Ολοκληρωμένο κύκλωμα: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων
μ διόρθωση προτύπου {{αγγλικά}}->{{en}} |
+ιστορία (edited with ProveIt) |
||
| Γραμμή 1: | Γραμμή 1: | ||
[[Αρχείο:Diopsis.jpg|right|thumb|200px|Ολοκληρωμένο κύκλωμα]] |
[[Αρχείο:Diopsis.jpg|right|thumb|200px|Ολοκληρωμένο κύκλωμα]] |
||
'''Ολοκληρωμένο κύκλωμα''' (γνωστό ως IC<{{en}}''intergrated circuit'') ονομάζεται ένα [[Ηλεκτρικό κύκλωμα|κύκλωμα]] συνδεδεμένων [[λογική πύλη|λογικών πυλών]].<ref name="ψηφιακή σχεδίαση">{{cite book | title=Ψηφιακή Σχεδίαση Αρχές & Πρακτικές | author=John F. Wakerly | publisher=Κλειδάριθμος | pages=15-18 | isbn=960-209-728-0}}</ref> Η συντριπτική πλειοψηφία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων δημιουργούνται πάνω σε φύλλα [[ημιαγωγός|ημιαγωγών]], κατά κύριο λόγο [[πυρίτιο|πυριτίου]]. Το ''φύλλο'' (ημιαγωγού) ονομάζεται αγγλιστί '''τσιπ''',<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> από το οποίο προκύπτει μια εναλλακτική ονομασία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Όταν αυτό το φύλλο είναι της κλίμακας των [[μικρόμετρο|μικρομέτρων]] ονομάζεται και ''μικροτσίπ''. |
'''Ολοκληρωμένο κύκλωμα''' (γνωστό ως IC<{{en}}''intergrated circuit'') ή απλά ''ολοκληρωμένο''<ref name="ιστορία">{{cite web | url=http://www.eng.ucy.ac.cy/mmichael/courses/ECE407/lecture_notes/ICs_story.pdf | title=Γρήγορη Αναδρομή Στην Ισοτρία Των Ολοκληρωμένων Κυκλωμάτων | accessdate=2011-07-07 | publisher=Πανεπιστήμιο Κύπρου}}</ref> ονομάζεται ένα [[Ηλεκτρικό κύκλωμα|κύκλωμα]] συνδεδεμένων [[λογική πύλη|λογικών πυλών]], δημιουργημένο πάνω σε ένα φύλλο.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση">{{cite book | title=Ψηφιακή Σχεδίαση Αρχές & Πρακτικές | author=John F. Wakerly | publisher=Κλειδάριθμος | pages=15-18 | isbn=960-209-728-0}}</ref> Η συντριπτική πλειοψηφία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων δημιουργούνται πάνω σε φύλλα [[ημιαγωγός|ημιαγωγών]], κατά κύριο λόγο [[πυρίτιο|πυριτίου]]. Το ''φύλλο'' (ημιαγωγού) ονομάζεται αγγλιστί '''τσιπ''',<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> από το οποίο προκύπτει μια εναλλακτική ονομασία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Όταν αυτό το φύλλο είναι της κλίμακας των [[μικρόμετρο|μικρομέτρων]] ονομάζεται και ''μικροτσίπ''. |
||
| ⚫ | |||
Οι λογικές πύλες με την παρούσα τεχνολογία υλοποιούνται με [[παθητικό στοιχείο|παθητικά στοιχεία]], οπότε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι παθητικά. |
Οι λογικές πύλες με την παρούσα τεχνολογία υλοποιούνται με [[παθητικό στοιχείο|παθητικά στοιχεία]], οπότε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι παθητικά. |
||
Ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε στοιχείο ηλεκτρονικού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται σήμερα και θεωρούνται επανάσταση στον τομέα της ηλεκτρονικής. |
Ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε στοιχείο ηλεκτρονικού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται σήμερα και θεωρούνται επανάσταση στον τομέα της ηλεκτρονικής. |
||
==Ιστορία== |
|||
Το 1950 είχε εμφανιστεί η [[τρανζίστορ|κρυσταλλοτρίοδος]], ενώ είχαν κατασκευαστεί ηλεκτρονικοί υπολογιστές με [[λυχνία κενού|λυχνίες κενού]] και κρυσταλλοτριόδους.<ref name="ιστορία" /> Το πρόβλημα των μηχανικών εκείνης της εποχής ήταν ότι δεν υπήρχε αξιόπιστος τρόπος να κατασκευάζονται περίπλοκα και μεγάλα λογικά κυκλώματα, γνωστό και ως ''τυραννία των αριθμών''.<ref name="ιστορία" /> Το 1958 ο [[Τζακ Κίλμπυ]], ερευνητής της εταιρίας Texas Instrument, ερευνώντας πυρετωδώς τρόπους για τη σμίκρυνση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων εφηύρε το ολοκληρωμένο κύκλωμα, για την οποία εφεύρεση βραβεύθηκε με [[βραβείο Νόμπελ φυσικής]] το 2000. Η ιδέα του ήταν να δημιουργούνται τα στοιχεία του κυκλώματος πάνω σε ένα φύλλο ημιαγωγού με μηχανοποιημένο και συστηματικό τρόπο, αντί να συνδέονται και να τοποθετούνται τα διάφορα στοιχεία του κυκλώματος με το χέρι. Η δημιουργία των στοιχείων γίνεται με νοθεύσεις άλλων στοιχείων και επιστρώσεις. |
|||
Η τεχνογνωσία για τη [[μαζική παραγωγή]] ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ήταν ακόμη ελιπής, υπήρχαν διάφορα πρακτικά προβλήματα, όπως η σύνδεση των στοιχείων του ολοκληρωμένου.<ref name="ιστορία" /> Ο [[Ρόμπερτ Νόυς]] έλυσε αυτά τα προβλήματα,<ref name="ιστορία" /> όπως την εφεύρεση μιας μέθοδου για τη μηχανοποιημένη προσθήκη μικρών μεταλλικών καλωδίων πάνω στους κύβους. Έτσι, ξεκίνησε η μαζική παραγωγή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ο Νόυς συνίδρυσε την [[Intel]], μια από τις πιο σημαντικές κατασκευάστριες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στον κόσμο.<ref name="ιστορία" /> |
|||
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα ήταν μια τομή στην ιστορία των υπολογιστών διαχορίζοντάς την στα δύο. Υπάρχουν τέσσερις [[γεννιές υπολογιστών]], οι δύο πρώτες ''γεννια λυχνίας κενού'' και ''γεννιά κρυσταλλοτριόδου'' δεν κατασκευάζονται από ολοκληρωμένα κυκλώματα, ενώ οι επόμενες δύο ''γεννιά ολοκληρωμένου κυκλώματος'' και ''γεννιά μικροεπεξεργαστή'' χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα κυκλώματα και η τέταρτη χρησιμοποιεί το ολοκληρωμένο κύκλωμα [[μικροεπεξεργαστής]]. |
|||
==Διάκριση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων== |
|||
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες SSI, MSI, LSI και [[VLSI]], ανάλογα με τον αριθμό των λογικών πυλών από τα οποία αποτελούνται. |
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες SSI, MSI, LSI και [[VLSI]], ανάλογα με τον αριθμό των λογικών πυλών από τα οποία αποτελούνται. |
||
| Γραμμή 14: | Γραμμή 26: | ||
==Κατασκευή== |
==Κατασκευή== |
||
| ⚫ | |||
Τα πλακίδια είναι πολύ λεπτές φέτες [[μονοκρύσταλλος|μονοκρυσταλλικού]] πυριτίου. Η επιφάνεια τους επεξεργάζεται με [[λιθογραφία]] για τη δημιουργία [[τρανζίστορ|κρυσταλλοτριόδων]] (οι οποίες συνθέτουν τις λογικές πύλες) και άλλων παθητικών στοιχείων με διάφορες τεχνικές, όπως η [[οξείδωση]], η [[νόθευση]] και άλλες. Το τελικό αποτέλεσμα είναι πάνω στο πλακίδιο να έχει δημιουργηθεί ένα μοτίβο από επαναλαμβανόμενα ίδια ολοκληρωμένα κυκλώματα, αν και μερικές εταιρίες προσφέρονται να δημιουργήσουν πλακίδια διαφορετικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για να εξυπηρετήσουν ανάγκες μικρής ζήτησης. Οι κύβοι ελέγχονται αν λειτουργούν και ύστερα διαχωρίζονται.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> |
Τα πλακίδια είναι πολύ λεπτές φέτες [[μονοκρύσταλλος|μονοκρυσταλλικού]] πυριτίου. Η επιφάνεια τους επεξεργάζεται με [[λιθογραφία]] για τη δημιουργία [[τρανζίστορ|κρυσταλλοτριόδων]] (οι οποίες συνθέτουν τις λογικές πύλες) και άλλων παθητικών στοιχείων με διάφορες τεχνικές, όπως η [[οξείδωση]], η [[νόθευση]] και άλλες. Το τελικό αποτέλεσμα είναι πάνω στο πλακίδιο να έχει δημιουργηθεί ένα μοτίβο από επαναλαμβανόμενα ίδια ολοκληρωμένα κυκλώματα, αν και μερικές εταιρίες προσφέρονται να δημιουργήσουν πλακίδια διαφορετικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για να εξυπηρετήσουν ανάγκες μικρής ζήτησης. Οι κύβοι ελέγχονται αν λειτουργούν και ύστερα διαχωρίζονται.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> |
||
Έκδοση από την 09:29, 7 Ιουλίου 2011
Ολοκληρωμένο κύκλωμα (γνωστό ως IC<(Αγγλικά)intergrated circuit) ή απλά ολοκληρωμένο[1] ονομάζεται ένα κύκλωμα συνδεδεμένων λογικών πυλών, δημιουργημένο πάνω σε ένα φύλλο.[2] Η συντριπτική πλειοψηφία των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων δημιουργούνται πάνω σε φύλλα ημιαγωγών, κατά κύριο λόγο πυριτίου. Το φύλλο (ημιαγωγού) ονομάζεται αγγλιστί τσιπ,[2] από το οποίο προκύπτει μια εναλλακτική ονομασία του ολοκληρωμένου κυκλώματος. Όταν αυτό το φύλλο είναι της κλίμακας των μικρομέτρων ονομάζεται και μικροτσίπ.
Στη φάση κατασκευής τους τα ολοκληρωμένα κυκλώματα (τα οποία ακόμη δεν έχουν ολοκληρωθεί ώστε να λειτουργήσουν) ονομάζονται κύβοι και φτιάχνονται κατά εκατοντάδες πάνω σε πλακίδια.[2]
Οι λογικές πύλες με την παρούσα τεχνολογία υλοποιούνται με παθητικά στοιχεία, οπότε τα ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι παθητικά.
Ολοκληρωμένα κυκλώματα χρησιμοποιούνται σχεδόν σε κάθε στοιχείο ηλεκτρονικού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται σήμερα και θεωρούνται επανάσταση στον τομέα της ηλεκτρονικής.
Ιστορία
Το 1950 είχε εμφανιστεί η κρυσταλλοτρίοδος, ενώ είχαν κατασκευαστεί ηλεκτρονικοί υπολογιστές με λυχνίες κενού και κρυσταλλοτριόδους.[1] Το πρόβλημα των μηχανικών εκείνης της εποχής ήταν ότι δεν υπήρχε αξιόπιστος τρόπος να κατασκευάζονται περίπλοκα και μεγάλα λογικά κυκλώματα, γνωστό και ως τυραννία των αριθμών.[1] Το 1958 ο Τζακ Κίλμπυ, ερευνητής της εταιρίας Texas Instrument, ερευνώντας πυρετωδώς τρόπους για τη σμίκρυνση των ηλεκτρικών κυκλωμάτων εφηύρε το ολοκληρωμένο κύκλωμα, για την οποία εφεύρεση βραβεύθηκε με βραβείο Νόμπελ φυσικής το 2000. Η ιδέα του ήταν να δημιουργούνται τα στοιχεία του κυκλώματος πάνω σε ένα φύλλο ημιαγωγού με μηχανοποιημένο και συστηματικό τρόπο, αντί να συνδέονται και να τοποθετούνται τα διάφορα στοιχεία του κυκλώματος με το χέρι. Η δημιουργία των στοιχείων γίνεται με νοθεύσεις άλλων στοιχείων και επιστρώσεις.
Η τεχνογνωσία για τη μαζική παραγωγή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ήταν ακόμη ελιπής, υπήρχαν διάφορα πρακτικά προβλήματα, όπως η σύνδεση των στοιχείων του ολοκληρωμένου.[1] Ο Ρόμπερτ Νόυς έλυσε αυτά τα προβλήματα,[1] όπως την εφεύρεση μιας μέθοδου για τη μηχανοποιημένη προσθήκη μικρών μεταλλικών καλωδίων πάνω στους κύβους. Έτσι, ξεκίνησε η μαζική παραγωγή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ο Νόυς συνίδρυσε την Intel, μια από τις πιο σημαντικές κατασκευάστριες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων στον κόσμο.[1]
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα ήταν μια τομή στην ιστορία των υπολογιστών διαχορίζοντάς την στα δύο. Υπάρχουν τέσσερις γεννιές υπολογιστών, οι δύο πρώτες γεννια λυχνίας κενού και γεννιά κρυσταλλοτριόδου δεν κατασκευάζονται από ολοκληρωμένα κυκλώματα, ενώ οι επόμενες δύο γεννιά ολοκληρωμένου κυκλώματος και γεννιά μικροεπεξεργαστή χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα κυκλώματα και η τέταρτη χρησιμοποιεί το ολοκληρωμένο κύκλωμα μικροεπεξεργαστής.
Διάκριση ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες SSI, MSI, LSI και VLSI, ανάλογα με τον αριθμό των λογικών πυλών από τα οποία αποτελούνται.
- SSI: Μικρής κλίμακας ολοκλήρωσης ((ολοκληρωμένα) κυκλώματα) είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν μία με είκοσι λογικές πύλες.[2] Περιέχουν τις μεμονωνμένες λογικές πύλες που μπορεί να χρειάζεται ένα απλό κύκλωμα.
- MSI: Μεσαίας κλίμακας ολοκλήρωσης είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν είκοσι με 200 λογικές πύλες.[2] Περιέχουν λειτουργικές δομικές μονάδες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.[2]
- LSI: Μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν 200 με περίπου 200000 λογικές πύλες.[2]
- VLSI: Πολύ μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν πολλές λογικές πύλες.
Κατασκευή
Τα πλακίδια είναι πολύ λεπτές φέτες μονοκρυσταλλικού πυριτίου. Η επιφάνεια τους επεξεργάζεται με λιθογραφία για τη δημιουργία κρυσταλλοτριόδων (οι οποίες συνθέτουν τις λογικές πύλες) και άλλων παθητικών στοιχείων με διάφορες τεχνικές, όπως η οξείδωση, η νόθευση και άλλες. Το τελικό αποτέλεσμα είναι πάνω στο πλακίδιο να έχει δημιουργηθεί ένα μοτίβο από επαναλαμβανόμενα ίδια ολοκληρωμένα κυκλώματα, αν και μερικές εταιρίες προσφέρονται να δημιουργήσουν πλακίδια διαφορετικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για να εξυπηρετήσουν ανάγκες μικρής ζήτησης. Οι κύβοι ελέγχονται αν λειτουργούν και ύστερα διαχωρίζονται.[2]
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα συνήθως συσκευάζονται και συνδέονται με πακέτα,[2] μαύρα κουτάκια με ακροδέκτες που τα προστατεύουν από το εξωτερικό περιβάλλον.