يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل

يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-26, 11:57 pm

تعريف الثايرستور(Thyristors):

إن كلمة الثايرستور لها أصل يوناني والتي تعنى الباب....هذا في اللغة أما عند الانتقال إلى المفهوم الالكتروني فإن الثايرستور هو عنصر إلكتروني مصنوع من مواد نصف ناقلة وتتألف من أربع طبقات و هي على التسلسل P1 , N1 , P2 , N2 و له ثلاثة أقطاب (المصعد،المهبط،البوابة).
ويكمن تمثيل الثايرستور بأنه عبارة عن ترانزستورين الأول P1N1P2) ) والثاني N1P2N2) )
موصولين مع بعض حسب الشكل التالي:

نلاحظ أن هذه التوصيلة الغريبة للترانزستورين تعتمد مبدأ يسمى بـ (التغذية العكسية الموجبة) Positive Feedback وبالتالي يتوارد للذهن...ما هي التغذية العكسية الموجبة؟ ويمكن تلخيصها إلكترونياً بأنها توصيلة معينة بين خرج و دخل دارة إلكترونية تقوم بزيادة ربح الدارة (سواء جهد أو تيار) بشكل كبير.. يمكن تطبيق هذا الكلام على الدارة المجاورة، عند مرور تيار في قاعدة الترانزيستور Q1 فإن هذا التيار سيظهر أثره مضخماً على مجمع Q1 الموصول مع قاعدة الترانزستور Q2 وبالتالي عند مرور التيار في قاعدة Q2 يفتح الترانزستور Q2 ويمرر التيار من باعث Q2 إلى مجمع الترانزستور نفسه والموصول مع قاعدة Q1 وبالتالي يزداد تيار القاعدة للترانزستور

Q1 وهكذا نلاحظ أن الترانزستورين ينتقلان بسرعة كبيرة نحو الإشباع
إذاً ماذا نستنتج مما سبق؟
• أن الثايرستور يُعامَل مُعَامَلة المفتاح، أي يأخذ وضعيتين (قطع أو إشباع) يبقى فيهما إذا لم تؤثر علية أي قوة خارجية.
• حتى يمر تيار في الترانزستور Q2 يجب أن يكون الجهد المطبق عليه أكبر من جهد المتصل المحيّز عكسياً(P2N1) وبالتالي يسمى الجهد الذي يفتح عنده الثايرستور
بجهد الفتح وعندها ينتقل الترانزستورين إلى حالة الإشباع بسرعة كبيرة

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:04 am

ويمكن تلخيص عمل الثايرستور بشكل عام(بأنه يشبه عمل الديود)
عندما يكون محيز أمامياً: لايمرر الثايرستور أي تيار إلاّ عندما يكون الجهد المطبق عليه أكبر من جهد الفتح
عندما يكون محيز عكسياً: يكون في حالة قطع ولايمرر أي تيار
ونلاحظ على مميزة الفولت-أمبير ثلاث مناطق:

-1- منطقة القطع: نلاحظ عند ازدياد الجهد لا يمر أي تيار حتى قيمة جهد الفتح.

-2- منطقة المقاومة السالبة: نلاحظ انخفاض الجهد بشكل كبير مع زيادة التيار.
!!!!! لا يمكن أن تكون نقطة العمل في هذه المنطقة لأنها حالة عابرة بين القطع و الإشباع !!!!
وعادة ترسم في كثير من المراجع بخط
منقط.

-3- منطقة العمل: وهي منطقة الإشباع يمر عندها التيار في الثايرستور و هي المنطقة
المرغوب العمل فيها

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:05 am

بعض استخدامات الثايرستورات:
1)زواجل التحكم
2)دارات التأخير الزمني
3)مغذيات الإستطاعة
4)دارات الحماية
5)شواحن البطاريات
6)المبدلات(التبديل بين DC-DC , AC-DC , DC-AC , AC-AC)

التحكم بمحركات التيار المستمر باستخدام الثايرستور :
أصبح مؤخراً استخدام الدارات الالكترونية التي تستخدم الديودات و الثايرستورات شائعاً جداً من أجل التحكم بسرعة محركات التيار المستمر و المتناوب .
و لقد استبدلت هذه الدارات دارات التحكم الكهربائية التقليدية التي تعتمد على thyrtrons و ignitrons و مقومات القوس الكهربائي الزئبقية و المضخمات المغناطيسية ... إلخ .
و إذا قارنا بين أنظمة التحكم الالكترونية بالسرعة و بين نظيرتها الكهربائية و الكهروميكانيكية نجد أن الأنظمة الالكترونية تتميز بعدة ميزات أهمها :
1) ذات دقة أعلى .
2) وثوقية أكبر .
3) استجابة سريعة .
4) مردود أعلى و ذلك لعدم وجود ضياعات حرارية في المقاومات على شكل I2 R// و لعدم وجود قطع متحركة .

- كما نعلم يمكن أن نتحكم بسرعة المحرك بعدة طرق منها :
1) تغيير الجهد المطبق على المتحرض .
2) تغيير تيار التهييج .
3) باستخدام الطريقتين السابقتين معاً .
- يمكن لمحركات التيار المستمر أن تعمل من منبع تغذية مستمر إذا كان متوفراً أو من منبع تغذية متناوب بعد أن يُحَول إلى مستمر عن طريق المقومات (Rectifiers) و التي تصنف إلى :
1) مقومات نصف موجة و مقومات موجة كاملة حسب شكل إشارة خرج المقوم .
2) متحكم بها( ) و غير متحكم بها حسب قابلية التحكم بجهد خرج المقوم .
- كما و يمكن لمحركات التيار المتناوب أيضاً أن تعمل من منبع تغذية متناوب أو من منبع تغذية مستمر بعد أن يُحَول إلى منبع تغذية متناوب باستخدام القالبات (Inverters) .
- يمكن تغيير القيمة المتوسطة لجهد خرج المقوم المتحكم به عن طريق ثايرستور و ذلك بتغيير زاوية القدح , و لذلك فإن جهد المتحرض لمحرك التيار المستمر يمكن أن يُعَدَّل للتحكم بسرعته .
يمكن تغيير جهد المتحرض في حالة التشغيل من منبع تغذية مستمرة و ذلك عن طريق دارة تقطيع ثايرستورية , و التي من الممكن أن تـُصَمَم لتقطيع التغذية المستمرة بفترات زمنية مختلفة لتعطي قيماً وسطية للجهد المستمر ذات قيمة أصغر من جهد الدخل .
- ممكن أن نحصل على منبع تغذية مستمرة - في حال عدم توفره - انطلاقاً من منبع تغذية متناوب و ذلك بواسطة مقوم غير متحكم به (ديودات فقط) , عندها يمكن أن نُقطـِّع الجهد المستمر الناتج باستخدام دارة تقطيع ثايرستورية .

قبل البدء بمناقشة دارات التحكم بسرعة المحرك سنعطي شرحاً موجزاً عن المقومات و القالبات( ) و دارات تقطيع التيار المستمر .

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:06 am

) المقومات غير المتحكم بها :
كما ذكرنا سابقاً تستخدم المقومات من أجل تحويل التغذية المتناوبة إلى مستمرة أي عندما يكون لدينا تغذية متناوبة و لكن المحرك المراد التحكم به هو محرك مستمر . يبين الشكل (6- أ) مقوم نصف موجة غير متحكم به , حيث يغلق المتصل D الدارة فقط خلال نصف الدورة الموجبة لتيار الدخل المتناوب أحادي الطور , أي عندما يكون مصعده A موجباً بالنسبة للمهبط K .

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:07 am

) المقومات المتحكم بها :
يمكن في هذا النوع من المقومات أن يُغـَيَّر تيار (أو جهد) الخرج عن طريق تغيير النقطة التي يقدح عندها الثايرستور بتطبيق نبضة مناسبة ذات استطاعة منخفضة على البوابة , حالما يُقدح الثايرستور و يصبح ناقلاً يبقى في هذه الحالة طيلة نصف الدور أي حتى ْ180 , و في هذه الحالة فإن الثايرستور لا يقدم أية مقاومة للتيار المار أي يصبح بمثابة دارة قصيرة .
و يمكن تعيير زاوية القدح α باستخدام دارة تحكم تدعى بدارة القدح .

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:09 am

ترانزستور التأثير المجالى والمصنوع من أشباه الموصلات والأكسيد والمعدن مقدمة : تعتبر أشباه الموصلات النقية (مثل الجرمانيوم والسليكون) موادا ليست جيدة التوصيل للكهرباء كما أنها ليست رديئة التوصيل للكهرباء . وتتوزع الإلكترونات فى أشباه الموصلات حول أنويتها فى مدارات ولكن تتميز أشباه الموصلات النقية بوجود 4 إلكترونات فقط فى المدار الأخير مما يجعلها مستقرة . أى أنها لا تنقل الكهرباء إلا بعد أن يتم تحرير إلكترون من الأربعة عن طريق الحرارة أو عن طريق إضافة شوائب . كما أنها تتحول لعوازل عندما نجبرها على إستقبال إلكترونات أخرى فى مدارها الأخير (بإضافة شوائب ايضا). البلورة السالبة N : بإضافة شوائب من مادة يحتوى المدار الأخير للإلكترونات حول ذراتها على 5 إلكترونات مثل الفسفور أو الزرنيخ إلى المادة شبه الموصلة تتكون البلورة السالبة N وهى موصلة حيث يزيد فيها عدد الإلكترونات (السالبة) الحرة . البلورة الموجبة P : بإضافة شوائب من مادة يحتوى المدار الأخير للإلكترونات حول ذراتها على 3 إلكترونات مثل البورون والألومينيوم والجاليوم إلى المادة شبه الموصلة تتكون البلورة الموجبة P حيث ينقصها إكتساب إلكترونات للوصول لحالة الإتزان (يعنى وجود فجوات Holes). الوصلة الثنائية : عند توصيل بللورة من نوع P مع بلورة من نوع N كما بالشكل المرفق تنجذب بعض الألكترونات الحرة من البللورة N إلى الفجوات فى البلورة P وتتكون منطقة وسطية فارغة من حاملات التيار (بعد أن أنجذب كل ألكترون فى هذه المنطقة مع فجوة ولم يعد حرا) وتسمى هذه المنطقة بالمنطقة الميتة (أو المنزوحة) Depletion Area ونتيجة لهذه الظاهرة ووجود نوعين مختلفين من حاملات الشحنة على جانبى المنطقة المنزوحة يتكون جهد على هذه المنطقة يعرف بالجهد الحاجز Barrier Voltage . والوصلة الثنائية هى فى الحقيقة الثنائى المعروف بالدايود . الإنحياز الأمامى : الشكل المرفق التالى يبين الإنحياز الأمامى للثنائى حيث يوصل الطرف الموجب للبطارية بالبلورة P والطرف السالب بالبللورة N وبهذه الطريقة نستطيع أن نقلل من الجهد الحاجز وندفع الإلكترونات للمرور عبر المنطقة المنزوحة لتغلق الدارة ويمر التيار فيها. الإنحياز الخلفى (العكسى) : الشكل المرفق التالى يبين الإنحياز العكسى للثنائى حيث يوصل الطرف الموجب للبطارية بالبلورة N والطرف السالب بالبللورة P وبهذه الطريقة نستطيع أن نزيد من الجهد الحاجز وندفع الإلكترونات للإنجذاب للطرف الموجب للبطارية والفجوات للإنجذاب للطرف السالب للبطارية مما يزيد من الجهد الحاجز والمنطقة المنزوحة ويوقف مرور التيار فى الدارة. ترانزستور التأثير المجالى والمصنوع من أشباه الموصلات والأكسيد والمعدن : كل هذه المقدمة كانت لوضع الأساس الذى سنستند عليه فى عمل الترانزستور المجالى MOSFET 1- طبقة سفلية Substrate وهى إما من النوع N أو من النوع P 2- منطقتين من بلورتين من نفس النوع (بعكس الطبقة السفلية N <==> P ) ويمثلان طرفين من أطراف الترانزستور وهما (المصرف Drain والمنبع Source). 3- طبقة من الأوكسيد (ثانى أكسيد السليكون SIO2) وهى مادة غير موصلة للتيار الكهربى (عازلة). 4- طبقة من المعدن وتمثل الطرف الثالث للترانزستور وهو البوابة Gate >> ونجد أيضا أن هذا الترانزستور له نوعان هما ال P-Cahnnel وال N-Channel بحسب أختيار نوع الطبقة السفلية والبلورتين الجانبيتين (المصرف والمنبع). >> ومن النقاط الأربع السابقة نكون قد فهمنا الجزء MOS (شبه موصل - أكسيد- معدن) من أسم هذا الترانزستور . فكرة عمل الـMOSFET : فى هذا النوع من الترانزستورات يتم التحكم بتيار الخرج عن طريق جهد (المجال الكهربى) الدخل .. فكيف ذلك ؟ (حيث تم توصيل المصرف بالطرف الموجب لبطارية والمنبع بالطرف السالب لها) 1- فى حالة عدم وضع جهد على البوابة Gate فإنه لن يمر أى تيار بين المنبع والمصرف 2- فى حالة وضع جهد موجب على البوابة - لاحظ أن الترانزستور من نوع القناة N - فإن الإلكترونات الحرة الموجودة فى بلورتى المنبع والمصرف ستنجذب للمجال الكهربى الموجب المتكون عند البوابة مكونة قناة لمرور التيار بين المنبع والمصرف. ويتغير حجم هذه القناة تبعا لقوة المجال الكهربى عند البوابة وبالتالى تتغير قيمة التيار المار بين المنبع والمصرف. 3- ى حالة وضع جهد سالب على البوابة - لاحظ أن الترانزستور من نوع القناة P- فإن الفجوات الموجودة فى بلورتى المنبع والمصرف ستنجذب للمجال الكهربى السالب المتكون عند البوابة مكونة قناة لمرور التيار بين المنبع والمصرف. ويتغير حجم هذه القناة تبعا لقوة المجال الكهربى عند البوابة وبالتالى تتغير قيمة التيار المار بين المنبع والمصرف. لاحظ أنه لوجود مادة الأوكسيد (العازلة) بين البوابة وبقية الترانزستور فإن التيار لا يمر بينهما . وفقط يتم التحكم بالتيار المار بين المنبع والمصرف عن طريق الجهد (المجال الكهربى) الموجود على البوابة. الـMOSFET المتمم (CMOS) : مصطلح الCMOS هو أختصار للجملة Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor وهو عبارة عن دارة تجمع بين ترانزستورين من نوعى N-Channel ,P-Channel ويكون عمله كالآتى : 1- عندما يكون مستوى الدخل منخفضا على البوابة (LOW) يعمل الترانزستور P-MOS FET (أى الترانزستور ذو القناة P) على تمرير التيار من مصدره لمصرفه . ولا يعمل الترانزستور الآخر. 2- عندما يكون مستوى الدخل مرتفعاعلى البوابة (High) يعمل الترانزستور N-MOS FET (أى الترانزستور ذو القناة N) من مصرفه لمصدره . ولا يعمل الترانزستور الآخر. أى أنه فى دارة الCMOS يعمل الN-MOS و الPMOS بصورة عكسية (أحدهما يمرر والآخر لا). ويستفاد من هذه الحالة عند التعامل مع تيارت عالية (قدرات عالية) فيخفف ذلك من تسخين كلا من الترانزستورين حيث يعمل كلا منهما نصف الوقت بينما يريح الأخر مع الحفاظ على حالات الخرج وذلك بإدخال نبضة ساعة على البوابة . تعتبر الترانزستورات من نوع MOSFET خليفة الترانزستورات BJT حيث تدخل فى معظم الدارات الحديثة وخصوصا فى بناء الدارات المتكاملة والدارات الرقمية خاصة لما تتميز به من سرعة فى الأداء خصوصا عند إستخدامها كمفاتيح

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:11 am

فكرة عامة عن
الشرائح الالكترونية القابلة للبرمجة
(Programmable Logic Devices)


[b]1-
مقدمة



أ- الغرض من هذا المقال هو تقديم فكرة عامة عن الشرائح الالكترونية القابلة للبرمجة والتعرف على تركيبها الداخلي وكيفية برمجتها حتى نتعرف على كيفية استخدامها في تصميم الدوائر الالكترونية



ب- من المستفيد من قراءة هذا المقال؟

هذا المقال مفيد لمهندسي الالكترونيات الجدد ولهواة تصميم الدوائر الالكترونية الذين يرغبون في تصميم وتنفيذ دوائرهم الخاصة بطريقة سهلة ومتطورة



جـ - ماهي المعلومات الأساسية التي يجب معرفتها قبل قراءة هذا المقال؟

يجب معرفة أساسيات الدوائر الالكترونية وأساسيات تصميم دوائر الديجيتال قبل قراءة هذا المقال



2- معلومات هامة عن تصميم الدوائر الالكترونية وتصميم دوائر الديجيتال

أ‌- اختراع الترانزستور(تأثيره)

أدى اختراع الترانزستور الى احداث أثر كبير في العالم بأسره بصفة عامة وفي صناعة الالكترونيات بصفة خاصة

وسبب حدوث هذا التاثير هو :-

1) حجم الترانزستور الصغير

2) تصميمه البسيط

ب- استخدامات الترانزستور

يستخدم الترانزستور في العديد من الدوائر الالكترونية بدءا من دوائر التكبير (Amplifiers) وحتى دوائر الأجهزة الموسيقية المعقدة ويقوم بتنفيذ وظائف مختلفة في هذه الدوائر

وأحد وظائف الترانزستور هو عمله في الدائرة الالكترونية كمفتاح(Switch) يعمل على فصل وتوصيل التيار الكهربي

وعمل الترانزستور كمفتاح (Switch) ساعد في تنفيذ دوائر الكترونية مثل دوائر التنبيه (Alarms) ودوائر التحكم (Control) ودوائر أخرى كثيرة تعتمد على فكرة فصل وتوصل التيار الكهربي (ON – OFF Technique)

جـ- تصميم دوائر الديجيتال يعتمد بشكل اساسي على فكرة الفصل والتوصيل (ON - OFF) ونرمز للفصل بالرقم صفر (0) ونرمز للتوصيل بالرقم واحد (1) وهذان الرمزان (الصفر والواحد) هما الأساس في عمليات ال (Boolean Arithmetic)

كما أن تصميم دوائر الديجيتال يعتمد على كل من :-

1) عمليات (Boolean Arithmetic)

والعمليات الرئيسية في الـ (Boolean Arithmetic) هي (And,Or,Not) حيث يمكن تكوين باقي العمليات من هذه العمليات الرئيسية



مثال (2 Bit Half Adder)
Sum = (x AND NOT y) OR (NOT x AND y)
Carry =(x AND y)




2) دوائر التخزين

كما يعتمد تصميم دوائر الديجيتال على دوائر الفليب فلوب (Flip Flop) والـ (Register) وهي دوائر تسمح بتنفيذ عمليات تخزين البيانات



هـ) أنواع دوائر الديجيتال ( من حيث التزامن) :-

1) دوائر متزامنة (Synchronous)

وهي دوائر تعتمد في عملها على وجود اشارة تزامن (Clocked)

2) دوائر غير متزامنة (Asynchronous)

وهي دوائر لاتعتمد في عملها على وجود اشارة تزامن (Non-Clocked)

و) مزايا تصميم دوائر الديجيتال

1) السهولة والبساطة في التنفيذ

حيث يمكن بسهولة تصميم وتنفيذ دائرة ديجيتال معقدة عن ان تقوم بتصميم وتنفيذ دائرة أنالوج (Analog)

2) السهولة والبساطة في اكتشاف الاعطال واصلاحها

نظرا لان دوائر الديجيتال تعتمد على فكرة الفصل والتوصيل فانه من السهل اكتشاف الأعطال واصلاحها وكل خرج فيها ينبغي ان يكون اما صفر او واحد



3- تطور الدوائر المتكاملة (Integrated Circuits ) والشرائح الالكترونية (Chips)

أ‌) الترانزستورات هي المكونات الرئيسية في دوائر الديجيتال وتستخدم بشكل مبسط في في الدوائر البسيطة كمفاتيح فصل وتوصيل للتيار الكهربي

ب‌) دوائر الديجيتال البدائية وتكنولوجيا الـ (LSI(Large Scale Integration))

دوائر الديجيتال البدائية كانت قديما تستخدم دوائر أساسية بسيطة مثل دوائر (AND, OR, NOT)

تم تجميع هذه الدوائر في شريحة صغيرة تسمى الدائرة المتكاملة (Integrated Circuit)

واختصارا تسمى (IC)

ثم ظهر فيما بعد تكنولوجيا (LSI) والتي تقوم بتجميع دوائر معقدة داخل شريحة الكترونية صغيرة ومن أمثلتها (Decoder) و (Adder) و (Multiplier)

جـ) تكنولوجيا (VLSI) (Very Large Scale Integration)

وهي شريحة الكترونية اكثر تعقيدا من شريحة (LSI) تقوم بتجميع العديد من المكونات والدوائر في شريحة واحدة ومن أمثلتها (Processor) و (CPU) و (Communicaton Protocol)

د) ظهرت تكنولوجيا (Programmable Logic Devices) (PLD)

وهي شريحة الكترونية يتم فيها تجميع العديد من الدوائر المتكاملة ويتم توصيل هذه الدوائر بواسطة فيوزات والوظيقة التي تقوم بها الشريحة النهائة تعتمد على عملية البرمجة التي تتم لهذه الشريحة

وعملية البرمجة هذه عبارة عن حرق بعض الفيوزات التي تربط الدوائر الداخلية الموجودة في الشريحة

عملية الحرق هذه تؤدي الى فصل بعض الفيوزات بين الدوائر وترك الفيوزات الاخرى متصلة ومن أمثلة شرائح (PLD) شريحة (ROM) وشريحة (PAL) وشريحة (PLAs)

والفرق الرئيسي بين هذه الشرائح هو مكان الفيوزات التي يمكن حرقها والتوصيلات الثابتة التي لايمكن حرقها
[/b]

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:11 am

ملحوظة

نظرا لان هذه الدوائر الداخلية في شريحة (PLD) متصلة بواسطة فيوزات يتم حرقها عند البرمجة فانه لايمكن برمجة شريحة (PLD ) الا مرة واحدة فقط




الشكل(1) الموضح بالاسفل يبين التركيب الداخلي لشريحة (PAL)

ومن الواضح في الشكل انها تتكون من دوائر (OR, AND) مرتبطة سويا بواسطة مجموعة فيوزات

هـ) الشرائح الالكترونية المصنعة لغرض محدد (ASIC)

وهي شرائح الكترونية يتم بناؤها لتنفيذ غرض محدد وهناك نوعان منها:-

1)النوع الأول شرائح تحتوي بداخلها على العديد من الدوائر الالكترونية

2)النوع الثاني شرائح تحتوي بداخلها على دائرة واحدة

وهذه الشرائح يتم ضبطها لتنفيذ غرض محدد أثناء عملية التصنيع

و) الشرائح الالكترونية المعقدة القابلة للبرمجة(CPLD)

هي شرائح الكترونية أكثر تعقيدا من شرائح(PLD) وتحتوي بداخلها على بلوكات من شرائح (PLD) وهي تشبه الى حد كبير في تعقيدها شرائح (PAL) التي سبق شرحها ولكن شرائح ((CPLD عدد الدوائر بها أكثر

ز) الشرائح الالكترونية Field Programmable Gate Arrays (FPGA)

هي شرائح الكترونية تركيبها العام يسمح باستيعاب عدد كبير جدا من الشرائح الالكترونية وفي حين ان شرائح(CPLD) بها امكانية تواجد عدد كبير من الشرائح الالكترونية بداخلها فان شرائح (FPGA) تسمح بعدد محدود من الدوائر بداخلها ولكنها يتوافر بها عدد اكبر من دوائر الفليب فلوب (Flip-Flop) نسبة الى عدد الدوائر المسموح بها في شرائح (CPLD)

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:12 am

- التركيب االداخلي لشرائح (FPGA)

أ) تتكون شرائح(FPGA) داخليا من بلوكات من الدوائر الالكترونيةوكل بلوك يتكون من دوائر صغيرة موزعة على هيئة مجموعة من الخلايا(LOGIC CELLS) وتتكون كل خلية عادة من دائرة فليب فلوب (Flip-Flop)وبعض الدوائر الاخرى التي تختلف حسب كل من الشركة المصنعة (Vendor)والـ (Family)التي تنتمي لها شريحة الـ (FPGA)







ملحوظة
كل شركة مصنعة لشرائح FPGAتستخدم اسم خاص لوصف الخلايا وكيفية بنائها
ومن أمثلة هذه الأسماء (Logic Block)و(Logic Element)




ب) كما يتواجد داخل الخلايا (Logic Cells)دائرة LUT (Look up Tables)وهي تشبه الـ(ROMs) بعض أنواع شرائح FPGAيتواجد بها دوائر ذاكرة أخرى مثل SRAMو(Dual Port Memory) و(CAM)وهي دوائر يتم استخدامها بشكل خاص إما في لغة (HDL)او باستخدام دوائر خاصة في عملية رسم الدوائر بالبرامج الخاصة schematic entry



جـ) وسائل الربط والتوصيل(Routing Resources) بين دوائر شريحة (FPGA)
وسائل الربط والتوصيل في شريحة (FPGA)هي قنوات توصيل

(Routing Channels)وأسلاك ومفاتيح تربط بين الدوائر الداخلية مثل دوائر Memory, LUT & Logic Cells



د) pinsأطراف التوصيل الخارجية

وبهذه الوسائل يمكن الربط بين الدوائر الداخلية في الشريحة أطراف التوصيل الخارجية (PINs) لشرائح (FPGA)
تختلف في كيفية توزيعها وترتيبها فبعض الشرائح يتم توزيع ترتيبها بطريقة
(TTL)
أو(CMOS) أو(PCI) أو (AGP) او اي طريقة اخرى. لذلك فان شرائح (FPGA)يمكن ان تستخدم للربط بين تكنولوجيات مختلفة من تكنولوجيات الدوائر



هـ) pinsأطراف التوصيل الخارجية (Clock) و (PLL)

بعض شرائح (FPGA) تخصص أطراف توصيل ذات سرعة عالية للـ (Clock) و (Reset) وبعض شرائح (FPGA) يمكن ان يكون لها بلوكات للتحكم في ال (Clock) و (PLL) مثل (ClockMultiplier) و (Divider)





5- أمثلة عن شرائح (FPGA)(من شركات مختلفة)

‌أ. (Xilinx Spartan and Virtex Families)

‌ب. (Altera Apex and Acex Families)

‌ج. (Actel)

‌د. (Lucent Orca Devices)

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:13 am

6- اللوحات الالكترونية المخصصة لشرائح (FPGA) هناك العديد من اللوحات الالكترونية المخصصة لشرائح (FPGA) ومنها ‌أ. لوحات عرض (Demo) للشرائح ‌ب. ولوحات اخرى لتطبيقات معينة (Applications ) هذه اللوحات تتراوح من :- ‌أ. لوحات مخصصة لشرائح (FPGA) الصغيرة يمكن ان تكون مزودة بـ (External Headers) ومجموعة توصيلات ‌ب. وحتى لوحات كبيرة ومعقدة مزودة بشرائح ربط أخرى (Interface Chips) وكذلك بشرائح (FPGA) وفيما يلي بعض مصادر اللوحات الالكترونية المخصصة لشرائح(FPGA) ‌أ. Xess boards (some of them are suitable for beginners) ‌ب. Altera SOPC boards ‌ج. http://www.burched.com.au/B5Spartan2.html 7- أساليب تصميم برنامج شريحة (FPGA) تصميم برنامج الشرائح الالكترونية واحد لكل المهندسين المتخصصين والطلبة والهواة والفرق الوحيد هو مدى تعقيد التصاميم والادوات التي يستخدمها المصمم والتي يمكن ان تتوفر بها امكانيات افضل لمعالجة التصاميم وتحليلها وتمر عملية التصميم بمراحل هي:- أ - تحديد الغرض من الشريحة تحديد المشكلة المراد حلها والغرض من الشريحة ومانحتاج لتنفيذه والتي تعد خطوة مهمة قبل البدأ بالتصميم ب - وضع التصميم هذه الخطوة هي مانفعله عادة بواسطة الورقة والقلم ولكن يتم تنفيذها هنا بطريقة منظمة تعتمد على الكمبيوتر وهي اكثر الخطوات اهمية منذ بدء التصميم وهناك طريقتان لوضع التصميم هما:- 1) طريقة التصميم الأولى (رسم الهيكل البنائي للدائرة الكهرية) (schematic Entry) ويعتبر ذلك مماثلا لرسم الهيكل البنائي لاي دائرة الكترونية وهي خطوة يتم فيها رسم المكونات الالكترونية على لوحة من الورق أومباشرة على صفحة (Sheet) ببرنامج الحاسوب ويتم توصيلها سويا. وهذه الطريقة غير مجدية للتصميمات كبيرة الحجم التي تحتوي على العديد من المكونات والدوائر 2) طريقة التصميم الثانية (كتابة برنامج باستخدام احدى لغات HDL) هو الأسلوب الذي يصف تركيب الدوائر الالكترونية باستخدام برنامج كمبيوترواحدى لغات (HDL) مثل VHDL & Verilog هي لغات كمبيوتر مثل لغة الـ (C) والـ (C++) والـ (Pascal) والـ (Basic) ولمزيد من المعلومات عن هذه اللغة يمكنك مراجعة الجزء الخاص بشرح هذه اللغة باخر الملخص جـ - المحاكاة (Simulation) بالرغم من أن شرائح (FPGA) يمكن برمجتها ومسحها بسهولة في حالة حدوث خطأ ولكن في حالة التصميمات الكبيرة فانه من الافضل ان يتم اكتشاف الاعطال واصلاحها قبل ان تتم عملية البرمجة وبهذه الطريقة يمكن توفير الوقت اللازم لبرمجة شرائح (FPGA) لذلك نلجأ لعملية المحاكاة لاكتشاف الأعطال ومن ثم اصلاحها د - تحليل التصميم (Synthesis) هي عملية استنباط مكونات الدائرة التي تم تصميمها بواسطة لغة (HDL) لتحويل الوصف الى دوائر الكترونية وهذه الخطوة لاتستخدم في حالة استخدام اسلوب رسم الهيكل البنائي للدائرة schematic Entry هـ- وضع المكونات في أماكنها والربط بينها(Place and route) هذه الخطوة تستخدم لمقابلة الدوائر المصممة بالدوائر والموارد المتاحة بالFPGA ووضع الدوائر بالاماكن المناسبة بالشريحة وبعد وضع المكونات في أماكانها يتم ربطهم سويا طبقا لتصميم الدائرة باستخدام قنوات التوصيل والأسلاك الداخلية. هذه الخطوة تربط كذلك بين أطراف التوصيل الخارجية للشريحة(pins) مع باقي أجزاء الدائرة الداخلية التي سيتم توصيل الشريحة بها و- توليد الـ(Bit Stream) عملية توليد الـ (Bit Stream) أو ملف البرمجة (Programming File) الذي يحتوي على كل المعلومات عن تصميم الدائرة وكيف يتم مقابلة التصميم بالمواردالموجودة بال(FPGA) وكيف ينبغي ان تتصل المفاتيح الداخلية للـ(FPGA). وهو الملف الذي يستعمل لبرمجة الشريحة. وبرمجة ملف الـ (Bit Stream) يعتمد على الشريحة والشركة المصنعة لها وكل شريحة لها طريقة برمجة محددة ويتم تزويدها ببرنامج خاص لبرمجتها ملحوظة الخطوات الثلاث الخيرة تنفذ عادة بواسطة برامج مخصصة لشرائح (FPGA) من قبل الشركة المصنعة للشريحة – طقنية (Hardware Description Languages ) (HDL) اللغات الوصفية للالكترونيات كما تم الشرح مسبقا فان (HDL) هي طريقة من طرق وضع تصميم شرائح (FPGA) وفي الحقيقة فانها يمكن ان تكون طريقة لتصميم الهاردوير (Hardware Design) وهي ببساطة طريقة لوصف تصميم الهاردوير بطريقة لغة شبيهة باللغة التي يتحدث بها البشر (Human -Like) والتي تشبه لحد كبير لغات برمجة الحاسوب وهناك العديد من لغات (HDL) بعضها بسيط وبعضها معقد ومعظم هذه اللغات يمكن ان تصف عمليات ديجيتال أساسية مثل (AND,OR,NOT) واللغات الأخرى الأكثر تعقيدا والأكثر تقدما للمستخدم ان يصف التصميم بطريقة يمكن ان يتم قراءتها بواسطة البشر علي سبيل المثال فانها تسمح للمستخدم ان يستخدم أوامر (Loops,Case,If) والتي تجعله يركز على التصميم نفسه (كبرنامج) وليس على الهاردوير و معظم لغات (HDL) تعرف أطراف الدخل والخرج للشريحة ووظائفها الداخلية ومن أمثلتها(Verilog) و (VHDL) و (AHDL) ويمكنك مراجعة الأمثلة الخاصة بلغة (VHDL) في القسم الخاص بذلك 9 – الأدوات(البرامج المحوسبة) (Tools) Simulation: Modelsim, Active-HDL, NC-SIM Synthesis: Leonardo, Synplify, Synopsys Place and Route: Altera Quartus, Xilinx Foundation. معظم الشركات المنتجة لشرائح (FPGA) تنتج برامج بسيطة للمحاكاة والتركيب والربط وهي تفيد في التصميمات الصغيرة والمتوسطة الحجم هذه الأدوات مناسبة لهواة تصميم الدوائر الالكترونية وللطلبة وحتى للشركات التي تحتاج الى تنفيذ دوائر بسيطة وعادة ما تكون هذه البرامج مجانية من مواقع الشركات على الانترنت.

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:13 am

11- لماذا نستخدم الشرائح الالكترونية القابلة للبرمجة؟



‌أ. ليس هناك حاجة لعملية تصنيع معقدة لتنفيذ الدوائر الالكترونية باتخدام شرائح (FPGA) اذا كانت الدائة الالكترونية موجودة أصلا ضمن مكونات شريحة (FPGA) ملف (Bit Stream) يتم الاحتياج اليه عند برمجة شريحة (FPGA) وتغير الوظيفة الخاصة بها

‌ب. وانه من الاسهل تصميم واكتشاف العيوب وتعديلها في شرائح (FPGA) بالنسبة لشرائح (ASIC)


12 - بناء وحدة معالجة مركزية لغرض خاص



نظرا لان شرائح (FPGA) يسهل برمجتها وتصميمها فان الشركات يمكنها بناء وتنفيذ وحدات معالجة مركزية خاصة ولهذا السبب فان هناك العديد من وحدات المعالجة المركزية المجانية على صفحات الانترنت مثل www.opencores.org


13 - الدوائر الالكترونية القابلة لتغيير وظائفها أثناء تشغيلها



أحد مزايا الشرائح الالكترونية القابلة للبرمجة انها يمكن اعادة تغيير وظيفتها أثناء عملها، وهذا يعني أن وظيفة الشريحة الالكترونية (FPGA) يمكن ان يتم تغييرها خلال تشغيلها ، ميزة هذه الخاصية هي أنه يمكن لشخص ما وضع العديد من التصميمات داخل شريحة (FPGA) وهذه التصميمات لاتعمل في شريحة (FPGA) في نفس الوقت ولكن يتم تشغيل بعضها فقط عندما يتم الحاجة اليهم وفي هذه الحالة يمكننا وضع العديد من التصميمات في شريحة (FPGA) واحدة أكثر بكثير من الحجم الحقيقي لها

على سبيل المثال هناك بعض التصميمات تحتاج ان يتم تنفيذها فقط عند بداية تشغيل النظام الالكتروني ثم لايتم استخدامها بعد ذلك اما باقي التصميمات فيمكنها أن تعمل فقط عندما يحتاج المستخدم منها أن تعمل لذلك اذا قمنا بوضع كل هذه التصميمات معا على شريحة (FPGA) فاننا سنحتاج شريحة (FPGA) كبيرة جدا ولكن بفضل خاصية امكانية تغيير وظيفة الشريحة اثناء تشغيلها فاننا يمكننا وضع العديد من التصميمات على شريحة (FPGA) واحدة ثم نقوم بتشغيل التصميم الذي نرغب أن تعمل الشريحة طبقا له موضع التنفيذ ثم نقوم بفصل هذا التصميم وتشغيل تصميم آخرطبقا لاحتياجاتنا وبذلك نقلل الحجم الذي تحتاجه شريحة (FPGA)


14 - تصميمات الشرائح الالكترونية المعروضة بشكل مجاني



كما هو متبع في مجال تصميمات برامج الكمبيوتر المعروضة بشكل مجاني فان تصميمات الهاردوير لشرائح (FPGA) يتم عرضها بشكل مجاني لاستخدامها في برمجة شرائح (FPGA) ولغات (HDL) ، المصممون والهواة يمكنهم كتابة كود (HDL) ثم نبرمج هذا الكود على شرائح (FPGA) ثم يتم تبادل هذا الكود بين المصممين عير العالم ويمكن للمصممين مراجعة وتعديل هذا الكود

باختصار فان كود (HDL) وشرائح (FPGA) يشبهون كود تصميمات برامج الكمبيوتر المعروضة مجانا مثل ماهو موجود للنظام (Linux) وفي يوم ما سيكون لدينا تصميمات معروضة مجانا لوحدات المعالجة المركزية وحاواسيب

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:15 am

pn-junction diode

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:17 am

ظهور أشباه الموصلات وشيوع استخدامها له أثر كبير في حياة الناس. فصناعة رقاقات المشغلات الدقيقة «الميكروبروسيسور» والترانزستورات، أصبحت جزءاً مهما في تكوين الحاسب الآلي أو استخدام موجات الراديو. ويتم استخدام مادة السيليكون في إنتاج الغالبية العظمى من رقائق أشباه الموصلات والترانزستورات، الأمر الذي جعل من السيليكون عصب الأجهزة الإلكترونية.
ما هو السيليكون؟

يعد السيليكون أحد العناصر الشائعة الوجود كمكون رئيسي للتراب والأحجار.
وترتيبه في الجدول الدوري للعناصر بعد الألومونيوم مباشرةً، وقبل الكربون والجيرمنيوم.
والكربون والسيليكون والجيرمنيوم عناصر تتسم بخاصية فريدة في هياكلها الإلكترونية، فكل عنصر من هذه العناصر يتسم بوجود أربع إلكترونات في مداره الخارجي، مما يمكن هذه العناصر من تشكيل بلورات. والإلكترونات الأربعة تشكل سوياً اتحاداً ذرياً مع أربع ذرّات متجاورة مما ينتج عنه نظاماً شبكياً. فالشكل البلوري للكربون هوالماس، أما السيليكون فالشكل البلوري الخاص به يميل إلى اللون الفضي المشابه للمعدن.
والمعادن بطبيعتها موصل جيد للطاقة الكهربائية لاحتوائها إلكترونات يمكنها التحرك بحرية بين الذرّات، والطاقة الكهربائية تنتج عن تدفق الإلكترونات. إلا أن بلورة السيليكون ليست من المعادن، فكافة الإلكترونات الخارجية فيها متشابكة في اتحاد ذري تام، وبالتالي لا تملك حرية التحرك بسهولة. وبلورة السيليكون النقية تعد تقريباً مادة عازلة، وبالتالي فإن قدراً ضئيلاً جداً من الطاقة الكهربائية يمكن أن يتدفق من خلالها.

تحويل السيليكون إلى موصل

يمكنك أن تغير من سلوك السيليكون وتحوله إلى موصل للطاقة باتباع أي من الطريقتين التاليتين:
التحويل إلى سيليكون سالب:
بإضافة كميات ضئيلة من الفسفور أوالزرنيخ إلى بلورة السيليكون. كل من الفسفور والزرنيخ يتسم بوجود خمس إلكترونات خارجية، وبالتالي فهوخارج نطاق خاصية العزل التي يتسم بها السيليكون الخام، والإلكترون الخامس في كل منهما لا يجد أي شيء ليتحد معه، وبالتالي فهو يتمتع بحريةٍ في الحركة. والأمر لن يستلزم سوى إضافة قدر ضئيل للغاية من أي من هاتين المادتين من أجل خلق إلكترونات حرة تسمح بتدفق تيار كهربائي عبر السيليكون. وجعله موصلا جيدا للطاقة.
التحويل إلى سيليكون موجب:
باستخدام أي من عنصري البورون أو الجاليوم ليقوم أي منهما بمهمة تغيير طبيعة السيليكون. وهذان العنصران يتسمان بميزة رئيسة في التكوين الذري لكل منهما، حيث لا يوجد في أي منهما إلا ثلاثة إلكترونات خارجية، وبالتالي عندما يتم خلط أي من هذين العنصرين مع عنصر السيليكون تتكون فيه فتحات نتيجة وجود إلكترون في السيليكون لا يجد نظيراً له في العنصر الآخر لكي يتحد معه، وغياب هذا الإلكترون يؤدي عمل شحنة موجبة. ووجود مثل هذه الفتحة على سطح السيليكون يمكن من اتحاد الإلكترون الحر مع أي إلكترون قادم من أي عنصر آخر، مما يجعل من السيليكون من هذا النمط موصلاً جيداً للطاقة. هذه الكمية الضئيلة التي تضاف إلى السيليكون من أي من هذه العناصر الأربعة، هي التي تحوله من مادة عازلة إلى موصل جيد، لكنه ليس ممتازا، ومن هنا جاءت تسمية أشباه الموصلات.
والسيليكون الإيجابي أو السلبي لا يعمل بكفاءة، ولكن عندما تضعهما سوياً ينتج عن تفاعلهما ذلك السلوك المدهش الذي تقوم به أشباه الموصلات.

الصمام الثنائي

يعد الصمام الثنائي أصغر وأبسط جهاز ضمن أشباه الموصلات، حيث يسمح هذا الصمام بتدفق التيار في أحد الاتجاهين دون الاتجاه الآخر. فأنت حين تقوم بوضع السيليكون بنوعيه الموجب والسالب في أحد الصمامات الثنائية تنتج ظاهرة مثيرة للدهشة هي التي تعطي الصمام الثنائي خصائصه المميزة.
فالتفاعل بين نوعي السيليكون السالب والموجب لم يؤت ثماره بعد، حيث لا تتولد عنه أي كهرباء، والسبب في ذلك أن الإلكترونات السالبة في السيليكون من النوع السالب تنجذب إلى الطرف الموجب من البطارية، في الوقت الذي تنجذب فيه الفتحات الموجبة في النوع الموجب إلى الطرف السالب من البطارية. وعليه لا ينتج عن تفاعل نوعي السيليكون أي تيار كهربائي نتيجة أن الإلكترونات والفتحات يتحرك كل منهما في الاتجاه الخاطئ.
هنا يأتي دور الصمام الثنائي الذي يعمل على إعادة توجيه حركة الإلكترونات والفتحات في الاتجاه الصحيح. ويكون الأثر الناتج عن هذه التفاعلات تدفق التيار بشكل جيد خلال رقاقة السيليكون.

الترانزستورات والرقاقات

يتم تصنيع الترانزستور باستخدام ثلاث طبقات، بدلاً من الطبقتين اللتين تستخدمان في صناعة الصمام الثنائي. والترانزستور يبدووكأنه يضم صمامين وضعا في وضع عكسي تجاه بعضهما البعض، وهذا الوضع العكسي يحول دون تدفق أي تيار من خلال الرقاقة إلى حد كبير. ولكن عندما يتم تعريض الطبقة الوسطى من الترانزستور لنسبة ضئيلة من التيار، فإن كمية أعلى من التيار سوف تتدفق عبر طبقات الترانزستور في مجمله، وهو الأمر الذي يعطي الترانزستورات الطابع التحويلي الذي تتميز به من حيث انها يمكن من خلالها لكمية ضئيلة من التيار أن تشغل أي تعطل كمية كبيرة من التيار.
والرقاقة قطعة من السيليكون يمكنها أن تحمل آلاف الترانزستورات، ومن خلال هذه الترانزستورات التي تعمل كمحولات يمكن خلق بوابات بولونية يمكن عن طريقها تصنيع رقائق المشغلات الدقيقة «الميكروبروسيسورز».

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

رد: يلي بدو حلقة بحث للدارات المتكاملة(تجميع)

مُساهمة من طرف MR.CPU في 2008-04-27, 12:22 am

الشرائح الالكترونية التي تستخدم في الوقت الحاضر ، تحتوي على عشرات الألوف من المكونات المختلفة ، التي تحشر في مساحة تبلغ حوالي 30 - 40 ملليمتر مربع ، و يمكنها أن تخزن 64,000 وحدة من المعلومات (بيت bit) و يمكن للشرائح الحديثة المتطورة أن تقوم بمعظم العمليات التي تؤديها الحاسبة الالكترونية و يطلق عليها (الميكروبروسيسور ((المعالج الصغير)) microprocessor). و إذا تم تجهيز الآلات بالميكروبروسيسور أمكن تحويلها إلى روبوت. و يمكن حاليا انتاج المئات من هذه الرقائق دفعة واحدة ، و ذلك باستخدام وسائل تقنية حديثة مختلفة تشتمل على عدة عمليات متتابعة ، مثل عمليات التصوير باستخدام حواجز معينة ، و الحفر ، و ترسيب مواد كيميائية تعمل كشوائب (مثل ذرات الفسفور) داخل الشبكة البلورية لعنصر السيليكون ، و ذلك لتصبح الشريحة السيليكونية الواحدة في النهاية تعمل عمل أشباه الموصلات semi conductors و التي تبنى منها الترانزستورات. و في ختام عملية إنتاج الشرائح الالكترونية ، يتم وضع طبقة من مادة الألمنيوم يتكون منها أحجبة ثم تحفر لتكوين الروابط بالدوائر الخارجية.
تعتمد فكرة صناعة الدائرة المتكاملة على خطوات:

  • تكوين سبيكة سيلكون اسطوانية مصمتة من نوع p
  • تقطيع الاسطوانة إلى أقراص
  • ترسيب طبقة رفيعة من نوع n
  • حقن بنوع pلصنع قاعدة الترانزستور و المقاومات

    • ترسيب طبقة من مادة حساسة للضوء
    • تعريض المناطق المراد حقنها للضوء
    • حقن بنوع p

  • تكرار نفس الخطوات ولكن بنوع n لصنع باعث الترانزستور
  • تكرار نفس الخطوات للحقن بنوع +p للعزل بين الترانزستورات
  • طبقة أوكسيد للعزل
  • ثقب طبقة الأوكسيد في أماكن التوصيل وطباعة التوصيلات بالألمونيوم

ولادة الدارات المتكاملة: كانت أول فكرة للدارات المتكاملة، قد بدأت على يد عالم رادار بريطاني يدعى جيفري دُمِر، Geoffreey W.A.Dummer ( مواليد 1909 ). والذي كان يعمل لدى المؤسسة الملكية للرادار والتابعة لوزارة الدفاع البريطانية. وأعلن عنها في واشنطن في أيار 1952. ولكنه لم يتمكن من تصنيعها أبداً. الفكرة الأساسية للدارات المتكاملة هي إنشاء مربعات خزفية صغيرة ( رقاقات - wafers )، كل منها يحتوي عنصراً منمنماً ( بالغ الصغر ). وهذه العناصر يمكن أن تدمج فيما بعد وتوصل إلى شبكة مدمجة ثنائية الأبعاد أو ثلاثيتها. هذه الفكرة والتي بدت واعدة جداً عام 1957 قدمت للجيش الأمريكي من قبل جاك كيلبي، "Jack Kilby"، والذي قدمت له كافة الحوافز الممكنة، ليقدم أخيراً تصميماً ثورياً جديداً هو الدارات المتكاملة والتي أصبحت تعرف حالياً بالـ IC. أول دارة متكاملة صنعت بشكل مستقل من قبل عالمين هما: جاك كيلبي، العامل لدى شركة Texas Instruments، والتي كانت عبارة عن "دارة صلبة" مصنوعة من الجرمانيوم، والعالم الآخر هو روبرت نويس "Robert Noyce"، والذي كان يعمل في شركة Fairchild Semiconductor والذي قام بصنع دارة أكثر تعقيداً من سابقتها وأساسها السيليكون. هكذا ولدت الدارات المتكاملة، ومن حينها بدأت عمالقة شركات صناعة الإلكترونيات منافستها على إنتاج أصغرها، أسرعها، وأفضلها أداءً. حتى أصبحت موجودة في كل شيء كهربائي تقريباً. والدارة المتكاملة عبارة عن دارة بكاملها موجودة في قطعة صغيرة من السيليسيوم أبعادها بحدود (1.5 mm x 1.5 mm x 0.2 mm)، وتحتوي على عدد كبير من العناصر الإلكترونية: ترانزستورات، متصلات ثنائية، مقاومات، مكثفات.. وذلك حسب نوعها. ويصل عدد العناصر في البعض منها حالياً إلى 106 عنصر، وتتصل الدارة المتكاملة مع الدارة الخارجية بواسطة ما يدعى دبابيس (Pins).
تصنيف الدارات المتكاملة: يمكن أن نقوم بتصنيف الدارات المتكاملة بطرق عديدة، سواء عن طريق الوظيفة، أو الشركة، أو السرعة، أو نوع المنطق التي تستخدمه، لكن التصنيف الأهم لها هو حسب عدد العناصر ( البوابات ) التي تحتويها. 1. الدارات المتكاملة ذات العدد الصغير من البوابات: وتحوي هذه الدارات أقل من 10 بوابات وتدعى هذه الدارات بـ SSI، " Small scale integration ". 2. الدارات المتكاملة ذات العدد المتوسط من البوابات: وتحوي هذه الدارات من 10 إلى أقل من 100 بوابة ويرمز لها بـ MSI، " Medium scale integration". 3. الدارات المتكاملة ذات العدد الكبير من البوابات: يرمز لها بـ LSI اختصاراً لـ Large scale integration، تحوي من 100 إلى 10000 بوابة. 4. الدارات ذات العدد الكبير جداً من البوابات: وهي تحوي على ما يزيد عن 10000 بوابة، نرمز لها بـ VLSI، " Very Large scale integration ". وقد ظهر حديثاً الدارات ذات العدد فوق الكبير جداً: " Ultra Large scale integration ". بالإضافة إلى wafer scale integration، و System-on-Chip (SOC). وهنالك تصنيف آخر يقسم الدارات المتكاملة حسب نوع الكمون الذي تقبله في مدخلها، إذ تقسم إلى: 1. الدارات الخطية، Linear Circuits: وهي الدارات التي تقبل في مدخلها كمونات متغيرة بشكل مستمر. 2. الدارات الرقمية، Digital Circuits: هي الدارات التي تقبل في مدخلها كمونات محددة 0 فولت أو 5 فولت مثلاً، أي الرقمين المنطقيين 0 و 1. وتعطي هذه الدارة في مخرجها قيماً محددة أيضاً. 0 أو 5 فولت أو القريب منها.

MR.CPU
مشرف
مشرف

عدد الرسائل: 136
العمر: 26
السنة والإختصاص: سنة أولى هندسة حواسيب
تاريخ التسجيل: 20/04/2008

معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو

الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة


صلاحيات هذا المنتدى:
لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى