Ολοκληρωμένο κύκλωμα: Διαφορά μεταξύ των αναθεωρήσεων

Περιήγηση ιστορικού διαδραστικά

← Προηγούμενη διαφορά Επόμενη διαφορά →

Περιεχόμενο που διαγράφηκε Περιεχόμενο που προστέθηκε

ΟπτικήΚώδικας wiki

Ενδογραμμικά

Έκδοση από την 06:20, 8 Οκτωβρίου 2014

@@ Γραμμή 1: / Γραμμή 1: @@
 [[Αρχείο:Diopsis.jpg|right|thumb|200px|Ολοκληρωμένο κύκλωμα]]
-'''Ολοκληρωμένο κύκλωμα''' (γνωστό ως IC<{{en}} ''integrated 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 Ιστορία 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 πλειονότητα των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων δημιουργούνται πάνω σε φύλλα [[ημιαγωγός|ημιαγωγών]], κατά κύριο λόγο [[πυρίτιο|πυριτίου]]. Το ''φύλλο'' (ημιαγωγού) ονομάζεται στα [[Αγγλική γλώσσα|αγγλικά]] '''τσιπ''' ('''chip'''),<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''.
-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''.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" />
-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.
-==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, εφεύρεση για την οποία 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 ελλιπής, υπήρχαν διάφορα πρακτικά προβλήματα, όπως η σύνδεση των στοιχείων του ολοκληρωμένου.<ref name="ιστορία" /> Ο [[Ρόμπερτ Νόις]] έλυσε αυτά τα προβλήματα,<ref name="ιστορία" /> όπως την εφεύρεση μιας μεθόδου για τη μηχανοποιημένη προσθήκη μικρών μεταλλικών καλωδίων πάνω στους κύβους. Έτσι, ξεκίνησε η μαζική παραγωγή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Ο Νόις 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 διαχωρίζοντάς την στα δύο. Υπάρχουν τέσσερις [[γενιές υπολογιστών]], οι δύο πρώτες ''γενιά λυχνίας κενού'' και ''γενιά κρυσταλλοτριόδου'' δεν κατασκευάζονται από ολοκληρωμένα κυκλώματα, ενώ οι επόμενες δύο ''γενιά ολοκληρωμένου κυκλώματος'' και ''γενιά μικροεπεξεργαστή'' χρησιμοποιούν ολοκληρωμένα κυκλώματα και η τέταρτη χρησιμοποιεί το ολοκληρωμένο κύκλωμα [[μικροεπεξεργαστής]].
-Η εξέλιξη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων ακολουθεί τον [[νόμος του Μουρ|νόμο του Μουρ]], ''το πλήθος των κρυσταλλοτριόδων ανά τετραγωνική ίντσα ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος διπλασιάζεται κάθε 18 μήνες''.
-==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.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> Περιέχουν τις μεμονωμένες 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.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" /> Περιέχουν λειτουργικές δομικές μονάδες ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" />
-*LSI: ''Μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης'' είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν 200 με περίπου 200000 λογικές πύλες.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" />
-*VLSI: ''Πολύ μεγάλης κλίμακας ολοκλήρωσης'' είναι τα ολοκληρωμένα κυκλώματα τα οποία περιλαμβάνουν πολλές λογικές πύλες.
-==Κατασκευή==
-Η περιγραφόμενη μέθοδος περιγράφει τη συνήθη μηχανοποιημένη μέθοδο κατασκευής ολοκληρωμένου κυκλώματος πάνω σε φύλλο πυριτίου. Η μέθοδος αυτή ονομάζεται [[φωτολιθογραφία]], μία μέθοδος που στηρίζεται στις επιστρώσεις, τις μάσκες την ακτινοβόληση.
-Αρχικά, υπάρχει ένα πλακίδιο [[μονοκρύσταλλος|μονοκρυσταλλικού]] πυριτίου, δηλαδή ένα πολύ λεπτό επίπεδο φύλλο. Πάνω στο φύλλο θεωρούνται εκατοντάδες κύβοι. Κάθε κύβος δέχεται διαδοχικά την ίδια διαδικασία, ώστε να χρησιμοποιείται η ίδια μάσκα για εκατοντάδες κύβους, αν και μερικές εταιρίες προσφέρονται να δημιουργήσουν πλακίδια διαφορετικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων για να εξυπηρετήσουν ανάγκες μικρής ζήτησης.
-Το φύλλο επιστρώνεται με φωτοευαίσθητο [[φιλμ]].<ref name="ιστορία" /> Πάνω από το φύλλο τοποθετείται μια μάσκα και ύστερα ακτινοβολείται με [[υπεριώδης ακτινοβολία|υπεριώδη ακτινοβολία]].<ref name="ιστορία" /> Η μάσκα προστατεύει τις περιοχές του φύλλου που δεν πρέπει να αλλάξουν, ενώ δεν προστατεύει τις περιοχές που χρειάζονται διαμόρφωση.<ref name="ιστορία" /> Μετά από αυτή τη διαδικασία το φιλμ εμφανίζεται και απομακρύνεται από τις ακτινοβολημένες περιοχές.<ref name="ιστορία" /> Οι απροστάτευτες περιοχές δέχονται κάποια επεξεργασία, όπως [[νόθευση]].
-Η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται μέχρι να δημιουργηθούν όλα τα στοιχεία του κυκλώματος.<ref name="ιστορία" /> Στο τέλος το φύλλο επιμεταλλώνεται, επαναλαμβάνεται η παραπάνω διαδικασία και το απροστάτευτο τμήμα του μετάλλου απομακρύνεται με [[οξύ]].
-Το τελικό αποτέλεσμα είναι πάνω στο πλακίδιο να έχει δημιουργηθεί ένα μοτίβο από ολοκληρωμένα κυκλώματα. Οι κύβοι ελέγχονται αν λειτουργούν πάνω στο πλακίδιο.<ref name="ψηφιακή σχεδίαση" />
-Ύστερα το πλακίδιο διαμελίζεται στα ολοκληρωμένα, αφαιρούνται αυτά που δε λειτουργούν. Το κάθε ολοκληρωμένο συνδέεται με τους ακροδέκτες του κουτιού, συσκευάζεται, ελέγχεται για τελευταία φορά και αν λειτουργεί σωστά είναι έτοιμο.
-==Αναφορές==
-{{παραπομπές}}
 [[Κατηγορία:Ηλεκτρονική]]