TCAN1042VDRQ1 SOIC-8 Bom Service IC אספקת רכיבים אלקטרוניים

מבנה שבב פנימי

1.1 רמת המערכת

הטלפון הנייד כולו, למשל, הוא מערכת מעגלים מורכבת שמשחקת משחקים, מבצעת שיחות טלפון, מאזינה למוזיקה וכו'. המבנה הפנימי שלו מורכב מכמה שבבי מוליכים למחצה וכן נגדים, משרנים וקבלים מחוברים, הנקראים רמת המערכת.(כמובן שעם התפתחות הטכנולוגיה, הטכנולוגיה לייצור מערכת שלמה על שבב בודד זמינה גם היא כבר שנים רבות - טכנולוגיית SoC)

1.2 רמת מודול

המערכת כולה מחולקת להרבה מודולים פונקציונליים כל אחד עם תפקידו.חלקם מנהלים כוח, חלקם אחראים לתקשורת, חלקם לתצוגה, חלקם לסאונד, חלקם למחשוב הכולל וכו'.אנו קוראים לזה רמת המודול.כל אחד מהמודולים הללו הוא שדה מפואר, פרי של אינספור כושר המצאה אנושי.

1.3 רמת העברה ברישום (RTL)

כל מודול מודגם על ידי מודול המעגלים הדיגיטליים (אשר מוקדש לביצוע פעולות לוגיות ועיבוד אותות חשמליים שכולם אפסים ואחדים נפרדים), המהווה חלק גדול מהמערכת הכוללת.הוא מורכב מאוגרים ומעגלים לוגיים שילוביים.

אוגר הוא מבנה מעגל המסוגל לאחסן זמנית ערך לוגי, והוא דורש אות שעון כדי לשלוט על משך הזמן שבו הערך הלוגי מאוחסן.בפועל, יש צורך בשעון כדי למדוד את משך הזמן והמעגל צריך אות שעון כדי לתאם את הסידור.אות שעון הוא גל מלבני עם תקופה יציבה.במציאות, שנייה אחת היא סולם הזמן הבסיסי, ובמעגל, הגל המלבני מתנודד במשך מחזור אחד, שהוא סולם הזמן של עולמם.רכיבי המעגל פועלים בהתאם לטווח זמן זה וממלאים את התחייבויותיהם.

לוגיקה קומבינציונית היא שילוב של הרבה שערי לוגיקה "AND, OR, and NOT".

מודול פונקציונלי מורכב מורכב מרשמים רבים והיגיון שילובי.רמה זו נקראת רמת העברת הרישום.

1.4 רמת שער

הרגיסטרים בשלב העברת האוגר מורכבים גם הם עם או בלי היגיון, מחלקים אותו לעם, או בלי היגיון, מגיעים לשלב השער (הם כמו דלת שחוסמת/מאפשרת כניסה ויציאה של אותות חשמליים, ומכאן השם).

רמת טרנזיסטור 1.5

בין אם מדובר במעגל דיגיטלי או אנלוגי, בתחתית ההיררכיה נמצאת רמת הטרנזיסטור.כל השערים הלוגיים (ו, או, לא, עם או בלי, לא, שונים או, זהים או וכו') מורכבים מטרנזיסטורים בודדים.כך המעגל המשולב מלא בטרנזיסטורים ובחוטים המחברים אותם, מהמקרוסקופי למיקרוסקופי, עד לרמה הנמוכה ביותר.

הטרנזיסטור הדו-קוטבי (BJT) היה נפוץ יותר בימים הראשונים והיה ידוע בתור טריודה.הוא היה מחובר לנגד, לספק כוח וקבל, שבעצמו השפיע על הגברה של האות.כמו אבן בניין, ניתן להשתמש בו ליצירת מגוון מעגלים כגון מתגים, מעגלי מקור מתח/זרם, מעגלי השער הלוגיים שהוזכרו לעיל, מסננים, השוואות, חיבורים ואפילו אינטגרטורים, אם להזכיר רק כמה.מעגלים שנבנו מ-BJT נקראים מעגלי TTL (Transistor-TransistorLogic).

אבל אז הגיע טרנזיסטור אפקט שדה מתכת-תחמוצת-מוליכים למחצה (MOSFET), שסחף את שדה ה-IC עם המאפיינים החשמליים המצוינים שלו וצריכת החשמל הנמוכה במיוחד.למעט מעגלים אנלוגיים שבהם ל-BJT עדיין יש נוכחות, כל ה-ICs מורכבים כעת מצינורות MOS.אפשר גם לבנות ממנו אלפי מעגלים.זה יכול לשמש גם עבור רכיבי מעגל בסיסיים כגון נגדים וקבלים על ידי חיבורם כראוי.

כפי שהוזכר לעיל, בייצור תעשייתי בפועל, ייצור שבב הוא תהליך של ייצור אלפי טרנזיסטורים.אבל במציאות, סדר השכבות הפוך, מתחיל מהטרנזיסטור הנמוך ביותר ועובד כלפי מעלה.

במילים אחרות, על ידי ביצוע הרצף "טרנזיסטור - שבב - לוח מעגלים", אנחנו מגיעים למרכיב הליבה של מוצר אלקטרוני - המעגל.