل IC NOR هم داریم که قطعاً می‌توانید حدس بزنید از چه نوعی است و چگونه کار می‌کند. مثال : یک مدار طراحی کنید به گونه‌ای که هر گاه هر دو ورودی مثل هم باشند یعنی هر دو یک یا هردو صفر خروجی یک شود در غیر اینصورت خروجی صفر باشد. جدول درستی این مدار در زیر آمده‌است میتوان گفت خروجی در دو حالت ۱ میشود حالت اول حالتی است که هم A و هم B صفر باشد این مدار را این طور طراحی می‌کنیم : حالت بعدی که خروجی یک میشود حالتی است که هر دو ورودی ۱ باشد یعنی مدار زیر مدار کامل تر کیب هر دوی این دو مدار است خروجی نهایی زمانی یک خواهد شد که یکی از این دو خروجی یک شود (مدار OR) پس مدار نهایی به شکل زیر است مدار دیگری نیز وجود دارد که خروجی آن معکوس این مدار است یعنی در بعد از OR یک NOT هم قرار دارد در این صورت خروجی تنها زمانی ۱می شود که وردی‌ها با هم متفاوت باشد. یعنی اگر هر دو ورودی یک یا هر دو ورودی صفر باشد خروجی صفر خواهد بود تنها زمانی خروجی یک میشود که ورودی‌ها با هم فرق داشته باشد (یکی صفر و یکی یک) به این مدار گیت XOR گویند و IC آن نیز موجود است (۷۴۸۶) گیت XOR را به شکل مقابل در مدارها نشان می‌دهند از این گیت در ساخت مدارات که چند عدد باینری (مبنای ۲) را با هم جمع می‌کند استفاده می‌کنند 3 لینک به دیدگاه
samaneh66 10265 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 25 خرداد، ۱۳۹۰ مدار های دیجیتال با مدارهای مجتمع ساخته می شوند. یک مدار مجتمع ( یا آی سی ) یک کریستال کوچک نیمه هادی به نام تراشه است. که قطعات الکترونیکی را برای گیت های دیجیتال در خود دارد. اتصالات داخل تراشه مدار مورد نیاز را به وجود می آورند. تراشه در داخل یک محفظه پلاستیک و یا سرامیک جاسازی می شود. و اتصالات آن با سیم های طلایی نازک به پایه های خارجی جوش داده می شود تا مدارات مجتمع به وجود آیند. تعداد پایه ها ممکن است از 14 پایه در بسته های کوچک تا 100 پایه یا بیشتر در بسته های بزرگتر تغییر کند. هر مدار مشترک یا آی سی دارای یک مشخصه عددی ست که روی سطح بسته بندی آن برای شناسایی چاپ میشود. هر سازنده یک کتابچه راهنما یا کاتالوگ با شرح دقیق و تمام اطلاعات لازم در باره آی سی های ساخت خود را چاپ می کند. باپیشرفت تکنولوژی مدار های مجتمع تعداد گیت هایی که می تووانست در یک تراشه جای گیرد به میزان قابل توجه ای افزایش یافت. تراشه هایی که دارای چند گیت داخلی بودند و آن دسته که چند صد گیت دارا بودند در بسته هایی با ظرفیت یا مقیاس کوچک متوسط یا بزرک جای داده شده اند. مدار های مجتمع با مقیاس کوچک (ssi) دارای چند گیت مستقل در یک بسته واحد هستند. ورودی ها و خروجی های گیت ها مستقیما به پایه های بسته متصل اند. تعداد گیت ها معمولا کمتر از 10 و محدود به تعداد پایه ها در آی سی می باشند. قطعات مجتمع با مقیاس متوسط (msi) دارای تقریبا 10 الی 200 گیت در هر بسته می باشند. این وسیله ها معمولا توابع دیجیتال ساده همچون دیکدر ها - جمع کننده ها و ثبات ها را اجرا می نمایند. مدار ها یا وسایل مجتمع با مقیاس بزرگ (lsi) بین 200 تا چند هزار گیت در هر بسته دارند. این بسته ها سیستم های دیجیتالی همچون پردازنده ها- تراشه های حافظه و ماژول های قابل بر نامه ریزی را شامل