Verwendet jemand noch DIP-Komponenten?

Schauen Sie sich in irgendeinem Elektroniklabor an einer Hochschule oder Universität um, und Sie werden mit Sicherheit einige Dual Inline Package (DIP)-Komponenten herumliegen sehen. Elektronikkurse, die einen Laboranteil haben, verwenden noch überwiegend DIP-Komponenten. Sie sind preiswert, können leicht auf Steckbrettern montiert werden, ohne zu löten, und sie haben übergreifende Teilenummern bei verschiedenen Anbietern. Angesichts dieser Punkte ist es verständlich, dass DIP-Komponenten sowohl im Bildungsbereich als auch in Elektronik-Bausätzen für Hobbyisten so intensiv genutzt werden.

Sehen Sie sich als Nächstes den professionellen Bereich der Elektronikentwicklung und -produktion an. Komponenten sind überwiegend oberflächenmontiert, und selbst wenn ein IC ein Durchsteckkomponente ist, muss es nicht unbedingt eine DIP-Komponente sein. Das wirft die Frage auf: Werden DIP-Komponenten noch in professionellen Designs verwendet?

Es mag überraschend sein, aber es gibt immer noch weit verbreitete DIP-Komponenten, sie unterstützen nur nicht die neuesten Technologien. Alte Technologien, die vor Jahrzehnten eingeführt wurden, benötigen immer noch Wartung, und diese Systeme haben wahrscheinlich eine beträchtliche Anzahl von DIP-Komponenten verwendet.

Warum DIP-Komponenten immer noch verwendet werden

DIP-Komponenten sind bekannt, und sie sind in der Regel die ersten integrierten Schaltkreise, mit denen Designer in ihren Ingenieurkursen interagieren. Viele gängige Teile sind als DIP-Komponenten verfügbar, einschließlich:

• Operationsverstärker, Komparatoren und Schmitt-Trigger
• Kleine Mikrocontroller
• Speicher (EEPROMs und Flash)
• Diskrete Halbleiter (z.B. Diodenarrays und MOSFETs)
• Gate-Treiber, LED-Treiber oder Leitungstreiber
• DC/DC-Wandlersteuerungen
• Optokoppler
• Relais
• Schalter
• Widerstandsnetzwerke

Die meisten Halbleiterhersteller bieten ihre Komponenten auch in DIP-Bauteilen an, und einige davon sind hervorragende direkte Austauschmöglichkeiten untereinander zwischen verschiedenen Herstellern. Dies liegt daran, dass sie gemeinsame Pinbelegungen und Funktionssätze sowie vergleichbare Preise haben.

DIP-Komponenten werden nach wie vor weit verbreitet in Alt- und Neusystemen eingesetzt, einschließlich in gemischten Technologien (SMD und Durchsteckmontage) Systemen. Anwendungen finden sich in der Audiotechnik, Hochleistungssystemen und hochzuverlässigen Systemen. Ältere Designs, die nicht überarbeitet wurden, aber immer noch kritische Aufgaben erfüllen, werden weiterhin DIP-Komponenten beinhalten, aufgrund der breiten Verfügbarkeit dieser Teile von mehreren Anbietern.

Nachteile von DIP-Komponenten

Mit so vielen Optionen für DIP-Komponenten, warum verwenden nicht alle Produkte weiterhin DIP-Geräte? Es gibt mehrere Gründe dafür, und die meisten davon beziehen sich auf einen einzigen Faktor: die Größe der DIP-Komponenten. DIP-Komponenten sind im Vergleich zu fast allen SMD-Paketen sehr groß. In Bezug auf die I/O-Dichte hat jedes SMD-Paket eine höhere Dichte; man kann mehr Pins (und somit Signale) in einem kleineren Raum mit SMD-Paketen im Vergleich zu DIP-Komponenten unterbringen.

Betrachten Sie das unten gezeigte DIP-14-Paket; die Abmessungen sind in der Zeichnung aufgeführt, und die Komponentenlänge beträgt 1,9 cm. Angenommen, dieses Paket hätte eine quadratische Form mit 7 Pins auf jeder Seite; wir hätten insgesamt 28 Pins. Ein QFN-Paket mit den gleichen Abmessungen hätte 192 Pins an den Rändern, und ein BGA-Paket könnte je nach Ballabstand gut über 1000 Pins haben. DIP-Pakete können einfach nicht mit diesen modernen SMD-Paketen in Bezug auf I/O-Anzahl und -Dichte konkurrieren.

Das Gehäuse selbst kann auch schnelle Logikübergänge, die in modernen Computingsprotokollen erforderlich sind, nicht unterstützen. Dies liegt an den parasitären Effekten des Gehäuses (Pin-Gehäuse- und Leitungskapazität), welche die verfügbare Kanalbandbreite begrenzen und Signalübergänge stark verlangsamen. Es stimmt zwar, dass zwei der Haupttreiber für kleinere Elektronik die Merkmalsdichte und die Kosten sind, ein anderer großer Faktor ist jedoch, dass Leistungssteigerungen (Geschwindigkeit und Leistung) mit kleineren Geräten einhergehen. Dies ist ein weiterer Bereich, in dem DIP-Komponenten einfach nicht konkurrieren können.

Vorteile von DIP-Komponenten

Obwohl moderne Elektronik ohne DIP-Komponenten einfach nicht funktionieren würde, haben diese Teile ihre Vorteile. Ich habe die Hauptvorteile oben hervorgehoben; sie fallen in vier Bereiche:

• Verfügbarkeit bei mehreren Anbietern
• Kompatibilität bei mehreren Anbietern
• Vergleichbare Kosten zu SMD-ICs
• Sehr einfach von Hand zu platzieren und zu löten

Diese Faktoren sollten verdeutlichen, warum es oft viel einfacher sein kann, ein älteres System, das mit DIP-Komponenten gebaut wurde, zu unterstützen, anstatt ein altes System mit den neuesten Komponenten neu aufzubauen. In einigen Fällen fallen Teile eines alten Systems aus und müssen repariert werden; die Nacharbeit mit DIP-Komponenten in Legacy-Systemen ist sehr einfach und kann oft vor Ort durchgeführt werden. Einige Legacy-Systeme erzeugen immer noch Millionen von Dollar an Wert und eine Neukonstruktion wäre prohibitiv teuer, daher ist es oft vorzuziehen, ältere Systeme mit DIP-Komponenten zu warten, anstatt eine vollständige Neugestaltung zu beginnen.

Zusammenfassung

Trotz der Tatsache, dass DIP-Komponenten älter sind und in neuen Systemen keine starke Präsenz zeigen, genießen sie immer noch eine weit verbreitete Nutzung, insbesondere zur Unterstützung von Legacy-Systemen. Sie können auch leicht ausgetauscht werden, wenn sie in einem Legacy-System ausfallen, entweder durch Entlöten von einer Platine oder durch Ersetzen in einem DIP-Sockel. Basierend auf diesen Punkten sollten wir nicht erwarten, dass DIP-Komponenten so bald verschwinden.

Unabhängig davon, welche Komponenten Sie in Ihren Entwürfen verwenden müssen, können Sie mit Altium Designer® in Sekundenschnelle Schaltplansymbole und PCB-Fußabdrücke erstellen. Der IPC Compliant Footprint Generator macht die Erstellung von DIP-Komponenten schnell und einfach, oder DIP-Komponenten können schnell im Manufacturer Part Search Panel gefunden werden. Sobald Sie Teile gefunden und Ihre Bibliotheken erstellt haben, können Sie Daten leicht teilen und Dateien mit der Altium 365™-Plattform an Ihren Hersteller freigeben.

Wir haben nur an der Oberfläche dessen gekratzt, was mit Altium Designer auf Altium 365 möglich ist. Starten Sie heute Ihre kostenlose Testversion von Altium Designer + Altium 365.