単一の半導体チップ上に2つ以上のトランジスタを作るというアイデアを最初に思いついたのは誰なのかは不明です。おそらく、このアイデアは、半導体素子の生産開始直後に生まれたのでしょう。このアプローチの理論的基礎は1950年代初頭に発表されたことが知られています。技術的な問題を克服するのに10年もかからず、すでに60年代の初めに、1つのパッケージに複数の電子部品を含む最初のデバイスがリリースされました。チップ）。その瞬間から、人類は終わりのない改善の道を歩み始めました。
マイクロサーキットの目的
統合バージョンでは、現在、さまざまな統合度のさまざまな電子部品が実行されています。それらから、キューブからのように、あなたは様々な電子機器を集めることができます。したがって、無線受信機回路は様々な方法で実施することができる。最初のオプションは、トランジスタチップを使用することです。それらの結論を結びつけることによって、あなたは受信装置を作ることができます。次のステップは、統合設計で個々のノードを使用することです（それぞれ独自の体で):
- 無線周波数増幅器;
- ヘテロダイン;
- ミキサー;
- 可聴周波数増幅器。
最後に、最新のオプションは、レシーバー全体を1つのチップに収めることです。必要なのは、いくつかの外部パッシブエレメントを追加することだけです。明らかに、統合の度合いが増すにつれて、回路の構築はより簡単になります。本格的なコンピュータでもシングルチップに実装できるようになりました。その性能は従来のコンピューティングデバイスよりもまだ低いですが、技術の発展により、この瞬間を克服することが可能です。
チップタイプ
現在、膨大な数の種類のマイクロ回路が製造されています。事実上、標準または特殊な完全な電子アセンブリはすべてマイクロで利用できます。 1つのレビューの枠内ですべてのタイプをリストして分析することはできません。しかし、一般的に、機能的な目的に応じて、マイクロ回路は3つのグローバルなカテゴリに分類できます。
- デジタル。ディスクリート信号を処理します。デジタルレベルが入力に適用され、信号もデジタル形式で出力から取得されます。このクラスのデバイスは、単純な論理要素から最新のマイクロプロセッサまでの領域をカバーしています。これには、プログラマブルロジックアレイ、メモリデバイスなども含まれます。
- アナログ。それらは、継続的な法則に従って変化する信号を処理します。このようなマイクロ回路の典型的な例は、可聴周波数増幅器です。このクラスには、一体型線形スタビライザー、信号発生器、測定センサーなども含まれます。アナログカテゴリには、パッシブ要素のセットも含まれます（抵抗器、RC回路など。).
- アナログからデジタル（デジタルからアナログ）。これらのマイクロ回路は、離散データを連続データに、またはその逆に変換するだけではありません。同じパッケージ内の元の信号または受信信号は、増幅、変換、変調、デコードなどが可能です。アナログデジタルセンサーは、さまざまな技術プロセスの測定回路をコンピューティングデバイスに接続するために広く使用されています。
マイクロチップは、生産の種類によっても分類されます。
- 半導体-単一の半導体結晶で実行されます。
- フィルム-パッシブ要素は、厚いフィルムまたは薄いフィルムに基づいて作成されます。
- ハイブリッド-半導体アクティブデバイスはパッシブフィルム要素に「座る」（トランジスタ 等。）。
しかし、マイクロ回路を使用する場合、ほとんどの場合、この分類は特別な実用的な情報を提供しません。
チップパッケージ
内部の内容物を保護し、設置を簡素化するために、マイクロ回路はケースに配置されています。当初、ほとんどのチップは金属シェルで製造されていました（円形または長方形）周囲に柔軟なリードが配置されています。
デバイスの寸法が結晶のサイズと比較して非常に大きいため、この設計では小型化のすべての利点を利用することはできませんでした。さらに、統合の程度は低く、問題を悪化させるだけでした。 60年代半ばに、DIPパッケージが開発されました（デュアルインラインパッケージ）は、両側に剛性のあるリード線を備えた長方形の構造です。かさばる寸法の問題は解決されませんでしたが、それでも、そのような解決策により、より高い充填密度を達成し、電子回路の自動組み立てを簡素化することが可能になりました。DIPパッケージのマイクロサーキットピンの数は4〜64の範囲ですが、40を超える「レッグ」を持つパッケージはまだまれです。