می شوند. قطعات مجتمع با مقیاس بسیار بزرگ (vlsi) حاوی هزاران گیت در یک بسته اند. مثال هایی از این گروه عبارتند از آرایه های بزرگ حافظه/ تراشه های پیچیده ریز کامپیو تر ها. Vlsi ها به دلیل کوچکی و ارزانی انقلابی در تکنولوژی ساجت سیستم ها کامپیو تری به وجود آورده و به طراحان امکان ساخت و ایجاد ساختار هایی را دادند که قبلا اقتصادی نبودند. مدار های مجتمع نه تنها بر اساس عملکرد منطقی شان طبقه بندی می شوند بلکه از نظر تکنولوژی خاص مدار هایی که به آن تعلق دارند نیز دسته بندی می گردند. تکنولوژی به کار رفته در مدار را خانواده منطقی دیجیتال می خوانند. هر خانواده منطقی مدار الکترونیکی پایه خاصی را داراست که مدار ها و و توابع دیجیتال پیچیده تر بر اساس آن تهیه می شوند. مدار پایه در هر تکنولوژی یک گیت nand/nor و یا معکوس کننده است. در نام گذاری تکنولوژی ار قطعات الکترونیکی به کار رفته در ساخت مدار پایه معمولا استفاده می شود. بسیاری از خانواده های مختلف منطقی به صورت مدار های مجنمع در سطح تجاری عرضه شده اند. متداول ترین خانواده ها در زیر معرفی شده اند: Ttl-منطق ترانزیستور -ترانزیستور ecl-منطق کوپل امیتر mos-منطق فلز- اکسید- نیمه هادی cmos-منطق فلز - اکسید - نیمه هادی مکمل 3 لینک به دیدگاه
samaneh66 10265 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 25 خرداد، ۱۳۹۰ دید کلی: ممکن است تصور شود که ساخت مدارهای مجتمع ، شامل تعداد زیادی قطعه بهم متصل شده روی یک بستر Si از جنبه فنی و اقتصادی مخاطره آمیز باشد، در حالی که روشهای نوین امکان انجام اینکار را بصورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته است. در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را میتوان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر امکان ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است که این فرآیند تولید گروهی Batch Fabrication نامیده میشود. این مدارها که بطور کامل روی یک تراشه نیم رسانا قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده می‌شوند دید کلی: ممکن است تصور شود که ساخت مدارهای مجتمع ، شامل تعداد زیادی قطعه بهم متصل شده روی یک بستر Si از جنبه فنی و اقتصادی مخاطره آمیز باشد، در حالی که روشهای نوین امکان انجام اینکار را بصورت مطمئن و نسبتا کم هزینه فراهم ساخته است. در بیشتر مواقع یک مدار کامل روی تراشه Si را میتوان بسیار ارزانتر و مطمئنتر از یک مدار مشابه با استفاده از قطعات مجزا تولید کرد. دلیل اصلی این امر امکان ساخت صدها مدار مشابه بطور همزمان روی پولک Si است که این فرآیند تولید گروهی Batch Fabrication نامیده میشود. این مدارها که بطور کامل روی یک تراشه نیم رسانا قرار می‌گیرند مدارهای یکپارچه نامیده می‌شوند. واژه یکپارچه از لحاظ ادبی که به معنای تک سنگی بوده و به مفهوم آن است که کل مدار در یک قطعه واحد از نیم رسانا جا داده شده است. مهمترین عنصر تکنولوژی IC تراشه یکپارچه است که می‌تواند دارای هزاران یا میلیونها ترانزیستور منفرد باشد، این مدارها روی پولک Si به قطر 6 یا 8 اینچ ساخته می‌شوند. پس این مدارها با استفاده از زدایش انتخابی ، برش یا خراش توسط تیغه الماسی یا لیزر و شکستن آن به مربعها یا مستطیلهای کوچک از مدارهای منفرد تفکیک میشود و پس از آن هر مدار روی یک بستر مناسب نصب شده و اتصال زنی و بسته بندی انجام می‌گیرد. فرآیند ساخت نقاب گذاری و آلایش انتخابی هدف از فرآیند ساخت ، آلایش انتخابی نواحی معین از نیم رسانا و اتصال مناسب عناصر بدست آمده بوسیله یک الگوی فلز کاری است. با منظور کردن مراحل اکسایش ، تعداد عملیات بکار رفته در ساخت یک مدار می‌تواند کاملا زیاد باشد به عنوان مثال ترانزیستور نفوذ داده شده را در نظر می‌گیریم، مراحل اساسی عبارتند از: رشد لایه اکسید اول بازکردن یک پنجره در SiO2 برای نفوذ بیس انجام نفوذ بر رشد یک لایه اکسید دوم باز کردن یک پنجره برای نفوذ امیتر انجام نفوذ فسفر رشد یک لایه اکسید سوم باز کردن پنجره‌هایی برای اتصالات بیس و امیتر تبخیر Al روی سطح برداشتن Al بجز در الگوهای فلز کاری مورد نظر در این مثال ساده دو مرحله اکسایش ، دو نفوذ و یک فلز کاری بکار رفته است. تعداد نقابهای لازم 4 عدد است، دو تا برای نفوذ ، یکی برای پنجره‌های اتصالات و یکی برای تعریف فلز کاری. برای مدارهای مجتمع مراحل خیلی بیشتر و در نتیجه نقابهای خیلی زیادی لازم است. نکته مهم کاهش ابعاد هر مدار و استفاده از پولکهای بزرگ به منظور افزایش تعداد قطعات قابل استفاده از تولید گروهی است. مفهوم این امر این است که نقابهای مختلف باید بسیار دقیق بوده و در طی هر مرحله لیتوگرافی نوری بخوبی همراستا شوند. در حالت کلی یک نسخه دقیق از الگوی مورد نظر برای یکی از مراحل نقاب گذاری ، برای عضوی از آرایه مدارها تهیه میشود. این نسخه اولیه عکسبرداری شده و ابعاد آن کاهش می‌یابد. سپس یک دوربین با تکرار مرحله‌ای برای عکسبرداری از الگوی کوچک شده و انجام کوچک سازی نهایی مورد استفاده قرار گرفته و این روند را برای هر مستطیل در آرایه نهایی که می‌تواند دارای صدها الگوی مشابه باشد تکرار می‌کند. آرایه الگوی نهایی روی یک نقاب شیشه‌ای چاپ شده و این نقاب در مرحله لیتوگرافی روی پولک Si قرار داده میشود لیتوگرافی خط - ریز Fine - Line Lithography تلاش در جهت جا دادن چگالی عملیاتی مدام در حال افزایش روی یک تراشه Si اشتیاق شدیدی برای هر چه کوچکتر ساختن اجزاء مدار بوجود آورده است. شرایط بدعت و مصرف توان نیز طراحان را به استفاده از ابعاد کوچکتر متمایل می‌کند. لیتوگرافی نوری عامل محدود کننده فرآیند کاهش ابعاد است، اگر از نور فرابنفش برای تاباندن به لایه حساس به نور از طریق یک نقاب استفاده شود. حداقل پهنای خطوط در نهایت به دلیل آثار تفرقی یا پراش به چند طول موج محدود میشود. برای مثال برای یک ماوراء بنفش به طول موج 0.35 میکرو متر نباید انتظار داشت که پهنای خطوط کمتر از حدود 1 میکرو متر باشد. بدیهی است که برای ابعاد هندسی زیر میکرونی لازم است که طول موجهای کوتاهتر به لایه حساس نور تابانده شود. بنابه قضیه دوبروی که طول موج یک ذره بطور معکوس با ممان تغییر می‌کند پس برای دستیابی به طول موجهای کوتاهتر باید ذرات سنگینتر یا فوتونهای پر انرژی در نظر گرفته شود. لکترونها ، یونها یا پروتوهای ایکس بهترین مورد در این خصوص هستند. عایق سازی Isolon ati یک مرحله مهم در فرآیند ساخت مدار مجتمع ایجاد عایق الکتریکی بین عناصر