labarai

Wataƙila bayan dokar Ohm, doka ta biyu mafi shahara a cikin kayan lantarki ita ce dokar Moore: Adadin transistor da za a iya kera akan na'ura mai haɗawa ya ninka sau biyu kowace shekara biyu ko makamancin haka. Tun da girman guntu ya kasance kusan iri ɗaya, wannan yana nufin cewa mutum transistor zai zama karami a kan lokaci. Mun fara tsammanin sabon ƙarni na kwakwalwan kwamfuta tare da ƙananan siffofi masu girma don bayyana a cikin sauri na al'ada, amma menene ma'anar yin ƙananan abubuwa?
A cikin karnin da ya gabata, injiniyan lantarki ya sami ci gaba mai girma. A cikin 1920s, rediyon AM mafi ci gaba sun ƙunshi bututu mai yawa, manyan inductor da yawa, capacitors da resistors, ɗimbin mita na wayoyi da aka yi amfani da su azaman eriya, da manyan batura masu yawa. don kunna duka na'urar.A yau, za ka iya Saurara fiye da dozin music streaming ayyuka a kan na'urar a cikin aljihunka, kuma za ka iya yi more.Amma miniaturization ba kawai ga portability: shi ne cikakken zama dole don cimma aikin da muke sa ran daga mu na'urorin a yau.
Ɗaya daga cikin fa'idodin ƙananan sassa shine cewa suna ba ku damar haɗa ƙarin ayyuka a cikin ƙarar guda ɗaya. Wannan yana da mahimmanci musamman ga da'irori na dijital: ƙarin abubuwan haɗin gwiwa yana nufin za ku iya yin ƙarin aiki a cikin adadin lokaci ɗaya. Misali, a ka'idar, Adadin bayanan da na'ura mai sarrafa 64-bit ke sarrafa ya ninka sau takwas na CPU 8-bit da ke aiki a mitar agogo ɗaya. Amma kuma yana buƙatar sau takwas fiye da abubuwa masu yawa: rajista, adder, bas, da dai sauransu duk sun ninka sau takwas girma. .Don haka ko dai kuna buƙatar guntu mai girma sau takwas ko kuma transistor wanda ya ninka sau takwas.
Hakanan gaskiya ne ga kwakwalwan ƙwaƙwalwar ajiya: Ta hanyar yin ƙananan transistor, kuna da ƙarin sararin ajiya a cikin ƙarar guda ɗaya.The pixels a mafi yawan nuni a yau an yi su ne da transistor film na bakin ciki, don haka yana da ma'ana don ƙaddamar da su da kuma cimma matsaya mafi girma. , ƙananan transistor, mafi kyau, kuma akwai wani dalili mai mahimmanci: aikin su yana inganta sosai. Amma me yasa daidai?
A duk lokacin da ka yi transistor, zai samar da wasu ƙarin abubuwa kyauta.Kowane tashoshi yana da resistor a jere.Duk wani abu mai ɗauke da current shima yana da inductance kai.A ƙarshe, akwai ƙarfin aiki tsakanin duk conductors guda biyu suna fuskantar juna.Duk waɗannan tasirin. amfani da wutar lantarki da rage saurin transistor. Ƙimar ƙarfin parasitic yana da damuwa musamman: suna buƙatar caji da fitarwa duk lokacin da aka kunna ko kashe transistor, wanda ke buƙatar lokaci da halin yanzu daga wutar lantarki.
Matsakaicin ƙarfin da ke tsakanin masu gudanarwa guda biyu aiki ne na girman jikinsu: ƙaramin girman yana nufin ƙaramin ƙarfin ƙarfi. Kuma saboda ƙananan capacitors na nufin mafi girma da sauri da ƙananan ƙarfi, ƙananan transistor na iya gudu a mafi girman agogo kuma suna watsar da ƙarancin zafi a yin hakan.
Yayin da kake raguwa girman transistor, capacitance ba shine kawai tasirin da ke canzawa ba: akwai abubuwa masu ban mamaki da yawa na inji wanda ba a bayyane yake ga manyan na'urori ba. fiye da transistor kawai.Lokacin da kuka rage sauran abubuwan haɗin gwiwa, yaya suke yi?
Gabaɗaya magana, abubuwan da ake amfani da su kamar resistors, capacitors, da inductor ba za su yi kyau ba idan sun ƙarami: ta hanyoyi da yawa, za su yi muni. , don haka ajiye PCB sarari.
Za'a iya rage girman girman resistor ba tare da haifar da hasara mai yawa ba. An ba da juriya na wani abu ta hanyar, inda l shine tsayi, A shine yanki na giciye, kuma ρ shine tsayayyar abu. Kuna iya. kawai rage tsayi da giciye-sashe, kuma ya ƙare tare da ƙaramin juriya na jiki, amma har yanzu yana da juriya iri ɗaya. Rashin hasara kawai shine lokacin da aka watsar da wutar lantarki guda ɗaya, ƙananan resistors na jiki zasu haifar da zafi fiye da manyan resistors. resistors kawai za a iya amfani da su a cikin ƙananan da'ira. Wannan tebur yana nuna yadda matsakaicin ƙimar ƙarfin ƙarfin SMD ke raguwa yayin da girman su ya ragu.
A yau, mafi ƙarami resistor da za ka iya saya shi ne metric 03015 size (0.3 mm x 0.15 mm) rated ikon su ne kawai 20 mW kuma ana amfani da su kawai don da'irori da dissipate kadan iko kuma suna da iyaka iyaka a size.A karami metric 0201 Kunshin (0.2 mm x 0.1 mm) an sake shi, amma har yanzu ba a sanya shi cikin samarwa ba. Amma ko da sun bayyana a cikin kasida ta masana'anta, kada ku yi tsammanin za su kasance a ko'ina: yawancin na'urori masu ɗaukar hoto da wuraren ba su da cikakkiyar isa. don sarrafa su, don haka har yanzu suna iya zama samfuran alkuki.
Capacitors kuma za a iya rage girman su, amma wannan zai rage karfin su.Ka'idar don ƙididdige ƙarfin shunt capacitor shine, inda A shine yanki na allon, d shine nisa tsakanin su, kuma ε shine dielectric akai-akai. (kalar kayan tsaka-tsaki) .Idan capacitor (ainihin na'ura mai laushi) ya kasance kadan, dole ne a rage yankin, ta yadda za a rage karfin. shi ne don tari da yawa yadudduka tare.Saboda ci gaban a cikin kayan da masana'antu, wanda kuma sun sanya bakin ciki fina-finai (kananan d) da musamman dielectrics (tare da ya fi girma ε) yiwu, girman capacitors ya shrunk muhimmanci a baya 'yan shekarun da suka gabata.
Mafi ƙarancin capacitor samuwa a yau yana cikin kunshin 0201 ultra-small metric: kawai 0.25 mm x 0.125 mm. Capacitance su yana iyakance zuwa 100 nF har yanzu yana da amfani, kuma matsakaicin ƙarfin aiki shine 6.3 V. Har ila yau, waɗannan fakitin suna da ƙananan ƙananan kuma suna buƙatar kayan aiki na zamani don sarrafa su, yana iyakance karɓuwarsu.
Ga inductors, labarin yana da ɗan wayo. Ana ba da inductance na madaidaiciyar nada, inda N shine adadin juyi, A shine yanki na yanki na coil, l shine tsayinsa, kuma μ shine abu akai-akai (permeability) .Idan an rage duk girman da rabi, kuma za a rage inductance da rabi. Duk da haka, juriya na waya ya kasance iri ɗaya: wannan shi ne saboda tsayin da kuma giciye na waya an rage zuwa wani. kwata na ainihin ƙimar sa. Wannan yana nufin cewa kun ƙare da juriya iri ɗaya a cikin rabin inductance, don haka kuna rage rabin ingancin (Q) na nada.
Mafi ƙanƙanci samuwa mai hankali inductor yana ɗaukar girman inch 01005 (0.4 mm x 0.2 mm) .Wadannan sun kai 56 nH kuma suna da juriya na 'yan ohms. Inductor a cikin ƙaramin metric 0201 kunshin an saki a cikin 2014, amma da alama ba a taba shigar da su kasuwa ba.
An warware iyakokin jiki na inductor ta hanyar amfani da wani abu mai suna dynamic inductance, wanda za'a iya lura da shi a cikin coils da aka yi da graphene. Amma duk da haka, idan za'a iya kera shi ta hanyar kasuwanci, yana iya karuwa da kashi 50% a ƙarshe. Duk da haka, idan da'irar ku tana aiki a mitoci masu yawa, wannan ba lallai ba ne matsala. Idan siginar ku yana cikin kewayon GHz, 'yan nH coils yawanci isa.
Wannan ya kawo mu ga wani abu da aka ɗan rage a cikin ƙarni da suka gabata amma ba za ku lura nan da nan ba: tsayin daka da muke amfani da shi don sadarwa. Watsa shirye-shiryen rediyo na farko sun yi amfani da mitar AM mai matsakaicin matsakaicin kusan 1 MHz tare da tsawon kusan mita 300. Rukunin mitar FM da ke tsakiya a 100 MHz ko 3 mita ya zama sananne a cikin shekarun 1960, kuma a yau muna amfani da sadarwar 4G a kusa da 1 ko 2 GHz (kimanin 20 cm).Mafi girma mitoci na nufin ƙarin ƙarfin watsa bayanai.Saboda miniaturization ne muke da rahusa arha, abin dogaro kuma masu ceton makamashi waɗanda ke aiki akan waɗannan mitoci.
Rage tsayin daka na iya raguwar eriya saboda girmansu yana da alaƙa kai tsaye da mitar da suke buƙata don aikawa ko karɓa. Wayoyin hannu na yau ba sa buƙatar eriya masu tsayi masu tsayi, godiya ga sadaukarwar da suke yi a mitoci na GHz, wanda eriya ke buƙatar zama kusan guda ɗaya kawai. Tsawon centimita. Wannan ya sa galibin wayoyin hannu da har yanzu suna dauke da masu karɓar FM suna buƙatar ka shigar da belun kunne kafin amfani da su: rediyon yana buƙatar amfani da wayar kunne a matsayin eriya don samun isassun ƙarfin sigina daga waɗannan raƙuman ruwa masu tsayin mita ɗaya.
Amma game da da'irori da aka haɗa da ƙananan eriyanmu, idan sun kasance ƙanana, a zahiri sun zama mafi sauƙi don yin. Wannan ba wai kawai don transistor ya zama sauri ba, amma kuma saboda tasirin layin watsawa ba su da matsala. na waya ya wuce kashi ɗaya bisa goma na tsawon zangon, kana buƙatar la'akari da canjin lokaci tare da tsawonsa lokacin da za a tsara kewaye.idan ka solder hankali sassa tare, yana da ciwon kai, amma idan ka shimfiɗa da'irar a kan 'yan square millimeters, ba matsala.
Hasashen mutuwar Dokar Moore, ko kuma nuna cewa waɗannan tsinkaya ba daidai ba ne akai-akai, ya zama jigo mai maimaitawa a cikin aikin jarida na kimiyya da fasaha. Gaskiyar ita ce Intel, Samsung, da TSMC, masu fafatawa uku da ke kan gaba. na wasan, ci gaba da damfara ƙarin fasali a kowace murabba'in micrometer, da kuma shirin gabatar da tsararraki masu yawa na ingantattun kwakwalwan kwamfuta a nan gaba.Ko da yake ci gaban da suka samu a kowane mataki na iya zama mai girma kamar shekaru ashirin da suka wuce, da miniaturization na transistors. ya ci gaba.
Duk da haka, don abubuwan da ke da hankali, muna da alama mun kai iyakar yanayi: yin su karami baya inganta aikin su, kuma ƙananan abubuwan da ake samuwa a halin yanzu sun fi ƙanƙanta fiye da yawancin lokuta masu amfani. amma idan akwai Dokar Moore, za mu so mu ga yadda mutum ɗaya zai iya tura ƙalubalen siyarwar SMD.
A koyaushe ina so in dauki hoton resistor PTH da na yi amfani da shi a shekarun 1970s, in sanya SMD resistor a kai, kamar yadda nake musanya a / fita yanzu. Burina shi ne in sa 'yan uwana maza da mata (babu daya daga cikinsu. kayan lantarki) nawa canji, ciki har da na iya ma iya ganin sassan aikina, (yayin da gani na ke kara tsananta, hannaye na suna kara girgiza).
Ina so in ce, yana tare ko a'a. Ina ƙin "inganta, samun kyau."Wani lokaci layout ɗinku yana aiki da kyau, amma ba za ku iya samun sassa ba. Menene jahannama?. Kyakkyawan ra'ayi shine kyakkyawan ra'ayi, kuma yana da kyau a kiyaye shi kamar yadda yake, maimakon inganta shi ba tare da dalili ba.
"Gaskiyar ta kasance cewa kamfanoni uku na Intel, Samsung da TSMC har yanzu suna fafatawa a kan gaba a wannan wasan, suna ci gaba da fitar da ƙarin fasali a kowace murabba'in mita."
Kayan lantarki suna da girma kuma suna da tsada. A cikin 1971, matsakaicin iyali yana da radiyo kaɗan kawai, sitiriyo da TV. A shekara ta 1976, kwamfutoci, ƙididdiga, agogon dijital da agogo sun fito, waɗanda ƙananan kuma marasa tsada ga masu amfani.
Wasu miniaturization sun fito ne daga zane-zane.Amplifiers na aiki suna ba da damar yin amfani da gyrators, wanda zai iya maye gurbin manyan inductor a wasu lokuta. Tace masu aiki kuma suna kawar da inductor.
Abubuwan da suka fi girma suna inganta wasu abubuwa: rage girman da'ira, wato, ƙoƙarin yin amfani da ƙananan sassa don yin aikin da'ira. A yau, ba mu damu sosai ba. Kuna buƙatar wani abu don juya siginar? Ɗauki amplifier mai aiki. Kuna buƙatar injin jiha? Ɗauki mpu.etc. Abubuwan da aka gyara a yau suna da ƙananan gaske, amma akwai ainihin abubuwa da yawa a ciki. Don haka girman girman ku yana ƙaruwa kuma yana ƙaruwa da amfani da wutar lantarki. cim ma wannan aikin fiye da amplifier mai aiki.Amma kuma, ƙaranci zai kula da amfani da wutar lantarki.Ai kawai ƙirƙira ta tafi ta wata hanya dabam.
Da gaske kun rasa wasu manyan fa'idodi/dalili na raguwar girman: raguwar fakitin parasitic da ƙara ƙarfin sarrafa ƙarfi (wanda alama ba ta dace ba).
Daga ra'ayi mai amfani, da zarar girman fasalin ya kai kimanin 0.25u, za ku isa matakin GHz, a lokacin babban kunshin SOP ya fara samar da sakamako mafi girma.
A wannan gaba, fakitin QFN/BGA sun inganta sosai dangane da aiki.Bugu da kari, lokacin da kuka hau fakitin lebur kamar wannan, zaku ƙare da *mahimmanci* mafi kyawun aikin zafi da fayafai.
Bugu da ƙari, Intel, Samsung, da TSMC tabbas za su taka muhimmiyar rawa, amma ASML na iya zama mafi mahimmanci a cikin wannan jerin. Tabbas, wannan bazai shafi muryar murya ba
Ba wai kawai game da rage farashin silicon ta hanyar nodes na gaba-ƙarni.Wasu abubuwa, irin su bags.Ƙananan fakiti na buƙatar ƙananan kayan da wcsp ko ma lessasa da ƙananan fakiti, ƙananan PCBs ko kayayyaki, da dai sauransu.
Sau da yawa ina ganin wasu samfuran kasida, inda kawai abin tuƙi shine rage farashin.MHz / girman ƙwaƙwalwar ajiya iri ɗaya ne, aikin SOC da tsarin fil iri ɗaya ne.Muna iya amfani da sabbin fasahohi don rage yawan amfani da wutar lantarki (yawanci wannan ba kyauta bane, don haka dole ne a sami wasu fa'idodi masu fa'ida waɗanda abokan ciniki ke kula da su)
Ɗaya daga cikin abũbuwan amfãni daga manyan sassa shine kayan anti-radiation. Ƙananan transistor sun fi dacewa da tasirin hasken sararin samaniya, a cikin wannan muhimmin yanayi. Alal misali, a cikin sararin samaniya har ma da masu kallo masu tsayi.
Ban ga wani babban dalili na karuwa da sauri ba. Gudun siginar yana kusan 8 inci a kowane nanosecond. Don haka kawai ta hanyar rage girman, kwakwalwan kwamfuta mai sauri zai yiwu.
Kuna iya bincika lissafin ku ta hanyar ƙididdige bambancin jinkirin yaduwa saboda canje-canjen marufi da raguwar hawan keke (1/frequency) .Wato don rage jinkiri / lokacin ƙungiyoyi. Za ku ga cewa bai ma bayyana ba kamar yadda yake. wani abu mai zagaye.
Abu daya da nake so in ƙara shi ne cewa yawancin ICs, musamman tsofaffin ƙira da kwakwalwan kwamfuta na analog, ba a rage su a zahiri ba, aƙalla cikin ciki.Saboda haɓakawa a cikin masana'anta ta atomatik, fakitin sun zama ƙarami, amma wannan shine saboda fakitin DIP yawanci suna da yawa. sauran sarari a ciki, ba saboda transistor da sauransu sun zama karami ba.
Baya ga matsalar yin robot ɗin daidai wanda zai iya sarrafa ƙananan kayan aiki a cikin aikace-aikacen karba-da-wuri mai sauri, wani batu kuma shine dogaro da walda ƙananan abubuwan haɗin gwiwa.Musamman lokacin da har yanzu kuna buƙatar manyan abubuwan haɗin gwiwa saboda buƙatun iko / iya aiki. musamman solder manna, musamman mataki solder manna shaci (amfani da karamin adadin solder manna inda ake bukata, amma har yanzu samar da isasshen solder manna ga manyan aka gyara) ya fara zama tsada sosai.Don haka ina ganin akwai wani plateau, da kuma kara miniaturization a kewaye. Matsayin allo hanya ce mai tsada kuma mai yuwuwa. A wannan lokacin, zaku iya yin ƙarin haɗin kai a matakin wafer silicon kuma sauƙaƙe adadin abubuwan da aka haɗa zuwa mafi ƙarancin ƙima.
Za ku ga wannan a wayar ku. A kusa da 1995, na sayi wasu wayoyin hannu na farko a cikin tallace-tallacen gareji akan 'yan daloli kowane. Yawancin ICs suna cikin rami. Gane CPU da NE570 compander, babban IC mai sake amfani da su.
Daga nan sai na gama da wasu wayoyin hannu da aka sabunta.Akwai kaɗan kaɗan kuma kusan ba abin da aka saba sani ba.A cikin ƙaramin adadin ICs, ba kawai yawan adadin ya fi girma ba, har ma an karɓi sabon ƙira (duba SDR), wanda ke kawar da yawancin su. abubuwan da suka dace waɗanda a baya ba dole ba ne.
> (Ai amfani da ɗan ƙaramin manna mai siyarwa a inda ake buƙata, amma har yanzu samar da isassun manna don manyan abubuwa)
Hey, na yi tunanin samfurin "3D/Wave" don magance wannan matsala: mafi ƙanƙanta inda ƙananan abubuwan da aka gyara suke, kuma mafi girma inda wutar lantarki take.
A zamanin yau, abubuwan SMT suna da ƙanƙanta, zaku iya amfani da ainihin abubuwan da suka dace (ba 74xx da sauran shara ba) don tsara CPU ɗin ku kuma ku buga shi akan PCB. yayyafa shi da LED, zaku iya ganin yana aiki a ainihin lokacin.
A cikin shekarun da suka wuce, hakika ina godiya da saurin ci gaba na hadaddun da ƙananan sassa. Suna samar da ci gaba mai girma, amma a lokaci guda suna ƙara sabon matakin rikitarwa ga tsarin ƙirar ƙira.
A daidaitawa da kwaikwaiyo gudun na analog da'irori ne da yawa sauri fiye da abin da kuke yi a cikin dakin gwaje-gwaje.As mita na dijital da'irori tashi, da PCB zama wani ɓangare na taro.Misali, watsa layin effects, yada jinkiri.Prototyping na kowane yankan- Fasahar baki ta fi kashewa wajen kammala zane daidai, maimakon yin gyare-gyare a cikin dakin gwaje-gwaje.
Amma game da abubuwan sha'awa, kimantawa.Alalolin kewayawa da kayayyaki sune mafita ga raguwar abubuwan da aka gyara da samfuran riga-kafi.
Wannan na iya sa abubuwa su rasa "fun", amma ina tsammanin samun aikin ku don yin aiki a karon farko na iya zama mafi ma'ana saboda aiki ko abubuwan sha'awa.
An canza wasu ƙira daga ramuka zuwa SMD. Yi samfura masu rahusa, amma ba abin jin daɗi ba ne don gina samfura da hannu. Wani ƙaramin kuskure: “wuri ɗaya” ya kamata a karanta a matsayin “farantin layi ɗaya”.
A'a.Bayan tsarin ya ci nasara, masana ilimin kimiya na kayan tarihi za su kasance cikin rudani da bincikensa. Wanene ya sani, watakila a cikin karni na 23, Ƙungiyar Planetary Alliance za ta ɗauki sabon tsarin…
Ba zan iya ƙara yarda ba. Menene girman 0603? Tabbas, kiyaye 0603 a matsayin girman daular da "kira" girman metric 0603 0604 (ko 0602) ba shi da wahala, koda kuwa yana iya zama kuskure a fasaha (watau: ainihin matching size-ba haka ba) ko ta yaya.Tsanani), amma aƙalla kowa zai san abin da fasaha kuke magana akai (metric/mperial)!
"Gaba ɗaya magana, abubuwan da ba a iya amfani da su kamar resistors, capacitors, da inductor ba za su yi kyau ba idan kun sanya su ƙarami."