重要！ 国内のDIPマイクロ回路のピンピッチは2.5mm、輸入の場合は-2.54 mm（1行=0.1インチ）。このため、ロシアと輸入生産の類似物であると思われる完全なものを相互に交換することで問題が発生します。わずかな不一致により、機能とピン配置が同じデバイスをボードとパネルに取り付けることが困難になります。
電子技術の発展に伴い、DIPパッケージの欠点が明らかになりました。マイクロプロセッサの場合、ピンの数は十分ではなく、ピンをさらに増やすには、ケースの寸法を大きくする必要がありました。そのようなマイクロ回路は、ボード上の未使用のスペースを取りすぎ始めました。 DIP支配の時代の終わりをもたらした2番目の問題は、表面実装の普及です。エレメントはボードの穴ではなく、コンタクトパッドに直接はんだ付けされ始めました。この取り付け方法は非常に合理的であることが判明したため、表面はんだ付けに適合したパッケージにはマイクロ回路が必要でした。そして、「穴」取り付け用のデバイスを密集させるプロセスが始まりました（本当の穴）という名前の要素 smd (表面実装の詳細).
表面実装鋼SOICパッケージへの移行とその変更に向けた最初のステップ（SOP、HSOPなど）。 DIPと同様に、長辺に沿って2列の脚がありますが、ケースの底面に平行です。
さらなる開発はQFPパッケージでした。この正方形のケースには、両側に端子があります。PLLCのケースはそれに似ていますが、脚も全周に配置されていますが、それでもDIPに近いです。
しばらくの間、DIPチップはプログラマブルデバイスの分野でその地位を維持していました（ROM、コントローラー、PLM）が、インサーキットプログラミングの普及により、2列のトゥルーホールパッケージもこの領域から追い出されました。現在、穴への取り付けに代替手段がないように思われる部品でさえ、SMD性能を備えています。たとえば、統合された電圧安定器などです。
マイクロプロセッサケースの開発は別の道をたどりました。ピンの数が適切な正方形のサイズのいずれの周囲にも合わないため、大きなマイクロ回路の脚はマトリックスの形で配置されます（PGA、LGAなど。).
マイクロチップを使用する利点
マイクロ回路の出現は、エレクトロニクスの世界に革命をもたらしました（特にマイクロプロセッサ技術で）。 1つまたは複数の部屋を占めるランプ上のコンピューターは、歴史的な好奇心として記憶されています。しかし、最新のプロセッサには約200億個のトランジスタが含まれています。少なくとも0.1平方メートルのディスクリートバージョンで1つのトランジスタの面積をとると、プロセッサ全体が占める面積は少なくとも200,000平方メートルである必要があります-約2,000の中型の3部屋アパート。
また、メモリ、サウンドカード、オーディオカード、ネットワークアダプタ、およびその他の周辺機器用のスペースを用意する必要があります。そのような数の個別の要素を取り付けるためのコストは莫大であり、操作の信頼性は容認できないほど低い。トラブルシューティングと修復には、非常に長い時間がかかります。高度に統合されたチップを持たないパーソナルコンピュータの時代が到来しなかったことは明らかです。また、最新のテクノロジーがなければ、家庭用から産業用または科学用まで、大きなコンピューティング能力を必要とするデバイスは作成されなかったでしょう。
エレクトロニクスの開発の方向性は、今後何年にもわたって事前に決定されています。これは、まず第一に、技術の継続的な開発に関連するマイクロ回路要素の統合度の増加です。マイクロエレクトロニクスの可能性が限界に達すると、質的な飛躍がありますが、これはかなり遠い将来の問題です。
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