|
Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnalogiyalari universiteti
|
| Sana | 12.01.2024 | | Hajmi | 270.27 Kb. | | #135252 |
Bog'liq New Документ Microsoft Word ZIYOTOV AZAMAT-amaliyot taqdimoti лыукф
MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNALOGIYALARI UNIVERSITETI
SAMARQAND FILILALI KOMPYUTER INJINERING FAKULTETI TALABASI Abdiyev Jonibekning
Eletronika va sxemalari fanidan
MUSTAQIL ISH
Kirish
Integral mikrosxemalar texnologik yutuqlar bilan amaliylashtirildi metall-oksid kremniy (MOS) yarimo'tkazgich moslamasini ishlab chiqarish. 1960-yillarda paydo bo'lganidan beri mikrosxemalar hajmi, tezligi va hajmi bir xil o'lchamdagi chiplarga tobora ko'proq MOS tranzistorlarini sig'diradigan texnik yutuqlar tufayli juda o'sib bordi - zamonaviy chip ko'plab milliardlab MOS tranzistorlariga ega bo'lishi mumkin. odam tirnoqining kattaligi. Taxminan quyidagi yutuqlar Mur qonuni, bugungi kunda kompyuter chiplari 1970- yillarning boshlaridagi kompyuter chiplari hajmidan millionlab marta va tezligidan minglab baravar ko'p bo'lishini ta'minlash. IClar ikkita asosiy afzalliklarga ega diskret davrlar: xarajat va ishlash. Narxlari past, chunki mikrosxemalar barcha komponentlari bilan birlik sifatida chop etiladi fotolitografiya bir vaqtning o'zida bitta tranzistor qurishdan ko'ra. Bundan tashqari, qadoqlangan IClar diskret davrlarga qaraganda ancha kam materialdan foydalanadi. Ishlash darajasi yuqori, chunki IC tarkibiy qismlari tez o'zgaradi va kichik o'lchamlari va yaqinligi sababli nisbatan kam quvvat sarflaydi. IClarning asosiy kamchiliklari ularni loyihalash uchun yuqori xarajatdir va uydirma talab qilinadi fotomasklar. Ushbu yuqori boshlang'ich narx IClar faqat qachon tijorat maqsadlarida foydalanish mumkinligini anglatadi yuqori ishlab chiqarish hajmi kutilmoqda. Bir nechta komponentlarni bitta qurilmada (zamonaviy IClar singari) birlashtirishga dastlabki urinish bu edi Loewe 3NF 1920-yillardan vakuum trubkasi. IClardan farqli o'laroq, u maqsadga muvofiq ishlab chiqilgan soliqlardan qochish, Germaniyada bo'lgani kabi, radio qabul qiluvchilarda ham radio qabul qilgichning qancha trubka egasiga ega bo'lishiga qarab olinadigan soliq bor edi. Bu radio qabul qiluvchilarning bitta trubka ushlagichiga ega bo'lishiga imkon berdi. IMSlar tarixi Birinchi IMSlar 1958 yilda yaratildi. IMSlarning hajmi ihcham, og‘irligi kam, energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori bo‘lib, hozirgi kunda uch konstruktiv – texnologik variantlarda yaratilmoqda: qalin va yupqa pardali, yarimo‘tkazgichli va gibrid. 1965 yildan buyon mikroelektronikaning rivoji G. Mur qonuniga muvofiq bormoqda, ya’ni har ikki yilda zamonaviy IMSlardagi elementlar soni ikki marta ortmoqda. Hozirgi kunda elementlar soni 106 ÷109 ta bo‘lgan o‘ta yuqori (O‘YUIS) va giga yuqori (GYUIS) IMSlar ishlab chiqarilmoqda. Mikroelektronika o‘zining yarim asrlik tarixi davomida IMSlar elementlari o‘lchamlarini kamaytirish yo‘lida rivojlanmoqda. 1999 yilda mikroelektronika texnologik ajratishning 100 nmli dovonini engib nanoelektronikaga aylandi. Hozirgi vaqtda 45 nmli texnologik jarayon keng tarqalgan. Bu jarayon optik litografiyaga asoslanishini aytib o‘tamiz. Mikroelektron qurilmalar (IMSlar) yaratishning ananaviy, planar jarayon kabi, usullari yaqin 10 yillik ichida iqtisodiy, texnologik va intellektual chegaraga kelib qolishi mumkin, bunda qurilmalar o‘lchamlarini kamaytirish va ularni tuzilish murakkabligining oshishi bilan harajatlarning eksponensial oshishi kuzatiladi. Muammoni nanotexnologiyalar usullarini qo‘llagan holda yangi sifat darajasida echishga to‘g‘ri keladi. MDYA tranzistorlarda zatvorosti dielektrigi ananaviy ravishda SiO2 ishlatiladi, 45 nm o‘lchamli texnologiyaga o‘tilganda dielektrik qalinligi 1 nmdan kichik bo‘ladi. Bunda zatvor osti orqali sizilish toki ortadi. Kristalning 1 sm 2 yuzasida energiya ajralish 1 kVtga etadi. YUpqa dielektrik orqali tok oqish muammosi SiO2 ni dielektrik singdiruvchanlik koeffitsienti ε katta boshqa dielektriklarga, masalan ε ~20÷25 bo‘lgan gafniy yoki sirkoniy oksidlariga almashtirish yo‘li bilan xal etiladi. Kelgusida, tranzistor kanali uzunligi 5 nmgacha kamaytirilganda, tranzistordagi kvant hodisalar uning xarakteristikalariga katta ta’sir ko‘rsata boshlaydi va xususan, stok – istok orasidagi tunnellashuv toki 1 sm2 yuzada ajraladigan energiyani 1 kVt ga etkazadi. Planar texnologiyaning zamonaviy protsessorlar, xotira qurilmalari va boshqa raqamli IMSlar hosil qilishdagi yutuqlari o‘lchamlari 90 nm, 45 nm va hatto 28 nmni tashkil etuvchi IMSlar ishchi elementlarini hosil qilish imkonini yaratganligi bugungi kunda ko‘pchilik tadqiqotchilar tomonidan nanotexnologiyalarning qo‘llanilish natijasidek qaralmoqdaligini aytib o‘tamiz. Bu mavjud ISO/TK 229 nuqtai – nazaridan to‘g‘ri. Lekin, planar jarayon birinchi IMSlar paydo bo‘lishi bilan, o‘tgan asrning 60 – yillarida hech qanday nanotexnologiyalar mavjud bo‘lmagan vaqtda paydo bo‘ldi va shundan beri prinsipial o‘zgargani yo‘q. Hozirgi kunda telekommunikatsiya va axborotlashtirish tizimining rivojlanish darajasi tom ma’noda mikroelektronika va nanoelektronika maxsulotlarining ularda qo‘llanilish darajasiga bog‘liq. Integral mikroelektronika rivojining fizik chegaralari mavjudligi sababli, hozirgi kunda an’anaviy mikroelektronika bilan bir qatorda elektronikaning yangi yo‘nalishi – nanoelektronika jadal rivojlanmoqda. Nanoelektronika Nanoelektronika o‘lchamlari 0,1 dan 100 nm gacha bo‘lgan yarimo‘tkazgich tuzilmalar elektronikasi bo‘lib, mikroelektronikaning mikrominiatyurlash yo‘lidagi mantiqiy davomi hisoblanadi. U qattiq jism fizikasi, kvant elektronikasi, fizikaviy – kimyo va yarimo‘tkazgichlar elektronikasining so‘nggi yutuqlari negizidagi qattiq jismli texnologiyaning bir qismini tashkil etadi. So‘nggi yillarda nanoelektronikada muhim amaliy natijalarga erishildi, ya’ni zamonaviy telekommunikatsiya va axborot tizimlarning negiz elementlarini tashkil etuvchi: geterotuzilmalar asosida yuqori samaradorlikka ega lazerlar va nurlanuvchi diodlar yaratildi; fotoqabulqilgichlar, o‘ta yuqori chastotali tranzistorlar, bir elektronli tranzistorlar, turli xil sensorlar hamda boshqalar yaratildi. Nanoelektron O‘YUIS va GYUIS mikroprotsessorlarni ishlab chiqarish yo‘lga qo‘yildi. SHvetsiya Qirolligi fanlar akademiyasi ilmiy ishlarida tezkor tranzistorlar, lazerlar, integral mikrosxemalar (chiplar) va boshqalarni ishlab chiqish bilan zamonaviy axborot kommunikatsiya texnologiyalariga asos solgan olimlar: J.I. Alferov, G. Kremer, Dj.S. Kilbini Nobel mukofoti bilan taqdirladi. Integral mikroelektronika va nanoelektronika bilan bir vaqtda funksional elektronika rivojlanmoqda. Elektronikaning bu yo‘nalishi ananaviy elementlar (tranzistorlar, diodlar, rezistorlar va kondensatorlar)dan voz kechish va qattiq jismdagi turli fizik hodisa (optik, magnit, akustik va h.k.)lardan foydalanish bilan bog‘liq. Funkitsonal elektronika asboblariga akustoelektron, magnitoelektron, kriogen asboblar va boshqalar kiradi. Integral mikrosxemaning dastlabki tushunchalari 1949 yilda, nemis muhandisi Verner Jakobidan boshlanadi (Siemens AG) integral mikrosxemaga o'xshash yarimo'tkazgichli kuchaytiruvchi qurilmaga patent topshirdi beshta ko'rsatmoqda tranzistorlar uch bosqichda umumiy substratda kuchaytirgich tartibga solish. Jakobi kichik va arzon narxlarni oshkor qildi eshitish vositalari uning patentiga xos sanoat talabnomalari sifatida. Uning patentidan darhol tijorat maqsadlarida foydalanish to'g'risida xabar berilmagan. Ushbu kontseptsiyaning yana bir dastlabki tarafdori edi Jefri Dammer (1909– 2002), uchun ishlaydigan radar olimi Qirollik radiolokatsiya tizimi inglizlarning Mudofaa vazirligi. Dummer ushbu g'oyani jamoatchilikka Sifatdagi elektron komponentlarning rivojlanishi bo'yicha simpoziumda taqdim etdi Vashington, Kolumbiya 1952 yil 7-mayda. U o'zining g'oyalarini targ'ib qilish uchun ko'plab simpoziumlarni berdi va 1956 yilda bunday sxemani qurishga muvaffaq bo'lmagan. 