warta

Panginten saatos hukum Ohm, hukum anu paling kasohor kadua dina éléktronika nyaéta hukum Moore: Jumlah transistor anu tiasa diproduksi dina sirkuit terpadu dua kali unggal dua taun atanapi langkung. Kusabab ukuran fisik chip tetep kasarna sami, ieu hartosna yén. transistor individu baris jadi leuwih leutik kana waktu. Urang geus mimiti nyangka generasi anyar chip kalayan ukuran fitur leutik bakal muncul dina speed normal, tapi naon gunana nyieun hal leutik? Naha leutik salawasna hartosna hadé?
Dina abad katukang, rékayasa éléktronik geus nyieun kamajuan rongkah. Dina taun 1920-an, radio AM paling canggih diwangun ku sababaraha tabung vakum, sababaraha induktor badag, kapasitor jeung résistor, puluhan méter kawat dipaké salaku anteneu, sarta set badag accu. pikeun kakuatan sakabéh alat.Kiwari, anjeun tiasa Ngadangukeun langkung ti belasan jasa streaming musik dina alat dina saku anjeun, sareng anjeun tiasa ngalakukeun langkung seueur.Tapi miniaturisasi sanés ngan ukur pikeun portabilitas: éta leres pisan pikeun ngahontal prestasi anu kami ngarepkeun tina alat kami ayeuna.
Hiji kauntungan atra tina komponén leutik nyaeta aranjeunna ngidinan Anjeun pikeun ngawengku leuwih fungsionalitas dina volume sarua. Ieu hususna penting pikeun sirkuit digital: langkung komponén hartina anjeun bisa ngalakukeun leuwih processing dina jumlah waktu nu sarua.Contona, dina teori, nu Jumlah inpormasi anu diolah ku prosésor 64-bit nyaéta dalapan kali lipat tina CPU 8-bit anu dijalankeun dina frékuénsi jam anu sami. .Jadi Anjeun boh perlu chip nu dalapan kali leuwih badag atawa transistor nu dalapan kali leuwih leutik.
Sami bener keur chip memori: Ku nyieun transistor leutik, Anjeun gaduh leuwih spasi gudang dina volume sarua. Piksel dina paling mintonkeun kiwari dijieunna tina transistor film ipis, jadi ngajadikeun rasa mun skala aranjeunna handap tur ngahontal resolusi luhur. , nu leuwih leutik transistor, nu hadé, sarta aya alesan krusial sejen: kinerja maranéhanana greatly ningkat. Tapi naha persis?
Iraha wae anjeun nyieun transistor a, éta bakal nyadiakeun sababaraha komponén tambahan pikeun free.Each terminal ngabogaan résistor dina series.Any objék mawa ayeuna ogé boga timer induktansi.Ahirna, aya hiji capacitance antara sagala dua konduktor nyanghareup silih.All épék ieu. meakeun kakuatan sarta ngalambatkeun turun laju transistor.Kapasitansi parasit utamana troublesome: aranjeunna kedah dieusi tur discharged unggal waktos transistor dihurungkeun atawa mareuman, nu merlukeun waktu jeung arus tina catu daya.
Kapasitansi antara dua konduktor nyaéta fungsi tina ukuran fisikna: ukuran anu langkung alit hartosna kapasitansi anu langkung alit. Sareng kusabab kapasitor anu langkung alit hartosna kecepatan anu langkung luhur sareng kakuatan anu langkung handap, transistor anu langkung alit tiasa ngajalankeun dina frékuénsi jam anu langkung luhur sareng ngabubarkeun kirang panas dina ngalakukeunana.
Anjeun ngaleutikan ukuran transistor, capacitance teu hijina pangaruh nu robah: aya loba épék mékanis kuantum aneh nu teu atra pikeun devices.However gedé, umumna disebutkeun, nyieun transistor leutik bakal nyieun eta leuwih gancang.Tapi produk éléktronik leuwih. ti ngan transistor. Lamun anjeun skala handap komponén séjén, kumaha maranéhna ngalakukeun?
Sacara umum, komponén pasip sapertos résistor, kapasitor, sareng induktor moal langkung saé nalika aranjeunna langkung alit: ku sababaraha cara, aranjeunna bakal parah. , kukituna nyimpen spasi PCB.
Ukuran résistor bisa ngurangan tanpa ngabalukarkeun teuing loss.The lalawanan sapotong bahan dirumuskeun ku, dimana l nyaéta panjangna, A nyaéta aréa cross-sectional, sarta ρ nyaéta résistansi bahan. ngan saukur ngurangan panjang sarta cross-bagian, sarta mungkas nepi ka résistor fisik leutik, tapi masih ngabogaan resistance sarua. Hiji-hijina disadvantage éta nalika dissipating kakuatan anu sarua, resistors fisik leutik bakal ngahasilkeun leuwih panas ti resistors.Therefore, leutik. résistor ngan bisa dipaké dina circuits.This kakuatan low tabel nembongkeun sabaraha rating kakuatan maksimum resistors SMD nurun sakumaha ukuranana nurun.
Kiwari, résistor pangleutikna anu anjeun tiasa ngagaleuh nyaéta ukuran métrik 03015 (0,3 mm x 0,15 mm). pakét (0,2 mm x 0,1 mm) geus dileupaskeun, tapi teu acan geus nempatkeun kana production.But sanajan maranéhna némbongan dina katalog produsén urang, ulah ngaharepkeun aranjeunna janten madhab: paling nyokot jeung tempat robot teu cukup akurat. pikeun nanganan aranjeunna, ngarah masih bisa jadi produk Ecological.
Kapasitor ogé tiasa diturunkeun, tapi ieu bakal ngirangan kapasitansi. Rumus pikeun ngitung kapasitansi kapasitor shunt nyaéta, dimana A nyaéta luas papan, d nyaéta jarak antara aranjeunna, sareng ε nyaéta konstanta diéléktrik. (milik tina bahan panengah).Lamun kapasitor (dasarna alat datar) ieu miniaturized, wewengkon kudu ngurangan, kukituna ngurangan capacitance nu. Lamun masih hoyong pak loba nafara dina volume leutik, hijina pilihan. nyaeta tumpukan sababaraha lapisan babarengan. Alatan kamajuan dina bahan jeung manufaktur, nu ogé geus dijieun film ipis (d leutik) jeung diéléktrik husus (kalawan ε gedé) mungkin, ukuran kapasitor geus shrunk nyata dina sababaraha dekade kaliwat.
The kapasitor pangleutikna sadia kiwari aya dina ultra-leutik métrik 0201 pakét: ngan 0,25 mm x 0,125 mm.Kapasitansi maranéhna dugi ka masih mangpaat 100 nF, jeung tegangan operasi maksimum nyaéta 6,3 V.Also, bungkusan ieu pisan leutik tur merlukeun parabot canggih pikeun nanganan aranjeunna, ngawatesan nyoko nyebar maranéhanana.
Pikeun induktor, caritana rada rumit. Induktansi gulungan lempeng dirumuskeun ku, dimana N nyaéta jumlah lilitan, A nyaéta luas penampang gulungan, l nyaéta panjangna, sareng μ nyaéta bahan konstan (perméabilitas).Lamun sakabéh diménsi diréduksi ku satengah, induktansi ogé bakal ngurangan ku satengah. Sanajan kitu, résistansi kawat tetep sarua: ieu kusabab panjang sarta cross-bagian kawat diréduksi jadi a saparapat tina nilai aslina. Ieu ngandung harti yén anjeun mungkas nepi ka lalawanan sarua dina satengah tina induktansi nu, jadi Anjeun ngurangan kualitas (Q) faktor coil nu.
Pangleutikna sadia komersil diskrit induktor adopts ukuran inci 01005 (0,4 mm x 0,2 mm) .Ieu saluhur 56 nH sarta boga lalawanan sababaraha ohm.Induktor dina métrik ultra-leutik 0201 pakét dirilis dina 2014, tapi tétéla maranéhna teu kungsi diwanohkeun ka pasar.
Watesan fisik induktor geus direngsekeun ku ngagunakeun fenomena disebut induktansi dinamis, nu bisa dititénan dina coils dijieunna tina graphene.Tapi sanajan kitu, lamun bisa dijieun dina cara komersil giat, éta bisa ngaronjat ku 50%. coil teu bisa miniaturized well.However, lamun sirkuit anjeun operasi dina frékuénsi luhur, ieu teu merta masalah. Lamun sinyal anjeun dina rentang GHz, sababaraha coils nH biasana cukup.
Ieu mawa urang kana hal séjén nu geus miniaturized dina abad kaliwat tapi anjeun bisa jadi teu langsung perhatikeun: panjang gelombang kami nganggo pikeun komunikasi.Siaran radio mimiti ngagunakeun gelombang sedeng frékuénsi AM ngeunaan 1 MHz jeung panjang gelombang kira 300 méter. Pita frékuénsi FM anu dipuseurkeun dina 100 MHz atanapi 3 méter janten populer sakitar taun 1960-an, sareng ayeuna urang utamina ngagunakeun komunikasi 4G sakitar 1 atanapi 2 GHz (sakitar 20 cm).Frékuénsi anu langkung luhur hartosna langkung seueur kapasitas pangiriman inpormasi.Kusabab miniaturisasi urang gaduh radio anu murah, dipercaya sareng hemat energi anu tiasa dianggo dina frekuensi ieu.
Ngaleutikan panjang gelombang bisa ngaleutikan anteneu sabab ukuranana langsung patali jeung frékuénsi maranéhanana kudu ngirimkeun atawa narima. Handphone kiwari teu merlukeun anteneu protruding lila, hatur nuhun kana komunikasi dedicated maranéhanana dina frékuénsi GHz, nu anteneu ngan perlu ngeunaan hiji. centimeter long.This is why most mobile phones that still contain FM receivers require you to plug in earphones before use: radio perlu ngagunakeun kawat earphone salaku anteneu pikeun meunangkeun kakuatan sinyal anu cukup tina gelombang panjang hiji-méteran.
Sedengkeun pikeun sirkuit disambungkeun ka anteneu miniatur urang, basa aranjeunna keur leutik, maranéhna sabenerna jadi gampang nyieun. Ieu mah ngan ukur kusabab transistor geus jadi leuwih gancang, tapi ogé alatan épék garis transmisi henteu deui masalah. tina kawat ngaleuwihan hiji-kasapuluh tina panjang gelombang, Anjeun kudu mertimbangkeun shift fase sapanjang panjang na nalika ngarancang circuit.At 2,4 GHz, ieu ngandung harti yén ngan hiji centimeter kawat geus kapangaruhan sirkuit anjeun;mun anjeun solder komponén diskrit babarengan, éta nyeri sirah, tapi lamun iklas kaluar sirkuit dina sababaraha milimeter pasagi, teu masalah.
Ngaramal pupusna Hukum Moore, atanapi nunjukkeun yén prediksi ieu salah deui sareng deui, parantos janten téma anu ngulang deui dina jurnalisme sains sareng téknologi. tina kaulinan, terus niiskeun leuwih fitur per mikrométer pasagi, sarta rencanana pikeun ngawanohkeun sababaraha generasi chip ningkat dina mangsa nu bakal datang. Sanajan kamajuan aranjeunna geus dijieun dina unggal hambalan bisa jadi teu jadi hébat sakumaha dua dekade ka tukang, nu miniaturization of transistor. terus.
Najan kitu, pikeun komponén diskrit, urang sigana geus ngahontal wates alam: ngajadikeun aranjeunna leutik teu ngaronjatkeun kinerja maranéhanana, sarta komponén pangleutikna ayeuna aya leuwih leutik batan paling kasus pamakéan merlukeun. Sigana mah teu aya Hukum Moore pikeun alat diskrit. tapi lamun aya Hukum Moore urang, urang bakal resep ningali sabaraha hiji jalma bisa nyorong tantangan soldering SMD.
Abdi kantos hoyong nyandak gambar résistor PTH anu kuring dianggo dina taun 1970-an, sareng nempatkeun résistor SMD di dinya, sapertos kuring ngagentos / kaluar ayeuna. produk éléktronik) sabaraha robah, kaasup kuring malah bisa ningali bagian tina karya kuring, (sakumaha eyesight kuring beuki parah, leungeun kuring jadi goréng Trembling).
Abdi resep nyarios, naha éta babarengan atanapi henteu. Abdi bogoh pisan "ningkatkeun, janten langkung saé."Kadang-kadang perenah anjeun jalan ogé, tapi anjeun moal bisa deui meunang parts.Naon sih éta?.Konsép alus mangrupakeun konsép alus, sarta eta leuwih hade tetep sakumaha anu kasebut, tinimbang ningkatkeun eta tanpa alesan.Gantt
"Kanyataan tetep yén tilu pausahaan Intel, Samsung sarta TSMC masih bersaing di forefront kaulinan ieu, terus squeezing kaluar leuwih fitur per mikrométer pasagi,"
Komponén éléktronik badag tur mahal.Taun 1971, kulawarga rata-rata ngan boga sababaraha radio, stereo jeung TV. Nepi ka taun 1976, komputer, kalkulator, jam digital jeung arloji geus kaluar, nu leutik tur murah pikeun konsumén.
Sababaraha miniaturization asalna tina design.Operational amplifier ngamungkinkeun pamakéan gyrators, nu bisa ngaganti induktor badag dina sababaraha cases.Active saringan ogé ngaleungitkeun induktor.
Komponén anu langkung ageung ngamajukeun hal-hal sanés: ngaminimalkeun sirkuit, nyaéta, nyobian nganggo komponén pangsaeutikna pikeun ngajantenkeun sirkuit. Dinten ieu, urang henteu paduli pisan. Peryogikeun hal pikeun ngabalikeun sinyal? Candak amplifier operasional. Naha anjeun peryogi mesin kaayaan? Nyokot mpu.jsb.Komponén-komponén dinten ayeuna leres-leres leutik, tapi saleresna aya seueur komponén di jerona. Jadi dasarna ukuran sirkuit anjeun ningkat sareng konsumsi kakuatan naék. Transistor anu dianggo pikeun ngabalikeun sinyal ngagunakeun kakuatan anu langkung handap. ngalengkepan pakasaban sarua ti hiji amplifier operasional. Tapi lajeng deui, miniaturization bakal ngurus pamakéan power.It ngan nu inovasi geus Isro dina arah béda.
Anjeun bener sono sababaraha kauntungan pangbadagna / alesan ukuran ngurangan: ngurangan pakét parasitics jeung ngaronjat penanganan kakuatan (nu sigana counterintuitive).
Ti sudut pandang praktis, sakali ukuran fitur ngahontal ngeunaan 0.25u, anjeun bakal ngahontal tingkat GHz, nu waktos pakét SOP badag mimiti ngahasilkeun panggedena * effect.Kawat beungkeutan lila jeung maranéhanana ngawujud antukna bakal maéhan anjeun.
Dina titik ieu, bungkusan QFN/BGA geus greatly ningkat dina hal kinerja.Salaku tambahan, nalika anjeun pasang pakét datar sapertos kieu, anjeun bakal nampi * nyata * kinerja termal anu langkung saé sareng bantalan anu kakeunaan.
Salaku tambahan, Intel, Samsung, sareng TSMC pasti bakal maénkeun peran anu penting, tapi ASML tiasa langkung penting dina daptar ieu. Tangtosna, ieu moal tiasa dianggo pikeun sora pasip…
Ieu mah sakadar ngeunaan ngurangan biaya silikon ngaliwatan prosés generasi saterusna nodes.Hal séjén, kayaning bags.Pakét leutik merlukeun bahan kirang na wcsp atawa malah kirang.Pakét leutik, PCBs leutik atawa modul, jsb.
Kuring sering ningali sababaraha produk katalog, dimana hiji-hijina faktor nyetir nyaéta pangurangan biaya.MHz / ukuran mémori sami, fungsi SOC sareng susunan pin sami. Urang tiasa nganggo téknologi anyar pikeun ngirangan konsumsi kakuatan (biasana ieu henteu gratis, janten. kedah aya sababaraha kaunggulan kompetitif anu dipikabutuh ku para nasabah)
Salah sahiji kaunggulan komponén badag nyaéta bahan anti radiasi.Transistor leutik leuwih rentan ka efek sinar kosmik, dina situasi penting ieu.Contona, dina spasi malah observatorium luhur-luhur.
Kuring teu ningali alesan utama pikeun speed increase.The speed sinyal kira 8 inci per nanodetik.Jadi ngan ku ngurangan ukuranana, chip gancang anu mungkin.
Anjeun meureun hoyong pariksa matematik sorangan ku ngitung bédana dina rambatan reureuh alatan parobahan bungkusan jeung ngurangan siklus (1/frékuénsi). Maksudna pikeun ngurangan reureuh / jaman factions.Anjeun bakal manggihan yén éta malah teu muncul salaku faktor rounding.
Hiji hal anu kuring hoyong tambahkeun nyaéta yén seueur IC, khususna desain anu langkung lami sareng chip analog, henteu leres-leres diturunkeun, sahenteuna sacara internal. spasi sésana jero, moal sabab transistor jsb geus jadi leutik.
Salian masalah nyieun robot cukup akurat pikeun sabenerna nanganan komponén leutik dina-speed tinggi pick-na-tempat aplikasi, masalah sejen reliably las komponén leutik. Utamana lamun anjeun masih butuh komponén nu leuwih gede alatan kakuatan / kapasitas requirement.Using. némpelkeun solder husus, témplat témpél hambalan solder husus (nerapkeun jumlah leutik némpelkeun solder mana diperlukeun, tapi masih nyadiakeun némpelkeun solder cukup pikeun komponén badag) mimiti jadi pisan mahal.Jadi Jigana aya dataran, sarta miniaturization salajengna dina sirkuit. tingkat dewan ngan cara ongkosna mahal tur meujeuhna. Dina titik ieu, Anjeun bisa ogé ngalakukeun leuwih integrasi dina tingkat wafer silikon jeung simplify jumlah komponén diskrit ka minimum mutlak.
Anjeun bakal ningali ieu dina phone.Around Anjeun 1995, Kuring meuli sababaraha ponsel mimiti di jualan garasi pikeun sababaraha dollar each.Most ICs ngaliwatan-hole.Recognizable CPU jeung NE570 compander, IC reusable badag.
Saterusna kuring réngsé nepi ka sababaraha telepon handheld diropéa. Aya saeutik pisan komponén jeung ampir euweuh akrab. Dina sajumlah leutik ICs, teu ngan kapadetan luhur, tapi ogé desain anyar (tingali SDR) diadopsi, nu eliminates lolobana komponén diskrit nu saméméhna indispensable.
> (Larapkeun jumlah leutik némpelkeun solder dimana diperlukeun, tapi masih nyadiakeun cukup némpelkeun solder pikeun komponén badag)
Hei, Kuring imagined "3D / Gelombang" template pikeun ngajawab masalah ieu: thinner mana komponén pangleutikna, sarta kandel mana sirkuit kakuatan.
Kiwari, komponén SMT pisan leutik, anjeun tiasa nganggo komponén diskrit nyata (teu 74xx jeung sampah sejenna) pikeun ngarancang CPU sorangan jeung nyitak eta dina PCB.Sprinkle eta kalawan LED, anjeun tiasa ningali eta jalan sacara real waktu.
Leuwih taun, kuring pasti ngahargaan ngembangkeun gancang komponén kompléks jeung leutik. Aranjeunna nyadiakeun kamajuan tremendous, tapi di waktu nu sami aranjeunna nambahkeun tingkat anyar pajeulitna kana prosés iterative of prototyping.
Laju adjustment jeung simulasi tina sirkuit analog leuwih gancang ti naon eusina di laboratory.As frékuénsi sirkuit digital naek, PCB jadi bagian tina assembly.Contona, épék garis transmisi, propagasi delay.Prototyping sagala cutting- téhnologi ujung ieu pangalusna spent dina ngalengkepan desain bener, tinimbang nyieun pangaluyuan di laboratorium.
Sedengkeun pikeun barang hobi, evaluasi.Papan sirkuit sareng modul mangrupikeun solusi pikeun ngaleutikan komponén sareng modul pre-testing.
Ieu tiasa ngajantenkeun hal-hal "kasenangan", tapi kuring nyangka yén proyék anjeun tiasa dianggo pikeun pertama kalina tiasa langkung bermakna kusabab padamelan atanapi hobi.
Kuring geus ngarobah sababaraha desain ti ngaliwatan-liang mun SMD.Make produk langkung mirah, tapi teu senang ngawangun prototipe ku leungeun.Hiji kasalahan leutik: "tempat paralel" kudu dibaca salaku "piring paralel".
No.Saatos sistem meunang, arkeolog masih bakal bingung ku papanggihan na.Saha weruh, meureun dina abad ka-23, Planetary Alliance bakal ngadopsi sistem anyar ...
Abdi henteu tiasa langkung satuju. Naon ukuran 0603? Tangtosna, tetep 0603 salaku ukuran kaisar sareng "nelepon" ukuran métrik 0603 0604 (atanapi 0602) henteu sesah, sanaos téknisna lepat (ie: ukuran cocog sabenerna-teu cara nu) atoh.Ketat), tapi sahenteuna sadayana bakal terang naon téknologi anu anjeun nyarioskeun (métrik / imperial)!
"Sacara umum, komponén pasip sapertos résistor, kapasitor, sareng induktor moal langkung saé upami anjeun ngajantenkeunana langkung alit."