مائیکرو سرکٹ کیا ہے، مائیکرو سرکٹس کی اقسام اور پیکجز

یہ معلوم نہیں ہے کہ ایک ہی سیمی کنڈکٹر چپ پر دو یا دو سے زیادہ ٹرانزسٹر بنانے کا خیال سب سے پہلے کس نے آیا۔ شاید یہ خیال سیمی کنڈکٹر عناصر کی پیداوار کے آغاز کے فوراً بعد پیدا ہوا۔ یہ معلوم ہے کہ اس نقطہ نظر کی نظریاتی بنیادیں 1950 کی دہائی کے اوائل میں شائع ہوئی تھیں۔ تکنیکی مسائل پر قابو پانے میں 10 سال سے بھی کم وقت لگے، اور 60 کی دہائی کے اوائل میں، پہلا آلہ جاری کیا گیا تھا جس میں ایک پیکج میں کئی الیکٹرانک اجزاء شامل تھے - ایک مائیکرو سرکٹ (چپ)۔ اس لمحے سے، بنی نوع انسان بہتری کی راہ پر گامزن ہے، جس کی کوئی انتہا نظر نہیں آتی۔

مائکرو سرکٹس کا مقصد

مربوط ورژن میں، انضمام کی مختلف ڈگریوں کے ساتھ الیکٹرانک اجزاء کی ایک وسیع اقسام فی الحال انجام دی جارہی ہیں۔ ان سے، کیوبز کی طرح، آپ مختلف الیکٹرانک آلات جمع کر سکتے ہیں۔ اس طرح، ریڈیو رسیور سرکٹ کو مختلف طریقوں سے لاگو کیا جا سکتا ہے۔ ابتدائی آپشن ٹرانزسٹر چپس استعمال کرنا ہے۔ان کے نتائج کو جوڑ کر، آپ وصول کرنے والا آلہ بنا سکتے ہیں۔ اگلا مرحلہ انفرادی نوڈس کو مربوط ڈیزائن میں استعمال کرنا ہے (ہر ایک اپنے جسم میں):

• ریڈیو فریکوئنسی یمپلیفائر؛
• heterodyne;
• مکسر
• آڈیو فریکوئنسی یمپلیفائر.

آخر میں، سب سے جدید آپشن ایک چپ میں پورا رسیور ہے، آپ کو صرف چند بیرونی غیر فعال عناصر شامل کرنے کی ضرورت ہے۔ ظاہر ہے، انضمام کی ڈگری میں اضافے کے ساتھ، سرکٹس کی تعمیر آسان ہو جاتی ہے۔ یہاں تک کہ ایک مکمل کمپیوٹر بھی اب ایک چپ پر لاگو کیا جا سکتا ہے۔ اس کی کارکردگی اب بھی روایتی کمپیوٹنگ ڈیوائسز سے کم رہے گی لیکن ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ اس لمحے پر قابو پانا ممکن ہے۔

چپ کی اقسام

فی الحال، مائکرو سرکٹس کی ایک بڑی تعداد تیار کی جاتی ہے. عملی طور پر کوئی بھی مکمل الیکٹرانک اسمبلی، معیاری یا خصوصی، مائیکرو میں دستیاب ہے۔ ایک جائزہ کے فریم ورک کے اندر تمام اقسام کی فہرست اور تجزیہ کرنا ممکن نہیں ہے۔ لیکن عام طور پر، فنکشنل مقصد کے مطابق، مائیکرو سرکٹس کو تین عالمی زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔

1. ڈیجیٹل. مجرد سگنلز کے ساتھ کام کریں۔ ڈیجیٹل لیول ان پٹ پر لاگو ہوتے ہیں، سگنلز بھی آؤٹ پٹ سے ڈیجیٹل شکل میں لیے جاتے ہیں۔ آلات کی یہ کلاس سادہ منطقی عناصر سے لے کر جدید ترین مائیکرو پروسیسرز تک کا احاطہ کرتی ہے۔ اس میں قابل پروگرام لاجک اری، میموری ڈیوائسز وغیرہ بھی شامل ہیں۔
2. اینالاگ. وہ سگنلز کے ساتھ کام کرتے ہیں جو ایک مسلسل قانون کے مطابق بدلتے ہیں۔ اس طرح کے مائکرو سرکٹ کی ایک عام مثال آڈیو فریکوئنسی یمپلیفائر ہے۔ اس کلاس میں انٹیگرل لکیری سٹیبلائزرز، سگنل جنریٹرز، پیمائش کرنے والے سینسر اور بہت کچھ بھی شامل ہے۔ اینالاگ زمرہ میں غیر فعال عناصر کے سیٹ بھی شامل ہیں (مزاحم، RC سرکٹس، وغیرہ).
3. اینالاگ سے ڈیجیٹل (ڈیجیٹل سے اینالاگ). یہ مائیکرو سرکٹس نہ صرف مجرد ڈیٹا کو مسلسل یا اس کے برعکس تبدیل کرتے ہیں۔ ایک ہی پیکیج میں اصل یا موصول ہونے والے سگنلز کو بڑھایا جا سکتا ہے، تبدیل کیا جا سکتا ہے، ماڈیول کیا جا سکتا ہے، ڈی کوڈ کیا جا سکتا ہے اور اس طرح کے۔ ینالاگ-ڈیجیٹل سینسر مختلف تکنیکی عملوں کے پیمائشی سرکٹس کو کمپیوٹنگ آلات کے ساتھ جوڑنے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔

مائکروچپس کو پیداوار کی قسم کے لحاظ سے بھی تقسیم کیا گیا ہے:

• سیمی کنڈکٹر - ایک واحد سیمی کنڈکٹر کرسٹل پر کارکردگی کا مظاہرہ؛
• فلم - غیر فعال عناصر موٹی یا پتلی فلموں کی بنیاد پر بنائے جاتے ہیں؛
• ہائبرڈ - سیمی کنڈکٹر فعال آلات غیر فعال فلمی عناصر کے لیے "بیٹھ جائیں" (ٹرانجسٹر وغیرہ)۔

لیکن microcircuits کے استعمال کے لئے، یہ درجہ بندی زیادہ تر مقدمات میں خصوصی عملی معلومات فراہم نہیں کرتا.

چپ پیکجز

اندرونی مواد کی حفاظت اور تنصیب کو آسان بنانے کے لیے، مائیکرو سرکٹس کو ایک کیس میں رکھا گیا ہے۔ ابتدائی طور پر، زیادہ تر چپس دھاتی خول میں تیار کی جاتی تھیں۔گول یا مستطیل) فریمیٹر کے ارد گرد واقع لچکدار لیڈز کے ساتھ۔

اس ڈیزائن نے چھوٹے بنانے کے تمام فوائد کو استعمال کرنے کی اجازت نہیں دی، کیونکہ کرسٹل کے سائز کے مقابلے میں ڈیوائس کے طول و عرض بہت بڑے تھے۔ اس کے علاوہ، انضمام کی ڈگری کم تھی، جس نے صرف مسئلہ کو بڑھا دیا. 60 کی دہائی کے وسط میں، ڈی آئی پی پیکیج تیار کیا گیا تھا (دوہری ان لائن پیکیج) ایک مستطیل ڈھانچہ ہے جس کے دونوں طرف سخت لیڈز ہیں۔ بھاری طول و عرض کا مسئلہ حل نہیں ہوا تھا، لیکن اس کے باوجود، اس طرح کے حل نے زیادہ سے زیادہ پیکنگ کثافت حاصل کرنے کے ساتھ ساتھ الیکٹرانک سرکٹس کی خودکار اسمبلی کو آسان بنانے کے لئے ممکن بنایا.ڈی آئی پی پیکج میں مائیکرو سرکٹ پنوں کی تعداد 4 سے 64 تک ہوتی ہے، حالانکہ 40 سے زیادہ "ٹانگوں" والے پیکج اب بھی نایاب ہیں۔

اہم! گھریلو DIP مائیکرو سرکٹس کے لیے پن کی پچ 2.5 ملی میٹر ہے، درآمد شدہ کے لیے - 2.54 ملی میٹر (1 لائن = 0.1 انچ)۔ اس کی وجہ سے، مکمل کی باہمی تبدیلی کے ساتھ مسائل پیدا ہوتے ہیں، ایسا لگتا ہے، روسی اور درآمد شدہ پیداوار کے analogues. تھوڑا سا تفاوت ایسے آلات کو انسٹال کرنا مشکل بنا دیتا ہے جو بورڈز اور پینل میں فعالیت اور پن آؤٹ میں یکساں ہوں۔

الیکٹرانک ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، DIP پیکجوں کے نقصانات واضح ہو گئے ہیں۔ مائیکرو پروسیسرز کے لیے، پنوں کی تعداد کافی نہیں تھی، اور ان کے مزید اضافے کے لیے کیس کے طول و عرض میں اضافہ درکار تھا۔ اس طرح کے مائیکرو سرکٹس نے بورڈز پر بہت زیادہ غیر استعمال شدہ جگہ لینا شروع کردی۔ دوسرا مسئلہ جس نے ڈی آئی پی کے غلبے کے دور کا خاتمہ کیا ہے وہ ہے سطح کے بڑھتے ہوئے استعمال کا وسیع پیمانے پر استعمال۔ عناصر بورڈ کے سوراخوں میں نہیں بلکہ براہ راست رابطہ پیڈ پر سولڈرڈ ہونے لگے۔ یہ بڑھتے ہوئے طریقہ بہت عقلی نکلا، اس لیے سطحی سولڈرنگ کے لیے موزوں پیکجوں میں مائیکرو سرکٹس کی ضرورت تھی۔ اور "ہول" بڑھنے کے لیے آلات کو جمع کرنے کا عمل شروع ہوا (حقیقی سوراخ) عناصر کا نام دیا گیا ہے۔ smd (سطح ماونٹڈ تفصیل).

سطح پر بڑھتے ہوئے اسٹیل SOIC پیکجوں اور ان میں ترمیم کی طرف پہلا قدم (SOP، HSOP اور مزید)۔ ان کی، ڈی آئی پی کی طرح، لمبی اطراف کے ساتھ دو قطاروں میں ٹانگیں ہوتی ہیں، لیکن وہ کیس کے نچلے حصے کے متوازی ہوتے ہیں۔

ایک اور ترقی QFP پیکج تھی۔ مربع شکل کے اس کیس کے ہر طرف ٹرمینلز ہیں۔PLLC کیس اس سے ملتا جلتا ہے، لیکن یہ اب بھی DIP کے قریب ہے، حالانکہ ٹانگیں بھی پورے دائرے کے گرد واقع ہیں۔

کچھ عرصے کے لیے، ڈی آئی پی چپس نے قابل پروگرام آلات کے شعبے میں اپنی پوزیشن حاصل کی (ROM، کنٹرولرز، PLM)، لیکن ان سرکٹ پروگرامنگ کے پھیلاؤ نے دو قطار والے سچے سوراخ والے پیکجوں کو بھی اس علاقے سے باہر نکال دیا ہے۔ اب وہ حصے بھی، جن کے سوراخوں میں نصب کرنے کا کوئی متبادل نظر نہیں آتا تھا، نے بھی SMD کارکردگی حاصل کر لی ہے - مثال کے طور پر مربوط وولٹیج سٹیبلائزر وغیرہ۔

مائکرو پروسیسر کے معاملات کی ترقی نے ایک مختلف راستہ اختیار کیا۔ چونکہ پنوں کی تعداد کسی بھی معقول مربع سائز کے دائرے کے ارد گرد فٹ نہیں ہوتی ہے، اس لیے ایک بڑے مائکرو سرکٹ کی ٹانگیں میٹرکس کی شکل میں ترتیب دی جاتی ہیں (پی جی اے، ایل جی اے، وغیرہ۔).

مائیکرو چپس کے استعمال کے فوائد

مائیکرو سرکٹس کی آمد نے الیکٹرانکس کی دنیا میں انقلاب برپا کر دیا ہے (خاص طور پر مائکرو پروسیسر ٹیکنالوجی میں)۔ ایک یا زیادہ کمروں پر قابض لیمپ پر کمپیوٹرز کو ایک تاریخی تجسس کے طور پر یاد کیا جاتا ہے۔ لیکن ایک جدید پروسیسر میں تقریباً 20 بلین ٹرانجسٹر ہوتے ہیں۔ اگر ہم ایک ٹرانزسٹر کا رقبہ کم از کم 0.1 مربع سینٹی میٹر کے مجرد ورژن میں لیں، تو مجموعی طور پر پروسیسر کے زیر قبضہ رقبہ کم از کم 200,000 مربع میٹر ہونا چاہیے - تقریباً 2,000 درمیانے سائز کے تین کمرے۔ اپارٹمنٹس

آپ کو میموری، ساؤنڈ کارڈ، آڈیو کارڈ، نیٹ ورک اڈاپٹر، اور دیگر پیری فیرلز کے لیے بھی جگہ فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔ اس طرح کے متعدد مجرد عناصر کو نصب کرنے کی لاگت بہت زیادہ ہوگی، اور آپریشن کی وشوسنییتا ناقابل قبول حد تک کم ہے۔ خرابیوں کا سراغ لگانا اور مرمت میں ناقابل یقین حد تک طویل وقت لگے گا۔ یہ ظاہر ہے کہ پرسنل کمپیوٹرز کا دور انٹیگریشن کے اعلیٰ درجے کے چپس کے بغیر کبھی نہیں آیا ہوگا۔نیز، جدید ٹکنالوجی کے بغیر، ایسے آلات نہیں بنائے جاتے جن کے لیے بڑی کمپیوٹنگ پاور کی ضرورت ہوتی ہے - گھریلو سے صنعتی یا سائنسی تک۔

الیکٹرانکس کی ترقی کی سمت آنے والے کئی سالوں کے لیے پہلے سے متعین ہے۔ یہ، سب سے پہلے، مائکرو سرکٹ عناصر کے انضمام کی ڈگری میں اضافہ ہے، جو ٹیکنالوجی کی مسلسل ترقی سے منسلک ہے. آگے ایک قابلیت کی چھلانگ ہے، جب مائیکرو الیکٹرانکس کے امکانات حد تک پہنچ جائیں گے، لیکن یہ ایک بہت دور مستقبل کا سوال ہے۔

ملتے جلتے مضامین: