EN
Գրիգ Հղումներ
Իմանալ, թե ինչպես է բարձր հզորությունը ինտեգրված շրջաններ (ԻԿ) լարումը և հոսանքը կարևոր է էներգիայի արդյունավետ կառավարման համար: Բարձր հզորության կիրառումների դեպքում միկրոսխեման պետք է կարողանա գործ ունենալ որոշակի լարման մակարդակների և հոսանքի քանակների հետ: Եթե միկրոսխեման չի կարող այդ առաջադրանքը կատարել, սարքերը կարող են ամբողջովին վնասվել: IEEE-ի նման կազմակերպությունները ստանդարտներ են ստեղծել, որոնք օգնում են որոշել, թե ինչպիսին պետք է լինեն այդ տեխնիկական բնութագրերը: Շատ բարձր հզորությամբ ԻԿ-ներ ստեղծված են աշխատելու լարումների հետ, որոնք տատանվում են ընդամենը մի քանի վոլտից մինչև հարյուրավոր վոլտներ: Հոսանքի կրող միջակայքերը սովորաբար սկսվում են մի քանի միլիամպերից և հասնում են մի քանի ամպերի՝ կախված կիրառումից: Այս միջակայքը թույլ է տալիս դրանք ճիշտ աշխատեն այսօրվա բարդ էլեկտրական համակարգերում, որտեղ հզորության պահանջները տարբեր են:
Բավականաչափ կարևոր է, թե ինչպես է էլեկտրաէներգիան փոխակերպվում, քանի որ այդ ցուցանիշն է որոշում, թե ինչպես են այս բարձր հզորության ինտեգրալ միկրոսխեմաները աշխատում և ինչքան են տևում։ Երբ փոխակերպումը տեղի է ունենում արդյունավետ, էներգիայի ավելցուկային կորուստները նվազում են, ինչը նշանակում է, որ սարքի ներսում ավելի քիչ է ջերմություն առաջանում, ինչի արդյունքում էլ ամեն ինչ ավելի երկար է տևում։ Ըստ վերջերս մեզ հայտնի մի շարք արդյունաբերական զեկույցների, ժամանակակից էլեկտրամատակարարման միկրոսխեմաները հասել են մոտ 90% արդյունավետության կամ ավելի լավ ցուցանիշների, ինչը նրանց դնում է առաջին տեղերում տարբեր բարձր հզորության կիրառություններում էներգիայի խնայողության տեսանկյունից։ Բայց այդ ամենից դուրս, ոչ միայն էլեկտրաէներգիայի հաշիվների նվազեցման մասին է խոսքը, այլ ավելի բարձր արդյունավետությունը իրականում օգնում է նաև ընդհանուր էներգիայի օգտագործման ծավալը կրճատելուն, ինչը դարձնում է գործընթացները ավելի էկոլոգիապես մաքուր, մինչդեռ ապահովվում է նաև ծախսերի վերահսկումը։
Բարձր հզորության IC կիրառումներում միկրոկոնտրոլերները անհրաժեշտ են համակարգային գործողությունները ճիշտ կառավարելու համար անհրաժեշտ վերահսկողություն ստանալու համար: Երբ այդ կոնտրոլերները համակարգի մեջ են ինտեգրվում, դրանք թույլ են տալիս ինժեներներին ճշգրիտ հսկել և կարգավորել պարամետրերը, ինչը բարելավում է ինչպես աշխատանքի արդյունավետությունը, այնպես էլ ամբողջ համակարգի արդյունավետ գործունեությունը: Արդյունաբերական փորձը ցույց է տալիս, որ ինտեգրված միկրոկոնտրոլերներ ընտրելը շատ ավելի լավ արդյունքներ է տալիս ճշգրտության և հուսալիության տեսանկյունից, երբ համեմատվում է առանձին բաղադրիչների հետ: Մեկ այլ մեծ առավելություն է ամեն ինչ միասին միավորելը, որը խնայում է նախագծման փուլում ժամանակը և նվազեցնում է կիսահաղորդիչների վրա զբաղեցված տարածքը: Սա բարձր հզորության IC-ների համար ավելի լավ արդյունքներ է ապահովում տարբեր կիրառություններում և ընդհանրապես ավելի բարձր որակի արտադրում է ապահովում ավելորդ բարդությունների կամ խնդիրների առաջացումը առանց:
Ճիշտ կեղծավորել ջերմությունը մնում է ամենակարևոր համարձակումներից մեկը բարձր հզորության ինտեգրալ միկրոսխեմաներ ստեղծելիս, հատկապես այն դեպքում, երբ արտադրողները շարունակ փոքր, ավելի արդյունավետ էլեկտրոնիկայի համար են սեղմում։ Առանց լավ միջոցների ավելորդ ջերմությունը վերացնելու, կատարումը նվազում է և հուսալիությունը դառնում է խնդիր։ Սովորական մոտեցումը ներառում է այնպիսի բաներ, ինչպիսիք են մայրահայերի միջով անցնող ջերմային անցքերը, մեծ պղնձե տարածքները, որոնք աշխատում են որպես ջերմասինկեր, և այն հարթ մետաղական սալերը, որոնք մենք կոչում ենք ջերմային տարածիչներ։ Բոլոր այս տարրերը օգնում են ջերմությունը տեղափոխել այն տեղերից, որտեղ այն կարող է վնասել շրջանակների նուրբ մասերը։ Վերցրեք այս օրինակը՝ Էլեկտրոնային սառեցման հանդեսից. երբ ճարտարագետները բարձր հզորության շղթաներին ավելացրին պղնձե ջերմային տարածիչներ, նրանք տեսան գագաթնակետային ջերմաստիճանների անկում շուրջ 30 աստիճան Ցելսիուսով։ Այդ տեսակի ջերմաստիճանի վերահսկումը պահում է բաղադրիչները անվտանգ կերպով աշխատող, ինչը նշանակում է ավելի երկար կյանք և ավելի լավ ընդհանուր արդյունքներ տարբեր կիրառություններում ասպարեզում։
Նյութերի ընտրությունը կարևոր նշանակություն ունի, երբ խոսքը այն բանի մասին է, թե ինչպես են ինտեգրալ միկրոսխեմաները կառավարում ջերմությունը: Նյութերը, որոնք արդյունավետ են ջերմությունը հեռացնում, օրինակ՝ ալյումինի նիտրիդը կամ համալուծույթները հանքային հիմքով, հաճախ նախընտրելի են, քանի որ դրանք ավելի լավ են կառավարում ջերմությունը մյուս տարբերակների համեմատ: Կարող եք վերցնել օրինակ Թերմալ կառավարման հետազոտական կենտրոնի որոշ հետազոտություններ, որոնցում նշվում է, որ համալուծույթները հանքային հիմքով ջերմությունը հեռացնում են մոտ 5 անգամ ավելի լավ, քան ավանդական նյութերը, ինչպիսին սիլիցիումն է: Ճիշտ նյութերի ընտրությունը օգնում է ջերմությունը հավասարաչափ բաշխել միկրոսխեմայի վրա և ապահովում է սարքերի անխափան աշխատանքը նույնիսկ ջերմաստիճանի տատանումների դեպքում: Բարձր հզորությամբ միկրոսխեմաներ ստեղծողների համար ճիշտ նյութերի ընտրությունը հիմնարար նշանակություն ունի, քանի որ դա նրանց ապրանքներին թույլ է տալիս մնալ անվտանգ և հուսալի նույնիսկ բարձր ճնշման տակ:
Երբ սարքերը երկար ժամանակ են աշխատում, լավ սառեցումը դառնում է անհրաժեշտ: Օդափոխիչներն ու ջերմային առանցքները կատարում են մեծ մասը ավելորդ ջերմությունը հեռացնելու գործում, որը առաջանում է ժամեր շարունակ աշխատելուց հետո: Իրական աշխարհի իրավիճակներում հզոր էլեկտրոնային սարքերի հետ տեղի ունեցողները մեզ մի կարևոր բան են ասում այդ սառեցման մեթոդների մասին: Վերցրեք մի փորձարկում, որտեղ նրանք միասին դրեցին լուրջ հաշվարկային սարքավորումներ մի քանի լավ պղնձե ջերմային առանցքներով, որոնք զուգակցված էին ստիպողական օդային սառեցման հետ: Արդյունքները՝ մոտ 40 տոկոսով ավելի երկար աշխատանքային ժամանակ, քանի դեռ բաները սկսեցին չափից շատ տաքանալ: Բավականի տպավորիչ թիվ, չնայած մի շարք մարդիկ կարող են վիճել, թե արդյոք այդ արժե ներդրումը կախված կիրառման տիպից: Այնուամենայնիվ, հերթական հարց չի ներկայանում, որ հիմնական սառեցման տեխնիկաները մնում են ամենալավ միջոցներից մեկը համակարգերի արդյունավետ աշխատանքի համար երկար ժամանակ առանց խափանումների:
SACOH LNK306DG-TL-ն աչքի է ընկնում հզորությունը կառավարելու գործում, ինչն այն դարձնում է բավի մոտ ամենօգտագործելի տարբերակը բարձր հզորության կիրառությունների համար այսօրվա դրությամբ: Այս IC-ի համար բնորոշ է իր փոքր չափը: Ճնշումները հաճախ են աշխատում այն հետ, քանի որ կարող են տեղավորել այն այնպիսի հարմարավետ տարածքներում, որտեղ ավելի մեծ բաղադրիչները չեն տեղավորվում: Սա հզորությունը շատ լավ է կառավարում իր ներսում գտնվող տրանզիստորային տեխնոլոգիայի շնորհիվ, որն ապահովում է ամեն ինչ հարթ աշխատում է խոչընդոտներից ազատ: Վերջերս արդյունաբերության շատ մասնակիցներ այս մասի մասին են խոսել: Շատ ճնշումներ, ովքեր փորձել են այն օգտագործել, նշում են, որ իրենց համակարգերը մնում են կայուն նույնիսկ ծանր բեռնվածության տակ, և նրանք չեն անհանգստանում հզորության տատանումների պատճառով իրենց սարքավորումների վնասվածքի մասին:
Այն, ինչը իսկապես առանձնացնում է SACOH TNY288PG-ն, այն է, թե ինչքան կայուն է մնում նույնիսկ այն դեպքում, երբ բեռնման պայմանները հաստատուն փոփոխության են ենթարկվում, ինչը բացատրում է, թե ինչու է շատ ճարտարագետներ ընտրում իրենց նախագծերի համար այս շարժիչի կառավարման IC-ն: Կապույտ էջերում այս մասը օգտագործում է առաջադեմ միկրոհամակարգիչների տրանզիստորային տեխնոլոգիան, որը պահում է բաները հարթ աշխատում և ճշգրիտ կառավարման գործառույթներ տրամադրելով: SACOH-ն հրապարակել է բավականին իրական աշխարհի փորձարկման արդյունքներ, ցույց տալով, թե ինչքան հուսալի է մնում այս մասը տարբեր շահագործման միջավայրերում: Այն դաշտի տեխնիկները, ովքեր աշխատում են արդյունաբերական ավտոմատացման համակարգերով, հաճախ գովում են TNY288PG-ի կայուն աշխատանքը, հատկապես քանի որ այդ համակարգերը պահանջում են անընդհատ կայունություն օրեր շարունակ առանց ձախողման:
Տեղեկատվական համակարգերի մեջ արագ արձագանքման ժամանակների հարցում SACOH TOP243YN-ն առանձնանում է, ինչը շատ կարևոր է այն սարքերի համար, որոնք կառավարում են բարձր հզորության մակարդակներ: Նախագծված է արագ սիգնալների մշակման և արդյունավետ էներգետիկ կառավարման համար, այս միկրոսխեման թույլ է տալիս էլեկտրոնային համակարգերին գրեթե ակնթարթորեն արձագանքել ցանկացած անհրաժեշտ գործողության: Երբ համեմատում ենք շուկայում նմանատիպ կիսահաղորդիչ միկրոսխեմաների հետ, փորձարկումները ցույց են տալիս, որ TOP243YN-ն ավելի արագ է արձագանքում մեծամասնության համեմատ: Այն մարդկանց համար, ովքեր աշխատում են այնպիսի սարքավորումներով, որոնց անհրաժեշտ է միկրովարկյան արձագանք, ինչպես օրինակ ավտոմատացված գործարանների համար, որտեղ ամենօրյա աշխատում է հավաքման գիծը, այս կատարումների տարբերությունը կարող է նշանակել հարթ գործողությունների և արժեքավոր ուշացումների միջև ընկած տարբերությունը:
Այսօրվա կիսահաղորդիչ չիփերը ստեղծված են հաղորդակցվելու բնության կողմից նետվող ցանկացած բանի հետ: Դրանք բավականաչափ դիմացկուն են, որպեսզի դիմանան տարբեր տանջալի պայմանների: Նյութերի որակի բարելավման և չիփերի նախագծման գործում առաջընթացի շնորհիվ, այս փոքրիկ հզոր սարքերը շարունակում են աշխատել ցանկացած եղանակի դեպքում: Մենք խոսում ենք ամենից սառը եղանակի մասին, ինչպես Անտարկտիդայում, մինչև անապատներում բորբոքվող շոգը, երբ ջերմաստիճանը կտրուկ բարձրանում է: Ճյուղային զեկույցները այդ փաստը հաստատում են: Չիփերը դժվարանում են հանձնվել անգամ այն դեպքում, երբ դրանք փորձարկվում են գործարաններում և այլ դժվարանում պայմաններում: Եթե ուսումնասիրենք իրական օրինակներ, կտեսնենք, որ որոշ չիփեր ամբողջությամբ աշխատում են նույնիսկ այն բանից հետո, երբ ենթարկվել են 125 աստիճան Ցելսիուս ջերմաստիճանի կամ մինչև մինուս 40 աստիճան Ցելսիուսի սառնարանի պայմաններում: Այս աստիճանի արդյունավետությունը ցույց է տալիս, թե ինչքան հուսալի են ժամանակակից կիսահաղորդիչները տարբեր իրավիճակներում:
Երբ ժամանակակից կիսահաղորդիչների չիպերը զուգակցվում են երկբեւեռ միացման հետ տրանսիստորներ (BJT), մենք տեսնում ենք իրական բարձրացում ինչպես կատարողականում, այնպես էլ արդյունավետության տարբեր էլեկտրոնային համակարգերում: Գաղտնիքը տեղի է ունենում այն պատճառով, որ BJT-ները կարող են դիմակայել մեծ հոսանքներին, մինչդեռ ինտեգրված շրջանները իրենց ուժերը բերում են արագության եւ էլեկտրաէներգիայի սպառման առումով: Այս համադրությունը հրաշքներ է գործում բարդ խնդիրների համար, ինչպիսիք են ազդանշանի ամրապնդումը եւ արագ փոխանցման գործողությունները: Նայելով արդյունաբերության փորձարկումների արդյունքներին, բավականին տպավորիչ բարելավումներ են գրանցվում, երբ այս բաղադրիչները աշխատում են միասին: Որոշ հետազոտություններ ցույց են տալիս, որ որոշակի կոնֆիգուրացիաներում արդյունավետությունը բարձրանում է մոտ 40%-ով: Այսպիսի ձեռքբերումները շատ կարեւոր են այն ոլորտներում, որտեղ ամեն մի բիթը կարեւոր է, հատկապես հեռահաղորդակցական սարքավորումների եւ համակարգչային սարքավորումների նախագծման մեջ, որտեղ հուսալիությունը համապատասխանում է պահանջվող բնութագրերին:
Գալիում նիտրիդի (GaN) հզորության ինտեգրալ միկրոսխեմաների տեխնոլոգիան ամենայն հավանականությամբ մեծ առաջընթաց կգրանցի մոտակա ապագայում՝ իր ավելի հին տեխնոլոգիաների համեմատ ավելի լավ արդյունավետության և ավելի քիչ տեղ զբաղեցնելու շնորհիվ: Նկատելի է, որ արտադրողները ձգտում են կիրառել ավելի հզոր սարքեր ավելի փոքր տարածքներում, և GaN-ն ամենայն հավանականությամբ կներդրի էներգախնայողություն: Մեծ անուններ, ինչպես օրինակ՝ Infineon-ը և Texas Instruments-ը, վերջերս կանխատեսել են այս շուկայական հատվածի հզոր աճ: Նրանց վերլուծությունները ցույց են տալիս, որ GaN միկրոսխեմաները կզբաղեցնեն զգալի մաս, քանի որ այդ բաղադրիչները կարող են կառավարել բարձր լարումներ և հոսանքներ՝ առանց այնքան հեշտ տաքանալու կամ վնասվելու, ինչպես ավանդական սիլիցիումե այլընտրանքները: Ինչ է սա նշանակում: Ավելի փոքր սարքեր ավելի երկար մարտկոցներով՝ ինչպես ինտելեկտուալ հեռախոսներում, այնպես էլ էլեկտրական ավտոմեքենաներում, ամենայն հավանականությամբ հետևելու են այս նոր տեխնոլոգիայի ընդունմանը:
