warta

Mbok sawise hukum Ohm, hukum paling misuwur kaloro ing electronics hukum Moore: Jumlah transistor sing bisa diprodhuksi ing sirkuit terpadu pindho saben rong taun utawa luwih. Wiwit ukuran fisik chip tetep kira-kira padha, iki tegese transistor individu bakal dadi cilik liwat wektu. Kita wis wiwit nyana generasi anyar Kripik karo ukuran fitur cilik katon ing kacepetan normal, nanging apa gunane nggawe iku cilik? Apa sing luwih cilik tegese luwih apik?
Ing abad kepungkur, teknik elektronik wis ngalami kemajuan sing luar biasa. Ing taun 1920-an, radio AM paling canggih kalebu sawetara tabung vakum, sawetara induktor, kapasitor lan resistor sing gedhe banget, puluhan meter kabel sing digunakake minangka antena, lan batre gedhe kanggo nguwasani kabeh piranti. Dina iki, sampeyan bisa Ngrungokake luwih saka rolas layanan streaming musik ing piranti ing kanthong, lan sampeyan bisa nindakake liyane. Nanging miniaturisasi ora mung kanggo portabilitas: pancen perlu kanggo entuk kinerja sing dikarepake saka piranti saiki.
Salah sawijining keuntungan sing jelas saka komponen sing luwih cilik yaiku ngidini sampeyan nambah fungsi ing volume sing padha. Iki penting banget kanggo sirkuit digital: luwih akeh komponen tegese sampeyan bisa nindakake proses liyane ing wektu sing padha. Contone, ing teori, jumlah informasi sing diproses dening prosesor 64-bit kaping wolu tinimbang CPU 8-bit sing mlaku ing frekuensi jam sing padha. Nanging uga mbutuhake komponen kaping wolu: register, adders, bus, lan sapiturute kabeh luwih gedhe kaping wolu. Dadi, sampeyan butuh chip sing kaping wolu luwih gedhe, utawa sampeyan butuh transistor sing kaping wolu luwih cilik.
Padha bener kanggo chip memori: Kanthi nggawe transistor cilik, sampeyan duwe papan panyimpenan luwih akeh ing volume sing padha. Piksel ing umume tampilan saiki digawe saka transistor film tipis, saengga bisa dikurangi lan entuk resolusi sing luwih dhuwur. Nanging, sing luwih cilik transistor, sing luwih apik, lan ana alesan wigati liyane: kinerja sing apik banget. Nanging kok persis?
Saben sampeyan nggawe transistor, bakal nyedhiyakake sawetara komponen tambahan kanthi gratis. Saben terminal duwe resistor ing seri. Sembarang obyek sing nggawa arus uga nduweni induktansi diri. Pungkasan, ana kapasitansi ing antarane rong konduktor sing adhep-adhepan. Kabeh efek iki nganggo daya lan alon mudhun kacepetan transistor. Kapasitansi parasit utamané nyusahake: transistor kudu diisi lan dibuwang saben-saben diuripake utawa dipateni, sing mbutuhake wektu lan arus saka sumber daya.
Kapasitansi antarane rong konduktor minangka fungsi saka ukuran fisik: ukuran sing luwih cilik tegese kapasitansi sing luwih cilik. Lan amarga kapasitor sing luwih cilik tegese kecepatan sing luwih dhuwur lan daya sing luwih murah, transistor sing luwih cilik bisa mlaku kanthi frekuensi jam sing luwih dhuwur lan nyuda panas nalika nindakake.
Nalika sampeyan nyilikake ukuran transistor, kapasitansi ora mung efek sing diganti: ana akeh efek mekanik kuantum aneh sing ora ketok kanggo piranti sing luwih gedhe. Nanging, umume, nggawe transistor luwih cilik bakal luwih cepet. Nanging produk elektronik luwih saka mung transistor. Nalika sampeyan nyuda komponen liyane, kepiye kinerja?
Umumé, komponen pasif kayata resistor, kapasitor, lan induktor ora bakal luwih apik nalika saya cilik: kanthi akeh cara, bakal saya tambah elek. Mulane, ing miniaturization komponen iki utamané kanggo bisa compress menyang volume cilik, mangkono ngirit papan PCB.
Ukuran resistor bisa suda tanpa nyebabake kakehan mundhut. Resistansi sepotong materi diwenehake dening, ing ngendi l yaiku dawa, A minangka area penampang, lan ρ minangka resistivitas materi. Sampeyan mung bisa nyuda dawa lan salib-bagean, lan mungkasi munggah karo resistor fisik cilik, nanging isih duwe resistance padha. Kerugian mung yaiku nalika ngilangi daya sing padha, resistor sing luwih cilik kanthi fisik bakal ngasilake luwih panas tinimbang resistor sing luwih gedhe. Mulane, resistor cilik mung bisa digunakake ing sirkuit kurang daya. Tabel iki nuduhake carane rating daya maksimum saka resistor SMD sudo minangka ukuran sudo.
Dina iki, resistor paling cilik sing bisa sampeyan tuku yaiku ukuran metrik 03015 (0,3 mm x 0,15 mm). Daya sing dirating mung 20 mW lan mung digunakake kanggo sirkuit sing ngilangi daya sing sithik banget lan ukurane winates banget. Paket metrik 0201 sing luwih cilik (0,2 mm x 0,1 mm) wis dirilis, nanging durung dilebokake ing produksi. Nanging sanajan katon ing katalog pabrikan, aja ngarep-arep bakal ana ing endi-endi: umume robot sing milih lan nyelehake ora cukup akurat kanggo nangani, saengga bisa uga dadi produk khusus.
Kapasitor uga bisa dikurangi, nanging iki bakal nyuda kapasitansi. Rumus kanggo ngitung kapasitansi kapasitor shunt yaiku, ing ngendi A minangka area papan, d minangka jarak ing antarane, lan ε minangka konstanta dielektrik (sifat bahan penengah). Yen kapasitor (Sejatine piranti warata) wis miniaturized, wilayah kudu suda, mangkono ngurangi kapasitansi. Yen sampeyan isih pengin ngemas akeh nafara ing volume cilik, pilihan mung kanggo tumpukan sawetara lapisan bebarengan. Amarga kemajuan ing bahan lan manufaktur, sing uga nggawe film tipis (d cilik) lan dielektrik khusus (kanthi ε luwih gedhe), ukuran kapasitor wis nyusut sacara signifikan ing sawetara dekade kepungkur.
Kapasitor paling cilik sing kasedhiya saiki ana ing paket metrik ultra-cilik 0201: mung 0,25 mm x 0,125 mm. Kapasitansi diwatesi ing isih migunani 100 nF, lan voltase operasi maksimum 6,3 V. Uga, paket iki cilik banget lan mbutuhake peralatan majeng kanggo nangani wong, matesi Adoption nyebar.
Kanggo induktor, critane rada angel. Induktansi kumparan lurus diwenehake dening, ing ngendi N minangka jumlah lilitan, A minangka area cross-sectional kumparan, l yaiku dawa, lan μ minangka konstanta materi (permeabilitas). Yen kabeh dimensi dikurangi setengah, induktansi uga bakal dikurangi setengah. Nanging, resistance kabel tetep padha: iki amarga dawa lan salib-bagean kabel wis suda kanggo seprapat saka Nilai asli. Iki tegese sampeyan mungkasi munggah karo resistance padha ing setengah saka induktansi, supaya sampeyan setengah kualitas (Q) faktor kumparan.
Induktor diskrèt sing paling cilik sing kasedhiya sacara komersial nganggo ukuran inci 01005 (0,4 mm x 0,2 mm). Iki minangka dhuwur minangka 56 nH lan duwe resistance sawetara ohms. Induktor ing metrik ultra-cilik 0201 paket dirilis ing 2014, nanging ketoke padha wis tau wis ngenalaken menyang pasar.
Watesan fisik induktor wis ditanggulangi kanthi nggunakake fenomena sing disebut induktansi dinamis, sing bisa diamati ing gulungan sing digawe saka graphene. Nanging sanajan mangkono, yen bisa diprodhuksi kanthi cara komersial, bisa uga mundhak 50%. Pungkasan, kumparan ora bisa miniatur kanthi apik. Nanging, yen sirkuit sampeyan operasi ing frekuensi dhuwur, iki ora kudu dadi masalah. Yen sinyal sampeyan ana ing kisaran GHz, sawetara kumparan nH biasane cukup.
Iki ndadekke kita menyang bab liyane sing wis miniaturized ing abad kepungkur nanging sampeyan bisa uga ora sok dong mirsani: dawa gelombang digunakake kanggo komunikasi. Siaran radio awal nggunakake frekuensi AM gelombang medium kira-kira 1 MHz kanthi dawa gelombang udakara 300 meter. Pita frekuensi FM sing dipusatake ing 100 MHz utawa 3 meter dadi populer ing sekitar taun 1960-an, lan saiki biasane nggunakake komunikasi 4G sekitar 1 utawa 2 GHz (udakara 20 cm). Frekuensi sing luwih dhuwur tegese luwih akeh kapasitas transmisi informasi. Amarga miniaturisasi, kita duwe radio sing murah, dipercaya lan hemat energi sing bisa digunakake ing frekuensi kasebut.
Dawane gelombang sing nyusut bisa nyuda antena amarga ukurane langsung ana hubungane karo frekuensi sing kudu dikirim utawa ditampa. Telpon seluler saiki ora mbutuhake antena protruding dawa, amarga komunikasi khusus ing frekuensi GHz, sing antena mung kudu dawane kira-kira siji sentimeter. Iki sebabe umume telpon seluler sing isih ngemot panrima FM mbutuhake sampeyan masang kuping sadurunge digunakake: radio kudu nggunakake kabel kuping minangka antena supaya entuk kekuatan sinyal sing cukup saka gelombang dawa siji meter kasebut.
Kanggo sirkuit sing disambungake menyang antena miniatur, nalika luwih cilik, mula luwih gampang digawe. Iki ora mung amarga transistor wis dadi luwih cepet, nanging uga amarga efek line transmisi ora ana maneh masalah. Ing cendhak, nalika dawa kabel ngluwihi siji-sepersepuluh saka dawa gelombang, sampeyan kudu nimbang shift phase bebarengan dawa nalika ngrancang sirkuit. Ing 2.4 GHz, iki tegese mung siji centimeter kabel wis mengaruhi sirkuit; yen sampeyan solder komponen diskrèt bebarengan, iku sirah, nanging yen sampeyan lay metu sirkuit ing sawetara millimeters kothak, iku ora masalah.
Prediksi matine Hukum Moore, utawa nuduhake manawa ramalan kasebut salah maneh lan maneh, wis dadi tema sing bola-bali ing jurnalisme ilmu pengetahuan lan teknologi. Kasunyatan tetep Intel, Samsung, lan TSMC, telung saingan sing isih ana ing ngarep game, terus ngompres fitur liyane saben mikrometer persegi, lan rencana bakal ngenalake sawetara generasi chip sing luwih apik ing mangsa ngarep. Sanajan kemajuan sing ditindakake ing saben langkah bisa uga ora kaya rong dekade kepungkur, miniaturisasi transistor terus.
Nanging, kanggo komponen diskrèt, kita katon wis tekan watesan alamiah: nggawe luwih cilik ora nambah kinerja, lan komponen paling cilik sing kasedhiya saiki luwih cilik tinimbang sing dibutuhake ing kasus panggunaan. Iku misale jek sing ora ana Hukum Moore kanggo piranti diskrèt, nanging yen ana Hukum Moore, kita bakal seneng ndeleng carane akeh wong bisa push tantangan soldering SMD.
Aku tansah wanted kanggo njupuk gambar saka resistor PTH aku digunakake ing taun 1970-an, lan sijine resistor SMD ing, kaya aku ngganti ing / metu saiki. Tujuanku yaiku supaya sedulur-sedulurku (ora ana sing dadi produk elektronik) pira-pira owah-owahan, kalebu aku malah bisa ndeleng bagean-bagean karyaku, (amarga paningalku saya suwe saya suwe, tangane saya gemeter).
Aku seneng ngomong, iku bebarengan utawa ora. Aku pancene sengit "ngapikake, dadi luwih apik." Kadhangkala tata letak sampeyan bisa digunakake kanthi apik, nanging sampeyan ora bisa entuk bagean maneh. Apa sih iku? . Konsep apik iku konsep apik, lan iku luwih apik kanggo tetep minangka iku, tinimbang nambah tanpa alesan. Gantt
"Kasunyatan tetep yen telung perusahaan Intel, Samsung lan TSMC isih saingan ing ngarep game iki, terus-terusan ngetokake luwih akeh fitur saben mikrometer persegi."
Komponen elektronik gedhe lan larang. Ing taun 1971, kulawarga rata-rata mung duwe sawetara radio, stereo lan TV. Ing taun 1976, komputer, kalkulator, jam digital lan jam tangan wis metu, sing cilik lan murah kanggo konsumen.
Sawetara miniaturisasi asale saka desain. Amplifier operasional ngidini panggunaan gyrators, sing bisa ngganti induktor gedhe ing sawetara kasus. Filter aktif uga ngilangi induktor.
Komponen sing luwih gedhe ningkatake barang liyane: minimalake sirkuit, yaiku, nyoba nggunakake komponen paling sithik kanggo nggawe sirkuit. Dina iki, kita ora peduli banget. Perlu soko kanggo mbalikke sinyal? Njupuk amplifier operasional. Apa sampeyan butuh mesin negara? Njupuk mpu. lsp. Komponen saiki pancen cilik, nanging ana akeh komponen ing njero. Dadi, ukuran sirkuit sampeyan mundhak lan konsumsi daya mundhak. Transistor sing digunakake kanggo ngowahi sinyal nggunakake daya kurang kanggo ngrampungake proyek sing padha tinimbang amplifier operasional. Nanging maneh, miniaturisasi bakal ngurus panggunaan kekuwatan. Mung inovasi wis dadi arah sing beda.
Sampeyan pancene ora kejawab sawetara keuntungan paling gedhe / alesan ukuran suda: suda parasitics paket lan tambah daya nangani (sing misale jek counterintuitive).
Saka sudut pandang praktis, yen ukuran fitur tekan udakara 0,25u, sampeyan bakal tekan tingkat GHz, nalika paket SOP gedhe wiwit ngasilake efek * paling gedhe. Kabel ikatan sing dawa lan kabel kasebut bakal mateni sampeyan.
Ing titik iki, paket QFN/BGA wis apik banget ing syarat-syarat kinerja. Kajaba iku, nalika sampeyan masang paket warata kaya iki, sampeyan bakal duwe * Ngartekno * kinerja termal luwih apik lan bantalan kapapar.
Kajaba iku, Intel, Samsung, lan TSMC mesthi duwe peran penting, nanging ASML bisa uga luwih penting ing dhaptar iki. Mesthi, iki bisa uga ora ditrapake kanggo swara pasif ...
Ora mung babagan nyuda biaya silikon liwat simpul proses generasi sabanjure. Barang liyane, kayata tas. Paket sing luwih cilik mbutuhake bahan sing kurang lan wcsp utawa malah kurang. Paket cilik, PCB utawa modul cilik, lsp.
Aku kerep ndeleng sawetara produk katalog, ngendi mung faktor driving punika abang biaya. MHz / ukuran memori padha, fungsi SOC lan noto pin padha. Kita bisa uga nggunakake teknologi anyar kanggo nyuda konsumsi daya (biasane iki ora gratis, mula kudu ana sawetara kaluwihan kompetitif sing disenengi para pelanggan)
Salah sawijining kaluwihan komponen gedhe yaiku bahan anti-radiasi. Transistor cilik luwih rentan marang efek sinar kosmik, ing kahanan penting iki. Contone, ing papan lan malah observatorium dhuwur.
Aku ora weruh alesan utama kanggo nambah kacepetan. Kacepetan sinyal kira-kira 8 inci saben nanodetik. Dadi mung kanthi nyuda ukuran, Kripik luwih cepet bisa.
Sampeyan bisa uga pengin mriksa matématika dhewe kanthi ngitung prabédan wektu tundha panyebaran amarga owah-owahan kemasan lan suda siklus (1/frekuensi). Iku kanggo nyuda wektu tundha / periode fraksi. Sampeyan bakal nemokake manawa ora katon minangka faktor pembulatan.
Siji bab aku pengin nambah iku akeh ICs, utamané desain lawas lan Kripik analog, ora bener downsized, paling njero. Amarga dandan ing manufaktur otomatis, paket dadi luwih cilik, nanging amarga paket DIP biasane duwe akeh ruang sing isih ana ing njero, ora amarga transistor lan liya-liyane dadi luwih cilik.
Saliyane masalah nggawe robot cukup akurat kanggo bener nangani komponen cilik ing kacepetan dhuwur aplikasi pick-lan-panggonan, masalah liyane andal welding komponen cilik. Utamane yen sampeyan isih butuh komponen sing luwih gedhe amarga syarat daya / kapasitas. Nggunakake tempel solder khusus, tempel tempel solder langkah khusus (aplikasi tempel solder sing sithik yen dibutuhake, nanging isih nyedhiyakake tempel solder sing cukup kanggo komponen gedhe) wiwit dadi larang banget. Dadi aku mikir ana dataran tinggi, lan miniaturisasi luwih ing tingkat papan sirkuit mung cara sing larang lan bisa ditindakake. Ing jalur iki, sampeyan uga bisa nindakake luwih integrasi ing tingkat wafer silikon lan nyederhanakake jumlah komponen diskret kanggo minimal mutlak.
Sampeyan bakal weruh iki ing telpon. Kira-kira taun 1995, aku tuku sawetara ponsel awal ing garage sales kanggo sawetara dolar saben. Paling ICs liwat-bolongan. Dikenal CPU lan NE570 compander, IC bisa digunakake maneh gedhe.
Banjur aku rampung karo sawetara telpon genggem dianyari. Ana sawetara komponen lan meh ora kenal. Ing nomer cilik saka IC, ora mung Kapadhetan sing luwih dhuwur, nanging uga desain anyar (ndeleng SDR) diadopsi, kang ngilangake paling saka komponen diskrèt sing sadurunge indispensable.
> (Apply jumlah cilik saka tempel solder yen perlu, nanging isih nyedhiyani cukup tempel solder kanggo komponen gedhe)
Hei, Aku mbayangno cithakan "3D / Gelombang" kanggo ngatasi masalah iki: tipis ing ngendi komponen paling cilik, lan luwih kenthel ing sirkuit daya.
Saiki, komponen SMT cilik banget, sampeyan bisa nggunakake komponen diskrit nyata (ora 74xx lan sampah liyane) kanggo desain CPU dhewe lan print ing PCB. Sprinkle karo LED, sampeyan bisa ndeleng iku bisa ing wektu nyata.
Swara taun, aku mesthi appreciate pembangunan cepet saka komponen Komplek lan cilik. Dheweke nyedhiyakake kemajuan sing luar biasa, nanging ing wektu sing padha nambahake tingkat kerumitan anyar kanggo proses prototipe iteratif.
Kacepetan imbuhan lan simulasi sirkuit analog luwih cepet tinimbang sing ditindakake ing laboratorium. Minangka frekuensi saka sirkuit digital mundhak, PCB dadi bagéan saka Déwan. Contone, efek saluran transmisi, wektu tundha panyebaran. Prototipe teknologi canggih apa wae sing paling apik digunakake kanggo ngrampungake desain kanthi bener, tinimbang nggawe pangaturan ing laboratorium.
Dene barang hobi, evaluasi. Papan sirkuit lan modul minangka solusi kanggo nyuda komponen lan modul pre-testing.
Iki bisa nyebabake "nyenengake", nanging aku mikir supaya proyek sampeyan bisa digunakake kanggo pisanan bisa uga luwih migunani amarga kerja utawa hobi.
Aku wis ngowahi sawetara desain saka liwat-bolongan kanggo SMD. Nggawe produk sing luwih murah, nanging ora nyenengake nggawe prototipe kanthi tangan. Siji kesalahan cilik: "panggonan paralel" kudu diwaca minangka "piring paralel".
Ora. Sawise sistem menang, arkeolog isih bakal bingung karo temonan sawijining. Sapa ngerti, mungkin ing abad kaping 23, Planetary Alliance bakal nganggo sistem anyar ...
Aku ora bisa setuju maneh. 0603 ukuran apa Mesthine, tetep 0603 minangka ukuran kekaisaran lan "nelpon" ukuran metrik 0603 0604 (utawa 0602) ora angel banget, sanajan bisa uga salah teknis (yaiku: ukuran sing cocog nyata-ora kaya ngono). Ketat), nanging paling ora kabeh wong bakal ngerti apa teknologi sing sampeyan gunakake (metrik / imperial)!
"Umume, komponen pasif kayata resistor, kapasitor, lan induktor ora bakal luwih apik yen sampeyan nggawe luwih cilik."