مدار است، اگر ترانزیستور دو قطبی روی یک تراشه ساخته میشود تمام نواحی کلکتور مشترک می‌بودند پس لازم است که بیشتر عناصر عایق سازی شده و سپس توسط الگوهای فلز کاری به یکدیگر متصل شوند. مثلا برای ترانزیستور n - p - n یک روش عایق سازی ، نفوذ الگویی از خندقهای نوع p در یک لایه رونشستی نوع n واقع در بستر از نوع p است. بستر نوع p پشتیبانی مکانیکی ساختار را بر عهده دارد و به همراه الگوی نفوذی نوع p نواحی عایق شده برای ماده نوع n را تعریف می‌کند. چون هر قطعه را میتوان در جزیره‌ای از نوع n قرار داد، با نگه داشتن ماده بستر نوع p در منفی‌ترین پتانسیل موجود در مدار ، عایق سازی خوبی بدست خواهد آمد. یک عیب این روش ظرفیت ذاتی موجود در پیوند نهایی عایق ساز p - n است. ظرفیت ایجاد شده بین دیواره‌های جانبی ناحیه n و پیوندهای نفوذ داده شده را میتوان با استفاده از ترکیبهای مختلف عایق اکسیدی حذف کرد. یک طرح عایق سازی که بویژه برای مدارهای با چگالی بالا مفید است در برگیرنده تشکیل چاله‌های نسبتا عمیق و پر کردن آن با پلی سیلیسیوم است. در این فرآیند یک لایه نیترید الگوسازی شده و به عنوان نقاب برای زدایش ناهمسانگرد سیلیسیوم به منظور تشکیل چاله بکار می‌رود. اکسایش داخل چاله تشکیل یک لایه عایق داده و بعد از آن با استفاده از روش نشست بخار شیمیایی چاله از پلی سیلیسیوم پر میشود ساخت مقاومتها و خازنها بیرون از تراشه Si فرآیند لایه ضخیم مقاومتها و الگوهای اتصالات داخلی روی یک بستر سرامیکی به روش سیلک اسکرین Silk Screen__ (نوعی سیستم چاپ که در آن روی چهار چوبی پارچه مخصوص توری کشیده میشود و طرح مورد نظر روی این پارچه پیاده میشود و با عبور رنگ در سوراخهای باز و بسته توری نقش دلخواه روی هر چه که بخواهیم چاپ می‌شوند) چاپ می‌شوند خمیرهای مقاومتی و هدایتی متشکل از پودرهای فلزی در شکل سازمان یافته روی بستر چاپ شده و در یک اجاق حرارت داده می‌شوند. فرآیند لایه نازک از دقت و کوچک سازی بیشتری برخوردار بوده و عموما در جایی که فضا اهمیت دارد ترجیح داده میشود الگوهای اتصال بندی و مقاومتهای لایه نازک را میتوان به روش خلا روی یک بستر سرامیکی شیشه‌ای یا لعابی نشاند. لایه‌های مقاومتی معمولا از جنس تانتالیوم یا سایر فلزات مقاومتی بوده و رساناها نیز غالبا آلومینیوم یا طلا هستند. مزایای مدارات مجتمع معایب ناشی از اتصال لحیم کاری شده در مدارهای با قطعات مجزا به میزان بسیار زیادی کاهش می‌یابد. بسیاری از عملیات مداری را میتوان در یک فضای کوچک جا داد، امکان بکار گیری تجهیزات الکترونیکی پیچیده در بسیاری از کاربردها که در آنها وزن و فضا اهمیت حیاتی دارد، نظیر وسایل نقلیه هوایی و فضایی وجود خواهد داشت. زمان پاسخ و سرعت انتقال سیگنال بین مدارها درصد قطعات مفید که در فرآیند تولید گروهی حاصل میشود، معمولا بر اثر وجود نقصهایی در پولک Si یا در مراحل ساخت قطعات معیوب نیز بوجود می‌آید. 3 لینک به دیدگاه
samaneh66 10265 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 28 خرداد، ۱۳۹۰ واژه یکپارچه از لحاظ ادبی که به معنای تک سنگی بوده و به مفهوم آن است که کل مدار در یک قطعه واحد از نیم رسانا جا داده شده است. مهمترین عنصر تکنولوژی IC تراشه یکپارچه است که می‌تواند دارای هزاران یا میلیونها ترانزیستور منفرد باشد، این مدارها روی پولک Si به قطر ۶ یا ۸ اینچ ساخته می‌شوند. پس این مدارها با استفاده از زدایش انتخابی ، برش یا خراش توسط تیغه الماسی یا لیزر و شکستن آن به مربعها یا مستطیلهای کوچک از مدارهای منفرد تفکیک میشود و پس از آن هر مدار روی یک بستر مناسب نصب شده و اتصال زنی و بسته بندی انجام می‌گیرد. . فرآیند ساخت . نقاب گذاری و آلایش انتخابی هدف از فرآیند ساخت ، آلایش انتخابی نواحی معین از نیم رسانا و اتصال مناسب عناصر بدست آمده بوسیله یک الگوی فلز کاری است. با منظور کردن مراحل اکسایش ، تعداد عملیات بکار رفته در ساخت یک مدار می‌تواند کاملا زیاد باشد به عنوان مثال ترانزیستور نفوذ داده شده را در نظر می‌گیریم، مراحل اساسی عبارتند از: رشد لایه اکسید اول بازکردن یک پنجره در SiO2 برای نفوذ بیس انجام نفوذ بر رشد یک لایه اکسید دوم باز کردن یک پنجره برای نفوذ امیتر انجام نفوذ فسفر رشد یک لایه اکسید سوم باز کردن پنجره‌هایی برای اتصالات بیس و امیتر تبخیر Al روی سطح برداشتن Al بجز در الگوهای فلز کاری مورد نظر در این مثال ساده دو مرحله اکسایش ، دو نفوذ و یک فلز کاری بکار رفته است. تعداد نقابهای لازم ۴ عدد است، دو تا برای نفوذ ، یکی برای پنجره‌های اتصالات و یکی برای تعریف فلز کاری. برای مدارهای مجتمع مراحل خیلی بیشتر و در نتیجه نقابهای خیلی زیادی لازم است. نکته مهم کاهش ابعاد هر مدار و استفاده از پولکهای بزرگ به منظور افزایش تعداد قطعات قابل استفاده از تولید گروهی است. مفهوم این امر این است که نقابهای مختلف باید بسیار دقیق بوده و در طی هر مرحله لیتوگرافی نوری بخوبی همراستا شوند. در حالت کلی یک نسخه دقیق از الگوی مورد نظر برای یکی از مراحل نقاب گذاری ، برای عضوی از آرایه مدارها تهیه میشود. این نسخه اولیه عکسبرداری شده و ابعاد آن کاهش می‌یابد. سپس یک دوربین با تکرار مرحله‌ای برای عکسبرداری از الگوی کوچک شده و انجام کوچک سازی نهایی مورد استفاده قرار گرفته و این روند را برای هر مستطیل در آرایه نهایی که می‌تواند دارای صدها الگوی مشابه باشد تکرار می‌کند. آرایه الگوی نهایی روی یک نقاب شیشه‌ای چاپ شده و این نقاب در مرحله لیتوگرافی روی پولک Si قرار داده میشود . لیتوگرافی خط – ریز Fine – Line Lithography تلاش در جهت جا دادن چگالی عملیاتی مدام در حال افزایش روی یک تراشه Si اشتیاق شدیدی برای هر چه کوچکتر ساختن اجزاء مدار بوجود آورده است. شرایط بدعت و مصرف توان نیز طراحان را به استفاده از ابعاد کوچکتر متمایل می‌کند. لیتوگرافی نوری عامل محدود کننده فرآیند کاهش ابعاد است، اگر از نور فرابنفش برای تاباندن به لایه حساس به نور از طریق یک نقاب استفاده شود. حداقل پهنای خطوط در نهایت به دلیل آثار تفرقی یا پراش به چند طول موج محدود میشود. برای مثال برای یک ماوراء بنفش به طول موج ۰٫۳۵ میکرو متر نباید انتظار داشت که پهنای خطوط کمتر از حدود ۱ میکرو متر باشد. بدیهی است که برای ابعاد هندسی زیر میکرونی لازم است که طول موجهای کوتاهتر به لایه حساس نور تابانده شود. بنابه قضیه دوبروی که طول موج یک ذره بطور معکوس با ممان تغییر می‌کند پس برای دستیابی به طول موجهای کوتاهتر باید ذرات سنگینتر یا فوتونهای پر انرژی در نظر گرفته شود. لکترونها ، یونها یا پروتوهای ایکس بهترین مورد در این خصوص هستند. . عایق سازی Isolon atiیک مرحله مهم در فرآیند ساخت مدار مجتمع ایجاد عایق الکتریکی بین عناصر مدار است، اگر ترانزیستور دو قطبی روی یک تراشه ساخته میشود تمام نواحی کلکتور مشترک می‌بودند پس لازم است که بیشتر عناصر عایق سازی شده و سپس توسط الگوهای فلز کاری به یکدیگر متصل شوند. مثلا برای ترانزیستور n – p – n یک روش عایق سازی ، نفوذ الگویی از خندقهای نوع p در یک لایه رونشستی نوع n واقع در بستر از نوع p است. بستر نوع p پشتیبانی مکانیکی ساختار را بر عهده دارد و به همراه الگوی نفوذی نوع p نواحی عایق شده برای ماده نوع n را تعریف می‌کند. چون هر قطعه را میتوان در جزیره‌ای از نوع n قرار داد، با نگه داشتن ماده بستر نوع p در منفی‌ترین پتانسیل موجود در مدار ، عایق سازی خوبی بدست خواهد آمد. یک عیب این روش ظرفیت ذاتی موجود در پیوند نهایی عایق ساز p – n است. ظرفیت ایجاد شده بین دیواره‌های جانبی ناحیه n و پیوندهای نفوذ داده شده را میتوان با استفاده از ترکیبهای مختلف عایق اکسیدی حذف کرد. یک طرح عایق سازی که بویژه برای مدارهای با چگالی بالا مفید است در برگیرنده تشکیل چاله‌های نسبتا عمیق و پر کردن آن با پلی سیلیسیوم است. در این فرآیند یک لایه نیترید الگوسازی شده و به عنوان نقاب برای زدایش ناهمسانگرد سیلیسیوم به منظور تشکیل چاله بکار می‌رود. اکسایش داخل چاله تشکیل یک لایه عایق داده و بعد از آن با استفاده از روش نشست بخار شیمیایی چاله از پلی سیلیسیوم پر میشود ساخت مقاومتها و خازنها بیرون از تراشه Si . فرآیند لایه ضخیم مقاومتها و الگوهای اتصالات داخلی روی یک بستر سرامیکی به روش سیلک اسکرین Silk Screen__ (نوعی سیستم چاپ که در آن روی چهار چوبی پارچه مخصوص توری کشیده میشود و طرح مورد نظر روی این پارچه پیاده میشود و با عبور رنگ در سوراخهای باز و بسته توری نقش دلخواه روی هر چه که بخواهیم چاپ می‌شوند) چاپ می‌شوند خمیرهای مقاومتی و هدایتی متشکل از پودرهای فلزی در شکل سازمان یافته روی بستر چاپ شده و در یک اجاق حرارت داده می‌شوند. . فرآیند لایه نازک از دقت و کوچک سازی بیشتری برخوردار بوده و عموما در جایی که فضا اهمیت دارد ترجیح داده میشود الگوهای اتصال بندی و مقاومتهای لایه نازک را میتوان به روش خلا روی یک بستر سرامیکی شیشه‌ای یا لعابی نشاند. لایه‌های مقاومتی معمولا از جنس تانتالیوم یا سایر فلزات مقاومتی بوده و رساناها نیز غالبا آلومینیوم یا طلا هستند. . مزایای مدارات مجتمع معایب ناشی از اتصال لحیم کاری شده در مدارهای با قطعات مجزا به میزان بسیار زیادی کاهش می‌یابد. بسیاری از عملیات مداری را میتوان در یک فضای کوچک جا داد، امکان بکار گیری تجهیزات الکترونیکی پیچیده در بسیاری از کاربردها که در آنها وزن و فضا اهمیت حیاتی دارد، نظیر وسایل نقلیه هوایی و فضایی وجود خواهد داشت. . زمان پاسخ و سرعت انتقال سیگنال بین مدارها درصد قطعات مفید که در فرآیند تولید گروهی حاصل میشود، معمولا بر اثر وجود نقصهایی در پولک Si یا در مراحل ساخت قطعات معیوب نیز بوجود می‌آید. 3 لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده