Czy ktoś jeszcze używa komponentów DIP?

Spójrz dookoła w każdym laboratorium elektroniki na uczelni, a na pewno znajdziesz tam komponenty w obudowie DIP (dual inline package). Kursy elektroniki, które mają część laboratoryjną, wciąż w ogromnej mierze wykorzystują komponenty DIP. Są one tanie, mogą być łatwo montowane na płytce stykowej bez konieczności lutowania, a także mają wspólne numery części u różnych dostawców. Biorąc pod uwagę te argumenty, ma sens, że komponenty DIP są tak często używane w środowiskach edukacyjnych oraz w zestawach elektroniki dla hobbystów.

Następnie, spójrz na profesjonalną przestrzeń projektowania i produkcji elektroniki. Komponenty są przeważnie montowane powierzchniowo, a nawet jeśli jakiś układ scalony jest komponentem przewlekanym, to może nie być w obudowie DIP. To rodzi pytanie: czy ktoś jeszcze używa komponentów DIP w profesjonalnych projektach?

Może to być zaskakujące, ale nadal istnieją komponenty DIP, które są szeroko używane, po prostu nie obsługują najnowszych technologii. Technologie dziedzictwa wprowadzone dekady temu nadal wymagają konserwacji, a te systemy prawdopodobnie używały sporej liczby komponentów DIP.

Dlaczego nadal używa się komponentów DIP

Komponenty DIP są dobrze znane i zazwyczaj są to pierwsze układy scalone, z którymi projektanci mają do czynienia na swoich kursach inżynierskich. Wiele powszechnych części jest dostępnych jako komponenty DIP, w tym:

• Wzmacniacze operacyjne, komparatory i triggery Schmitta
• Małe mikrokontrolery
• Pamięci (EEPROM i Flash)
• Dyskretne półprzewodniki (np. tablice diod i MOSFETy)
• Sterowniki bramek, sterowniki LED, lub sterowniki linii
• Kontrolery przetwornic DC/DC
• Optoprzekaźniki
• Przekaźniki
• Przełączniki
• Sieci rezystorów

Większość producentów półprzewodników udostępnia również swoje komponenty w wersji DIP, a niektóre z nich są doskonałymi zamiennikami dla siebie nawzajem między producentami. Wynika to z faktu, że mają one wspólne rozmieszczenie wyprowadzeń i zestawy funkcji, jak również porównywalne ceny.

Komponenty DIP nadal są szeroko stosowane zarówno w starszych, jak i w nowych systemach, w tym w systemach mieszanych (SMD i przewlekane). Zastosowania można znaleźć w systemach audio, systemach wysokiej mocy i systemach o wysokiej niezawodności. Starsze projekty, które nie zostały zrewidowane, ale nadal pełnią krytyczne funkcje, będą nadal zawierać komponenty DIP ze względu na szeroką dostępność tych części od wielu dostawców.

Wady komponentów DIP

Z tak wieloma opcjami dla komponentów DIP, dlaczego nie wszystkie produkty nadal używają urządzeń DIP? Istnieje kilka powodów, a większość z nich wiąże się z jednym czynnikiem: rozmiarem komponentów DIP. Komponenty DIP są bardzo duże w porównaniu z prawie wszystkimi obudowami SMD. Pod względem gęstości I/O, każda obudowa SMD ma wyższą gęstość; można zmieścić więcej pinów (a więc sygnałów) na mniejszej przestrzeni z obudowami SMD niż z komponentami DIP.

Rozważmy obudowę DIP-14 pokazaną poniżej; wymiary są wymienione na rysunku, a długość komponentu wynosi 1,9 cm. Gdybyśmy założyli, że ta obudowa miała kształt kwadratu z 7 pinami ułożonymi po każdej stronie; mielibyśmy łącznie 28 pinów. Obudowa QFN o tych samych wymiarach miałaby 192 piny dookoła krawędzi, a obudowa BGA mogłaby mieć znacznie ponad 1000 pinów, w zależności od jej rozstawu kulek. Obudowy DIP po prostu nie mogą konkurować z tymi nowoczesnymi obudowami SMD pod względem liczby i gęstości I/O.

Samo opakowanie również nie może wspierać szybkich przejść logicznych, które są wymagane we współczesnych protokołach obliczeniowych. Wynika to z pasożytniczych właściwości opakowania (pojemność pin-opakowanie i wyprowadzeń), które ograniczają dostępną przepustowość kanału i znacznie spowalniają przejścia sygnałów. Chociaż prawdą jest, że dwa główne czynniki napędzające miniaturyzację elektroniki to gęstość funkcji i koszt, innym ważnym czynnikiem jest fakt, że mniejsze urządzenia przynoszą wzrost wydajności (szybkość i moc). To kolejny obszar, w którym komponenty DIP po prostu nie mogą konkurować.

Zalety komponentów DIP

Chociaż współczesna elektronika po prostu nie mogłaby funkcjonować bez komponentów DIP, te części mają swoje zalety. Podkreśliłem główne zalety powyżej; spadają one na cztery obszary:

• Dostępność u wielu dostawców
• Kompatybilność z wieloma dostawcami
• Porównywalny koszt do układów scalonych SMD
• Bardzo łatwe do umieszczenia i lutowania ręcznego

Te czynniki powinny zilustrować, dlaczego znacznie łatwiej jest wspierać starszy system zbudowany z komponentów DIP, niż przebudowywać stary system z najnowszymi komponentami. W niektórych przypadkach części starego systemu ulegają awarii i wymagają naprawy; praca z komponentami DIP w systemach dziedzicznych jest bardzo łatwa i często może być wykonana na miejscu. Niektóre systemy dziedziczne nadal generują miliony dolarów wartości i ich przeprojektowanie byłoby niezwykle kosztowne, dlatego często preferuje się utrzymanie starszych systemów z komponentami DIP, niż rozpoczynanie całkowitego przeprojektowania.

Podsumowanie

Pomimo tego, że komponenty DIP są starsze i nie mają silnej obecności w nowych systemach, nadal cieszą się szerokim użyciem, szczególnie w wsparciu systemów dziedzicznych. Są również łatwe do wymiany, jeśli zawiodą w systemie dziedzicznym, zarówno przez wylutowanie z płyty, jak i wymianę w gnieździe DIP. Na podstawie tych punktów, nie powinniśmy spodziewać się, że komponenty DIP znikną w najbliższym czasie.

Bez względu na to, jakie komponenty potrzebujesz użyć w swoich projektach, możesz tworzyć symbole schematyczne i obrysy PCB w sekundy, korzystając z Altium Designer®. IPC Compliant Footprint Generator ułatwia szybkie tworzenie komponentów DIP, lub komponenty DIP można szybko znaleźć w Panelu Wyszukiwania Części Producenta. Po znalezieniu części i utworzeniu bibliotek, możesz łatwo udostępniać dane i pliki wydania swojemu producentowi za pomocą platformy Altium 365™.

Dotknęliśmy tylko powierzchni możliwości, jakie oferuje Altium Designer na Altium 365. Zacznij swoją darmową próbę Altium Designer + Altium 365 już dziś.