1953-1957 yillarda Sidni Darlington va Yasuro Tarui (Elektrotexnika laboratoriyasi) bir nechta tranzistorlar umumiy faol maydonni baham ko'rishi mumkin bo'lgan o'xshash chip dizaynlarini taklif qildi, ammo yo'q edi elektr izolyatsiyasi ularni bir-biridan ajratish. Monolitik integral mikrosxemasi yoqilgan Mohamed M. Atalla"s sirt passivatsiyasi elektr stabillashadigan jarayon kremniy orqali yuzalar termal oksidlanish, buni amalga oshirish uydirma kremniydan foydalangan holda yaxlit integral mikrosxemalar. Bu uchun asos bo'ldi tekislik jarayonitomonidan ishlab chiqilgan Jan Xerni da Fairchild Semiconductor 1959 yil boshida, bu monolitik integral mikrosxemaning ixtirosi uchun juda muhim edi. Monolitik ICning asosiy tushunchasi bu printsipdir p – n tutashuv izolyatsiyasi, bu har bir tranzistorning bir xil kremniy qismiga qaramasdan mustaqil ishlashiga imkon beradi. Atallaning sirt passivatsiyasi jarayoni izolyatsiya qilingan diodlar va tranzistorlar, tomonidan bitta silikon parchasida mustaqil tranzistorlarga uzatilgan Kurt Lexovec da Sprague Electric 1959 yilda, va keyin mustaqil ravishda Robert Noys o'sha yili Fairchildda. Dizayn Narxi loyihalash va murakkab integral mikrosxemani ishlab chiqish juda yuqori, odatda bir necha o'n million dollar. Shuning uchun, ishlab chiqarish hajmi yuqori bo'lgan integral mikrosxemalar mahsulotlarini ishlab chiqarish faqat iqtisodiy ma'noga ega, shuning uchun takrorlanmaydigan muhandislik (NRE) xarajatlar odatda millionlab ishlab chiqarish birliklariga tarqaladi. Zamonaviy yarimo'tkazgich mikrosxemalari milliardlab tarkibiy qismlarga ega bo'lib, ularni qo'lda loyihalash uchun juda murakkab. Dizaynerga yordam beradigan dasturiy vositalar juda muhimdir. Elektron dizaynni avtomatlashtirish (EDA), shuningdek, elektron deb nomlanadi Kompyuter yordamida loyihalash (ECAD), toifasi dasturiy vositalar loyihalash uchun elektron tizimlarshu jumladan integral mikrosxemalar. Asboblar a da birgalikda ishlaydi dizayn oqimi muhandislar butun yarimo'tkazgich chiplarini loyihalash va tahlil qilish uchun foydalanadilar. 1980-yillarda, dasturlashtiriladigan mantiqiy qurilmalar ishlab chiqilgan. Ushbu qurilmalar integral mikrosxemalar ishlab chiqaruvchisi tomonidan o'rnatilmasdan, mantiqiy funktsiyasi va ulanishi foydalanuvchi tomonidan dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan sxemalarni o'z ichiga oladi. Bu kabi bir xil LSI tipidagi funktsiyalarni amalga oshirish uchun bitta chipni dasturlash imkonini beradi mantiq eshiklari, qo'shimchalar va registrlar. Dasturlash imkoniyati kamida to'rtta shaklga ega - ular bo'lishi mumkin bo'lgan qurilmalar faqat bir marta dasturlashtirilgan, o'chirilishi va keyin qayta dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan qurilmalar ultrabinafsha nurlaridan foydalanish, yordamida dasturlash mumkin bo'lgan qurilmalar (qayta) flesh xotirava maydonda dasturlashtiriladigan darvoza massivlari Istalgan vaqtda, shu jumladan ish paytida dasturlash mumkin bo'lgan (FPGA). Amaldagi FPGA'lar (2016 yil holatiga ko'ra) millionlab eshiklarning ekvivalentini amalga oshirishi va ishlashi mumkin chastotalar 1 ga qadar Gigagertsli. Kabi analog IClar sensorlar, quvvatni boshqarish davrlariva operatsion kuchaytirgichlar (op-amps), ishlov berish orqali ishlash uzluksiz signallar. Kabi analog funktsiyalarni bajaradilar kuchaytirish, faol filtrlash, demodulatsiyava aralashtirish. Analog IClar noldan qiyin analog zanjirni loyihalashtirish va / yoki qurish o'rniga mutaxassislar tomonidan ishlab chiqilgan analog zanjirlarga ega bo'lishlari bilan elektron dizaynerlarning yukini engillashtiradi. Kabi funktsiyalarni yaratish uchun IClar analog va raqamli davrlarni bitta chipda birlashtirishi mumkin analog-raqamli konvertorlar va raqamli-analogli konvertorlar. Bunday aralash signalli sxemalar kichik o'lchamlarni va arzonroq narxlarni taklif qiladi, ammo signal aralashuvini diqqat bilan hisobga olish kerak. 1990-yillarning oxiriga qadar, radiolar bir xil arzon narxda to'qib bo'lmaydi CMOS jarayonlar mikroprotsessor sifatida. Ammo 1998 yildan buyon ko'plab radiochipslar ishlab chiqilgan RF CMOS jarayonlar. Bunga Intel kompaniyalarini misol keltirish mumkin DECT simsiz telefon yoki 802.11 (Wifi) tomonidan yaratilgan chiplar Ateros va boshqa kompaniyalarIntegral mikrosxemalar har biri fotolitografiya bilan aniqlangan va odatda har xil ranglarda ko'rsatilgan bir-birining ustiga chiqadigan ko'plab qatlamlardan tashkil topgan. Ba'zi qatlamlar har xil dopantlarning substratga tarqalishini belgilaydi (diffuzion qatlamlar deb ataladi), ba'zilari qo'shimcha ionlar implantatsiya qilinadigan joyni (implantatsiya qatlamlari), ba'zilari o'tkazgichlarni (dopinglangan polisilikon yoki metall qatlamlar), boshqalari o'tkazuvchi qatlamlar orasidagi bog'lanishni belgilaydi. (qatlamlar orqali yoki aloqa qilish). Barcha komponentlar ushbu qatlamlarning o'ziga xos birikmasidan qurilgan. O'z-o'zidan moslashtirilgan holda CMOS jarayon, a tranzistor darvoza qatlami (polisilikon yoki metall) diffuziya qatlamini kesib o'tgan joyda hosil bo'ladi. Imkoniyatli tuzilmalar, shaklida juda o'xshash parallel o'tkazgich plitalari an'anaviy elektr kondansatör, "plitalar" maydoniga qarab, plitalar orasidagi izolyatsion material bilan hosil bo'ladi. IClarda keng ko'lamdagi kondansatörler keng tarqalgan. Ba'zan chipdagi hosil qilish uchun turli uzunlikdagi chiziqlar ishlatiladi rezistorlareng ko'p bo'lsa ham mantiqiy davrlar har qanday qarshilikka muhtoj emasmiz. Qarshilikka chidamliligi bilan birlashtirilgan rezistiv strukturaning uzunligini uning kengligiga nisbati qarshilikni aniqlaydi. Kamdan-kam hollarda, induktiv tuzilmalar ularni mikrosxemalar kabi o'ralgan yoki simulyatsiya qilingan holda qurish mumkin gyratorlar. CMOS qurilmasi faqat oqimni tortib olganligi sababli o'tish o'rtasida mantiq davlatlar, CMOS qurilmalari nisbatan kamroq oqim sarflaydi bipolyar o'tish transistorlari qurilmalar. A tezkor xotira integral mikrosxemaning eng muntazam turi; eng yuqori zichlikdagi qurilmalar shu tariqa xotiralar; lekin hatto a mikroprotsessor chipda xotira bo'ladi. (Birinchi rasmning pastki qismidagi muntazam massiv tuzilishini ko'ring.[qaysi?]) Garchi konstruktsiyalar murakkab bo'lsa ham - kengliklari o'nlab yillar davomida qisqarib bormoqda - qurilma kengliklariga qaraganda qatlamlar juda nozik bo'lib qolmoqda. Materiallar qatlamlari yorug'lik bo'lishiga qaramay fotografik jarayonga o'xshab to'qilgan to'lqinlar ichida ko'rinadigan spektr material qatlamini "ochish" uchun ishlatib bo'lmaydi, chunki ular xususiyatlar uchun juda katta bo'ladi. Shunday qilib fotonlar yuqori chastotalar (odatda ultrabinafsha) har bir qatlam uchun naqshlarni yaratish uchun ishlatiladi. Har bir xususiyat juda kichik bo'lgani uchun, elektron mikroskoplar a uchun muhim vositalar jarayon bo'lishi mumkin bo'lgan muhandis disk raskadrovka uydirma jarayoni. Har bir qurilma qadoqlashdan oldin avtomatlashtirilgan sinov uskunalari (ATE) yordamida sinovdan o'tkaziladi gofret sinoviyoki gofretni tekshirish. Keyin gofret to'rtburchaklar bloklarga bo'linib, ularning har biri a deb nomlanadi o'lmoq. Har bir yaxshi o'lim (ko'plik) zar, o'ladi, yoki o'lmoq) yordamida paketga ulanadi alyuminiy (yoki oltin) bog'lovchi simlar qaysiki termoson bilan bog'langan ga prokladkalar, odatda o'limning chekkasida joylashgan. Termosonik bog'lanish birinchi bo'lib tashqi dunyo bilan ushbu muhim elektr aloqalarini shakllantirishning ishonchli vositasini taqdim etgan A.Kukulalar tomonidan kiritilgan. Paketdan so'ng, qurilmalar gofretni tekshirish paytida ishlatiladigan bir xil yoki o'xshash ATE-da yakuniy sinovdan o'tadi. Sanoat tomografiyasini skanerlash ham ishlatilishi mumkin. Sinov narxi arzonroq mahsulotlarni ishlab chiqarish narxining 25% dan ortig'ini tashkil qilishi mumkin, ammo kam rentabellikga ega, katta va yuqori narxlardagi qurilmalarda ahamiyatsiz bo'lishi mumkin. Integral mikrosxemaning har bir qatlamini suratga olish va tayyorlash orqali nusxalash imkoniyati fotomasklar olingan fotosuratlar asosida uni ishlab chiqarish uchun maketlarni loyihalashni muhofaza qilish to'g'risidagi qonun hujjatlarini kiritish uchun sababdir. The 1984 yil yarimo'tkazgich chiplarini himoya qilish to'g'risidagi qonun integral mikrosxemalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan fotomasklar uchun intellektual mulkni himoya qilish. Vashington shahrida 1989 yilda diplomatik konferentsiya bo'lib o'tdi, unda integral mikrosxemalarga nisbatan intellektual mulk to'g'risidagi Shartnoma qabul qilindi. (IPIC shartnomasi). Vashington shartnomasi yoki IPIC shartnomasi (1989 yil 26 mayda Vashingtonda imzolangan) deb nomlangan integral mikrosxemalarga nisbatan intellektual mulk to'g'risidagi shartnoma hozirda amalda emas, ammo qisman TRIPS kelishuv. Bir qator mamlakatlarda, shu jumladan Yaponiyada IC layout dizaynini himoya qiluvchi milliy qonunlar qabul qilingan, The EC, Buyuk Britaniya, Avstraliya va Koreya. Buyuk Britaniya mualliflik huquqi, dizayn va patent to'g'risidagi qonunni qabul qildi, 1988 yil, v. 48, § 213, dastlab mualliflik huquqi to'g'risidagi qonun chip topografiyalarini to'liq himoya qiladi degan pozitsiyani olganidan keyin. Qarang British Leyland Motor Corp. Armstrong Patents Co. AQSh chip ishlab chiqarishi tomonidan qabul qilingan Buyuk Britaniyaning mualliflik huquqi yondashuvining nomuvofiqligi haqidagi tanqidlar chiplarga oid keyingi ishlanmalarda bayon etilgan. Avstraliya 1989 yilda "O'chirish tartibi to'g'risidagi qonun" ni a sui generis chiplardan himoya qilish shakli. Koreya o'tgan Yarimo'tkazgichli integral mikrosxemalarni loyihalashtirishga oid dalolatnoma. Oddiy integral mikrosxemalarning dastlabki kunlarida texnologiyaning keng ko'lami har bir chipni faqat bir nechtasi bilan cheklab qo'ydi tranzistorlarva past darajadagi integratsiya dizayni jarayoni nisbatan sodda ekanligini anglatardi. Ishlab chiqarish samaradorligi bugungi kun me'yorlari bo'yicha ham ancha past edi. Sifatida metall-oksid-yarim o'tkazgich (MOS) texnologiyasi rivojlanib, millionlab, so'ngra milliardlab MOS tranzistorlari bitta chipga joylashtirilishi mumkin, va yaxshi dizaynlar puxta rejalashtirishni talab qilib, maydonni keltirib chiqardi elektron dizaynni avtomatlashtirishyoki EDA. Kichik miqyosdagi integratsiya (SSI). Birinchi integral mikrosxemalarda faqat bir nechta tranzistorlar mavjud edi. O'nlab tranzistorlarni o'z ichiga olgan dastlabki raqamli davrlar bir nechta mantiqiy eshiklarni va Plessey SL201 yoki Flibs TAA320 ikkita tranzistorga ega edi. O'shandan beri integral mikrosxemadagi tranzistorlar soni keskin oshdi. "Katta miqyosli integratsiya" (LSI) atamasi birinchi marta tomonidan ishlatilgan IBM olim Rolf Landauer nazariy kontseptsiyani tavsiflashda; bu atama "kichik miqyosli integratsiya" (SSI), "o'rta miqyosdagi integratsiya" (MSI), "juda katta miqyosdagi integratsiya" (VLSI) va "o'ta katta ko'lamli integratsiya" (ULSI) atamalarini keltirib chiqardi. ). Dastlabki integral mikrosxemalar SSI edi. SSI davrlari erta uchun juda muhim edi aerokosmik loyihalar va aerokosmik loyihalar texnologiyani rivojlantirishga yordam berdi. Ikkalasi ham Minuteman raketasi va Apollon dasturi ularning inertial rahbarlik tizimlari uchun engil raqamli kompyuterlar kerak edi. Garchi Apollon qo'llanmasi etakchi va g'ayratli integral mikrosxemalar texnologiyasi, uni ommaviy ishlab chiqarishga majbur qilgan Minuteman raketasi edi. Minuteman raketa dasturi va boshqalar Amerika Qo'shma Shtatlari dengiz kuchlari dasturlar 1962 yilda jami 4 million dollarlik integral mikrosxemalar bozorini tashkil etdi va 1968 yilga kelib AQSh hukumati tomonidan sarflangan xarajatlar bo'sh joy va mudofaa hali ham 312 million dollarlik umumiy ishlab chiqarishning 37 foizini tashkil etdi. AQSh hukumati tomonidan talab yangi tashkil etilayotgan integral mikrosxemalar bozorini qo'llab-quvvatladi, chunki xarajatlar IC firmalariga kirib borish uchun etarli darajada pasayguncha sanoat bozor va oxir-oqibat iste'molchi bozor. Integral sxemaning o'rtacha narxi 1962 yildagi 50,00 dollardan 1968 yilda 2,33 dollarga tushdi. Integratsiyalashgan sxemalar paydo bo'la boshladi iste'mol mahsulotlari 1970 yillarning boshiga kelib. Odatiy dastur edi FM televidenie qabul qiluvchilarida tashuvchilararo ovozni qayta ishlash. O'rta miqyosdagi integratsiya (MSI) Integral mikrosxemalarni ishlab chiqishning navbatdagi bosqichida har bir mikrosxemada yuzlab tranzistorlar joylashgan "o'rta miqyosli integratsiya" (MSI) deb nomlangan qurilmalar paydo bo'ldi. MOSFET miqyosi texnologiya yuqori zichlikdagi chiplarni yaratishga imkon berdi. 1964 yilga kelib MOS chiplari yuqori darajaga ko'tarildi tranzistor zichligi va ishlab chiqarish xarajatlari nisbatan past ikki qutbli chiplar. 1964 yilda, Frank Uanlass bitta chipli 16 bitli namoyish qildi smenali registr u keyinchalik 120 ni yaratgan MOS tranzistorlari bitta chipda. Xuddi shu yili, Umumiy mikroelektronika birinchi reklama rolikini taqdim etdi MOS integral mikrosxemasi 120 dan iborat chip p-kanal MOS tranzistorlar. Bu 20-bit edi smenali registr, Robert Norman tomonidan ishlab chiqilgan va Frank Uanlass. MOS chiplari murakkablikda oldindan taxmin qilingan darajada oshdi Mur qonuni, yuzlab chiplarga olib keladi MOSFETlar 1960-yillarning oxiriga kelib chipdaKeng miqyosli integratsiya (LSI) Xuddi shu MOSFET masshtablash texnologiyasi va iqtisodiy omillar asosida olib borilgan keyingi rivojlanish, 1970-yillarning o'rtalariga kelib "keng miqyosli integratsiya" ga (LSI) olib keldi va har bir chip uchun o'n minglab tranzistorlar to'g'ri keldi. SSI, MSI va LSI va VLSI qurilmalarini qayta ishlash va ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan maskalar (masalan, 1970-yillarning boshlaridagi mikroprotsessorlar) asosan qo'lda yaratilgan, ko'pincha Rubilitlenta yoki shunga o'xshash narsalar. Katta yoki murakkab IC uchun (masalan xotiralar yoki protsessorlar), bu ko'pincha muhandislar guruhi nazorati ostida joylashtirilgan elektron sxemani boshqaradigan maxsus yollangan mutaxassislar tomonidan amalga oshirilgan, ular shuningdek, elektron dizaynerlar bilan birgalikda tekshirishadi va to'g'riligini va to'liqligini tekshiring har bir niqob. 1970-yillarning boshlarida o'rtacha miqdorda ishlab chiqarila boshlangan 1Kbitli operativ xotira, kalkulyator chiplari va birinchi mikroprotsessorlar kabi integral mikrosxemalar 4000 dan kam tranzistorga ega edi. Kompyuterning asosiy xotiralari va ikkinchi avlod mikroprotsessorlari uchun 10 000 tranzistorga yaqinlashadigan haqiqiy LSI sxemalari 1974 yil atrofida ishlab chiqarila boshlandi. Kabi ba'zi SSI va MSI chiplari alohida tranzistorlar, hanuzgacha eski uskunalarni saqlash va faqat bir nechta eshiklarni talab qiladigan yangi qurilmalarni qurish uchun ommaviy ravishda ishlab chiqarilmoqda. The 7400 seriyali ning TTL masalan, chiplar a ga aylandi amalda standart va ishlab chiqarishda qolmoqda. Ushbu zichlikni oshirish uchun bir nechta rivojlanish kerak edi. Ishlab chiqaruvchilar kichikroqqa o'tdilar. Integralmikrosxema (IMS) ko‘psonli tranzistor, diod, kondensator, rezistor va ularni bir-biriga ulovchi o‘tkazgichlarni yagona konstruksiyaga birlash tirishni (konstruktiv integratsiya); sxemadamurakkab axborot o‘zgartirishlar bajarilishini (sxemotexnik integratsiya); yagonatexnologik siklda, birvaqtn in go‘zidasxemaning elektroradioelem entlari (E R E ) hosil qilinishini, ulanishlar amalga oshirilishini va bir vaqtda guruh usuli bilan ko‘p sonli bir xil integral mikrosxemalar hosil qilish (texnologik integratsiya)ni aks ettiradi. IMS, yagona texnologik siklda, yagona asosda tayyorlangan va axborot o‘zgartirishda ma’lum funksiyani bajaruvchi o‘zaro elektr jihatdan ulangan E R E lar majmuasidir. IMS elektron asboblar qatoriga kiradi. Uning elektron asbob sifatidagi asosiy xususiyati shundaki, u mustaqil ravishda, masalan, axborotni eslab qolishi yoki signalni kuchaytiri. Diskret elementlar asosida shu funksiyalarni bajarish uchun tranzistorlar, rezistorlar va boshqa elementlardan iborat sxemani qolda yigish zarur. Elektron asbobning uskuna tarkibida ishlash ishonchliligi avalam bor kavsharlangan ulanishlar soni bilan aniqlanadi. IMSlarda elementlar bir-biri bilan metallash yo‘li bilan ulanadi, ya’ni kavsharlanmaydi ham , payvand ham qilinmaydi. Buning natijasida yig‘ish, montaj qilish ishlarining sifatini oshirish masalasi yechildi, katta miqdordagi ERElargaega radioelektron qurilmalar ishlab chiqarishda ishonchlilik ta’minlandi. Hozirgi kunlarda tayorlash usuli va bunda hosil bo'ladigan tuzilmasiga ko‘ra IMS larni bir-biridan prinsipial farqlanuvchi uch turga ajratiladi: yarim o‘tkazgich, pardali va gibrid. IMSlarning har turi, mikrosxem a tarkibiga kiruvchi elementlar va komponentlar sonini ifodalovchi, integratsiya darajasi va konstruksiyasi bilan farq qiladi. Element deb , konstruksiyasi bo‘yicha kristali yoki asosidan ajralmaydigan, ERE funksiyasini bajaruvchi IMSning qismiga aytiladi. IMS komponenti deb , diskret element funksiyasini bajaruvchi, lekin montajdan awal mustaqil mahsulot bolgan IMSning bo‘lagiga aytiladi. Yig‘ish, montaj qilish operatsiyalarini bajarishda komponentlar mikrosxema asosiga o‘rnatiladi. Qobiqsiz diod va tranzistorlar, k odensatorlarning maxsus turlari, kichik o‘lchamli induktivlik kutubxonasi g‘altaklari va boshqalar sodda komponentlarga , murakkab komponentlarga esa — bir nechta elementdan tashkil topgan, m asalan, diod yoki tranzistorlar yig'm alari kiradi. E lem entlari yarim o‘tkazgich asosning sirtiga yaqin qatlam da hosil qilingan mikrosxem alar yarim o‘tkazgich IM S deb ataladi. Elem entlari dielektrik asos sirtida parda ko‘rinishida hosil qilingan m ikrosxem alar pardali IMS deb ataladi. P ardalar turli m ateriallarni past bosim da yupqa qatlam sifatida o ‘tkazish yo‘li bilan hosil qilinadi. Parda hosil qilish usuli va u bilan bog‘liq pardaqalinligiga m uvofiq IM Slarni yupqa pardali (qalinligi 1—2 m km ) va qalin pardali (qalinligi 10 m km dan yuqori) larga ajratiladi. A dabiyotlarda ko‘p hollarda IM S yozuv o ‘m iga IS deb yoziladi. H ozirgikunda pardali diod va tran zisto rlarn in g p aram etrlari barqaror b‘lm agani sababli, pardali IM Slar faqat passiv elem entlarga (rezistorlar, kondensatorlar va boshqalar) ega. Pardali texnologiyada elem ent param etrlarining ruxsat etilgan tarqoqligi 1-^2 % dan oshm aydi. Passiv elem entlar param etrlari va ularning barqarorligi hal qiluvchi aham iyat kasb etganda bu ju d a m uhim bo‘ladi. S husabd an pardali IS lar ba’zi filtrlar,faza o‘zgarishiga sezgir va tanlovchi sxem alar, generatorlar va boshqalar tayyorlashda ishlatiladi. Gibrid IM S (yoki GIS) deb um um iy dielektrik asosda joylashgan pardali passiv va diskret aktiv elem entlar kom binatsiyasidan iborat m ikrosxem aga aytiladi. D iskret kom ponentlar osm a deyiladi. G ibrid IMSlar uchun aktiv elem entlar qobiqsiz yoki jajji m etall qobiqlarda tayyorlanadi. G IS larning asosiy afzalliklari: ishlab chiqishning nisbatan kichik davrida analog va raqam li m ikrosxemalarning keng sinfini yaratish im koniyatidan, keng nom enklaturali passivelem entlar hosil qilish im koniyatidan (M D Y — asboblar, diodli va tranzistorli m atritsalar) va ishlab ch iq arila yotganmikrosxemalarda yaroq lilar oizining ko‘pligidan iborat. G IS lar aloqa apparatlarining qabul qilish. — uzatish tizim larida, yuqori chastotali kuchaytirgichlarda, OlYCH qurilm alarda va boshqalarda qo'llaniladi. Ishlatilgan transistor turiga muvofiq yarim o 'tkazg ich integral m ikrosxem alar bipolyar va MD Y /M Slarga ajratiladi. H ozirgi kunda p — n o 'tish bilan boshqariladigan M T lar asosida yaratilgan IM S lar katta aham iyat kasb etm oqda. U shbu sinfga arsenid galliy asosida, zatvori Shottki diodi ko‘rinishida bo‘lgan MTlar kiradi. S o‘nggi paytda tarkibida ham bipolyar, ham m aydoniy tranzistorlar ishlatilgan IM Slar ham tayyorlanm oqda. IM Sning funksional m urakkabligi uning tarkibidagi elem ent va komponentlar soni ko‘rsatuvchi integratsiya arajasi bilan ifodalanadi. Integratsiya koeffitsienti so n jih atd an K =lgN tenglik bilan aniqlanadi, bu yerda: N — sxem a elem entlari va kom ponentlari O ddiy IM Slarga m isol sifatida m antiq elem entlarni ko‘rsatish m um kin. 0 ‘lSlarga jam lash qurilm asi, hisoblagichlar, operativ xotira qurilm alari (O X Q ), sig‘im i 256—1024 bit b o ‘lgan do im iy xotira qurilm alari (D X Q ) misol b o ‘la oladi. KISlarga m antiqiy — arifm etik va boshqaruvchi qurilm alar kiradi. 0 ‘KIS larga 1,9 m illiard M D Y — tran z isto rla rd a n tashkil to p g an , sig‘im i 294 M B b o ‘lgan xotira m ikrosxem alari misol bo‘la oladi. Kristaldagi elem entlar joylashuvining zichligi — birlik yuzaga to ‘g ‘ri keluvchi elem entlar soni IS konstruksiyasi va texnologiyasi sifatining m uhim k o ‘rsatk ich i h iso b lan ad i. T exnologiya d arajasi m in im al texnologik o'lcham , ya’ni erishish m um kin bo‘lgan eng kichik o ‘lcham bilan ifodalanadi, masalan, emitter kengligi, o ‘tkazgichlar kengligi, ular orasidagi masofa bilan xarakterlanadi. IM S lar ishlab ch iq arish texnologiyasini m u k am m allash tirish jarayonida m inim al texnologik o‘khamAning yillar b o ‘yicha o ‘zgarishi X otira qurilm alarida elem entlar joylashuv zichligi h ar ikki yilda ikki m arta ortib borayotganini 1965-yilda G ordon M ur bashorat qilgan edi. ushbuni tasdiqlaydi. Funksional vazifasiga ko‘ra ISlar analog va raqamlMxga bo‘linadi. Analog lSlarda signal uzluksiz funksiya sifatida o'zgaradi. Eng keng tarqalgan analog IS — operatsion kuchaytirgichdir. Raqamli ISlar diskret ko‘rinishda berilgan signallarni o ‘zgartirishga va qayta ishlashga xizmat qiladi. Integral mikrosxema (IMS)larning turlari va elementlari. Bugungi kunda alohida mikrosxemalar birlashtirilgan tarzda ishlab ch iqarilmoqda. Bunday mikrosxemalarga integral mikrosxemalar (IMS) deyiladi. Birinchi IMSlar 1958 yilda yaratilgan bo’lib uning hajmi ihcham, og‘irligi kam, energiya sarfi kichik, ishonchliligi yuqori hisoblanadi. 1965 yildan buyon mikroelektronikaningrivoji G.Mur qonunigа muvofiq bormoqda, ya’ni har ikki yilda zamonaviy IMSlardagi elementlar soni ikki marta ortmoqda. Hozirgi kunda elementlar soni 106÷109ta bo‘lgan o‘ta yuqori (O‘YUIS) IMSlar uchun ikki asosiy belgi mavjud: konstruktiv va texnologik. Konstruktiv belgisi- IMSning barcha elementlari asosiy asos ichida yoki sirtida joylashadi, elektr jihatdan birlashtirilgan va yagona qobiqa joylashtirilgan bo‘lib, yaxlit hisoblanadi. Texnologik belgisi IMS elementlarining hammasi yoki bir qismi va elementlararo bog‘lan shlar yagona texnologik siklda bajariladi. Shu sababli integral mirosxemalar yuqori ishonchlilikka va kichik tannarxga ega. Hozirgi kunda yasalish turi va hosil bo‘ladigan tuzilmaga ko‘ra IMSlarning uchta prinsipial turi mavjud: yarim o‘tkazgichli, pardali va gibrid. Har bir IMS turi konstruksiyasi, mikrosxema tarkibiga kiradigan element va komponentlar sonini Ifodalovchi integratsiya darajasi bilan xarakterlanadi. Element deb biror elektroradioelement (tranzistor, diod, rezistor, kondens ator va boshqalar) funksiyasini amalga oshiruvchi IMS qismiga aytiladi va u kristall yoki asosdan ajralmagan konstruksiyada yasaladi. IMS komponentasi deb uning diskret element funksiyasini bajaradigan, lekin avvaliga mustaqilmahsulot kabi montaj qilinadigan qismiga aytiladi. Asosiy IMS konstruktiv belgilaridan biri bo‘lib asos turi hisoblanadi: - yarim o‘tkazgichli; - dielektrik. Asos sifatida yarim o‘tkazgichli materiallar orasida Si va GaAs keng qo‘llaniladi. IMSning barcha elementlari yoki elementlarning bir qismi yarim o‘tkazgichli monokristall plastina ko‘rinishida asos ichida joylashadi. Raqamli IMSlarning ko’rinishi
Adabiyotlar
1.Х.К.Арипов, А.М.Абдуллаев, Н.Б.Алимова, Х.Х.Бустанов, э.В. Обедков, Ш.Т.Тошматов. Схемотехника. Т..АЛОҚАЧИ, 2010г. А. А. Абдумаликов.Електроника.2012й 2.Digital Logic Design, Jivang Ware Z Scene. Fourth Edition, 2020y. LabVIEW: Электроника фанидан лаборатория практикуми. Лаборотория ишлари учун услубий кўрсатмалар.Т. ТАТУ: “Алоқачи”, 2010й, 78б. 8. Stephon Brown, ZvonkoVranesic. Fundamentals of Digital Logic with Verilog Design. 2014-The Mc Grow-Hin Companies. 847p. 9. Behzad Razavi. Fundamentals of Microelectronics.2 edition.2014 John Wiley-Sons.932p. 10. Б.М. Пролейкою Базовқые лексии по электронике (в 2-х томах). ТЕХНОСФЕРА. Москва.2009 г. 11. С.Н.Лехна. Схемотехника эВМ. Санкт-Петербург, 2010
|
| |
