3. Amaliy ish. Integral sxemalar haqida tushuncha. Darsning maqsadi

3. Amaliy ish. Integral sxemalar haqida tushuncha.
Darsning maqsadi: talabalarga integral sxema haqida tushuncha berish chiplar mikroelektron vositalar va qurilmalarning tuzilish prinsipini o’rganish va ularda bilim, ko’nikmalar hosil qilish.
Topshiriqlar rejasi:

1. 
   Integral sxema haqida ma’lumot
   
2. 
   Tizimli plataning chastotalari
   
3. 
   Ma’lumotlar shinasi va manzil shinasi
   
4. 
   Kesh –xotira
   

Integral sxema

Integral mikrosxemalar

Elektrotexnika va ayniqsa elektronika rivojlanib borar ekan, integral mikrosxemalarning ixtiro qilinishi zamonning inkor etib bo’lmas jiddiy talabiga aylanib bordi. Deyarli bir vaqtning o’zida bir-biridan bexabar ikki muhandis ixtirochi - Jek Sent-Kler Kilbi (1923-2005) va Robert Norton Noys (1927-1990) integral mikrosxemani ixtiro qilishgan.
Mutaxassislar integral mikrosxemalarni qisqartirib IMS deb yuritishadi. IMS bu - juda kichik o’lchamga keltirilgan elektr zanjiri bo’lib, u turli xil yarimo’tkazgichlarni qo’llash asosida tayyorlanadi. Ba’zan IMSni oddiygina qilib mikrochip ham deyiladi. Shunday IMS-mikrochiplar hozirgi kunda deyarli barcha turdagi elektron uskunalarda - oddiy choy qaynatuvchi elektr choynakdan tortib, murakkab kosmik apparatlarda ham keng qo’llanilmoqda.
IMSlarda yarimo’tkazgichlarning o’tkazuvchanlik xususiyatini elektr maydoni orqali boshqariladi. Monolit IMSlarning ixtiro qilinishi esa, avvallari alohida-alohida tayyorlangan va sxemalarda ham alohida joylashtirilgan elementlar - tranzistorlar, qarshilik, kondensator va ho kazolarni, yarimo’tkazgich materialdan tayyorlangan bitta kristall mikrochipga favqulodda juda kichik ixcham o’lchamlarda joylashtirish imkonini berdi. Boz ustiga, sxemalarni qo’lda yig’ishdan ko’ra, IMSni avtomatik yig’ilishi - juda tezkor va samarali jarayon bo’lib, bu o’z navbatida elektron sxemalarning ishonchliligini orttirish bilan birga, ularning tannarxini ham pasayishiga olib keldi. IMSni fotolitografiya, ya’ni, trafaret bo’yicha kerakli geometrik shakllarni kremniyli asosga quyish orqali tayyorlanadi. IMS juda ixcham bo’lgani tufayli, undagi tashkiliy elementlarning oraliq masofasi ham juda-juda qisqa bo’ladi. Bu esa elektr zanjirida yig’ilgan mantiqning tezkor bajarilishini ta’minlaydi.
Jek Kilbi o’zining IMSini 1958-yilda ixtiro qilgan. Robert Noys esa undan yarim yil keyin o’z IMSini yasab namoyish qilgan. Yarimo’tkazgich sifatida Noys IMSida kremniy elementi qo’llangan bo’lsa, bu maqsad uchun Kilbi germaniy elementidan foydalangan. Zamonaviy IMSlarning ixchamligi Kilbi va Noys chiplaridan bir necha marta kichrayib, ishlash tezligi ham ulardan chandon ortib ketgan. Xususan, hozirda pochta markasi o’lchamidek keladigan mitti mikrochip-IMS ichida milliardlab tranzistorlar bo’ladi.
IMSlar ixtiro qilinganidan keyin elektronika va mikroelektronika sohasi shu darajada katta shiddat bilan rivojlanib ketdiki, uning har bir keyingi ilg’or qadamlari fan-texnika sohasida navbatdagi inqiloblarni yasab bordi. Xususan, biz bilgan va eng yaqin yordamchimizga aylangan kompyuterlar va boshqa istalgan elektron qurilma va uskunalar ham aynan IMSlarning taraqqiyoti tufayli shu darajaga yetib kelgan. Eng qizig’i esa, IMSlar qanchalik murakkablashib, ixchamlashib borishi bilan bir qatorda, ularning ishlash tezligi, bajaradigan vazifalari ko’lami ham tobora ortib bordi. Odatda, boshqa turdagi texnika vositalari bunday rivojlanish jarayonida qimmatlashib boradi. Lekin, IMSlar murakkablashish bilan birgalikda, arzonlashib ham borgan. Bu faktga e’tibor qaratgan muhandis Gordon Mur hazil aralash shunday degan ekan: "Agar avtomobil sanoati ham yarimo’tkazgichlar sohasi singari shiddat bilan rivojlanganda edi, Rolls-Roys mashinalarida 1 litr benzin bilan 200 ming km masofani bosib o’tish mumkin bo’lardi, hamda, uni ishxona oldidagi pullik avtoturargohga qo’ygandan ko’ra, shunchaki ko’chaga tashlab ketish arzonroq bo’lgan bo’lur edi..."
Nima ham derdik, Mur janoblari "Rolls-Roys" olish ishtiyoqida orzuga yetolmay qolib ketgan bo’lsa kerakki, alam ustida shunday deb yuborgan bo’lishi mumkin...
Ixtirochilarning keyingi taqdiri haqida ham qiziqayotgandirsiz? IMSni birinchi bo’lib ixtiro qilgan muhandis - Jek Kilbi o’sha paytlarda "Texas Instruments" kompaniyasiga endigina ishga kirgan yosh xodim bo’lgan. Kilbining deyarli barcha hamkasblari ta’tilga chiqib ketgan paytda u laboratoriyada ko’pincha bir o’zi qolib, IMS modeli ustida muttasil ishlagan. 1958-yilning sentyabr oyida Kilbi o’zining ilk ishchi model IMSni yasab, sheriklariga namoyish qilib bergan. Keyingi yilning 6-fevral sanasida esa, "Texas Instruments" kompaniyasi Kilbi modeli asosida, IMSlarni seriyali ishlab chiqarish uchun patent rasmiylashtirgan.
Ikkinchi ixtirochi Robert Noys (rasmda) esa o’z ixtirosini pullash uchun uzoq izlangach, 1968-yilda o’zi tavakkalga qo’l urib, IMS ishlab chiqarish bilan shug’ullanuvchi o’z mustaqil kompaniyasini tashkil etadi. Siz Noysning o’sha kompaniyasi ishlab chiqargan IMSlardan albatta foydalangan bo’lsangiz kerak. U haqida ko’p eshitganingiz ham aniq. Chunki, Noys asos solgan o’sha integral mikrosxemalar, ya’ni, chiplar ishlab chiqaruvchi kompaniya Intel deb ataladi va u hozirda, IMS ishlab chiqarish bo’yicha jahonda eng ilg’or texnologik brendlardan biri sanaladi.

IMS ushbu elektron sxemada chaproqdagi katta qora quti ko’rinishidagi mikroelektron elementdir. Tashqi qoplama IMS ichidagi mitti elektron qismlar -tranzistor va ho kazolarni tashqi ta’sirlardan himoya qiladi va platadagi elektr zanjirlariga ulanish imkonini beradi.
Integral mikrosxemalar