Progettazione PCB - Storia e tendenza futura dei circuiti digitali

Sappiamo tutti che nel mondo dei computer, ci sono solo due stati, cioè, on e off dei circuiti digitali, corrispondenti al numero binario 1 o 0. Qualsiasi computer potente e calcolo complicato sono sempre realizzati da 1, 0. Questo in realtà coincide con lo "Yin e Yang" della filosofia classica cinese. 1,0 produce tutto. La storia dello sviluppo dei circuiti digitali è da lento a grande e da grande a piccolo. Le prestazioni del computing stanno diventando sempre più potenti, ma lo sviluppo è sempre stato in linea con una regola. Oggi, insetti e tutti parleranno della storia di sviluppo dei circuiti elettronici, della legge di Moore e della tendenza di sviluppo futura.

Storia di sviluppo dei circuiti elettronici -- dai tubi a vuoto, ai transistor ai circuiti integrati

Tubo sottovuoto ed ENIAC

Il calcolo finale del computer viene realizzato commutando lo stato di commutazione del circuito digitale, compresa la trasmissione delle informazioni e il collegamento delle apparecchiature. All'inizio dello sviluppo del circuito digitale, prima degli anni '50, il circuito era composto da tubi a vuoto. Il diodo inventato da Fleming e il triodo vuoto migliorato da de Forrest producevano un computer generico ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Compute).

I moderni circuiti elettronici sono fatti di enormi tubi di vetro pompati nel vuoto, quindi sono chiamati tubi a vuoto. Il tubo di vuoto utilizza i due poli del filamento o del circuito stampato per emettere il fascio di elettroni per controllare la corrente. Tuttavia, non tutti i tubi sono evacuati. Alcuni gas e tubi più piccoli utilizzano materiali fotosensibili e campi magnetici per controllare il flusso di elettroni. Tutti hanno qualcosa in comune: sono costosi, consumano molta elettricità ed emettono molto calore. Sono anche molto inaffidabili e richiedono molta manutenzione. E sono così grandi che è difficile fare piccoli "computer".

transistor

L'invenzione del transistor nasce dalla ricerca dei Bell Laboratories e si basa sulla ricerca di un elemento con basso prezzo, basso o nessun consumo energetico e nessun aumento di temperatura. L'elemento deve anche essere facile da fabbricare, veloce velocità di commutazione e piccolo volume. Nel 1974, guidati da William Shockley, John Bardeen e Walter brattain inventarono transistor che soddisfano queste caratteristiche. Il transistor è di piccole dimensioni e resistenza, non ha parti mobili (quindi la perdita è molto piccola), è affidabile e quasi non genera calore. L'invenzione del transistor rende la ricerca del circuito elettronico senza precedenti attiva. Quasi ogni mese si verificano nuovi sviluppi in termini di prestazioni, dimensioni e affidabilità dei transistor.

Circuito integrato

Jack Kilby di Texas Instruments è una delle prime persone al mondo a mostrare al mondo che molti di questi transistor sono posizionati su un singolo wafer (wafer di silicio). Nel 1959, ha fatto domanda per un IC o circuito integrato. Negli anni '60, i transistor stavano diventando sempre più piccoli. Abbiamo realizzato circuiti integrati complessi e costruito "computer" sempre più veloci.