Có Ai Vẫn Sử Dụng Linh Kiện DIP Không?

Hãy nhìn quanh bất kỳ phòng thí nghiệm điện tử nào tại các trường cao đẳng hoặc đại học, bạn chắc chắn sẽ tìm thấy một số linh kiện gói chân song song (DIP) nằm rải rác. Các khóa học điện tử có phần thực hành vẫn chủ yếu sử dụng linh kiện DIP. Chúng có giá thành rẻ, có thể dễ dàng lắp đặt trên bảng mạch không cần hàn, và có số phận chung giữa các nhà cung cấp. Xét đến những điểm này, không khó hiểu khi linh kiện DIP được sử dụng rộng rãi trong môi trường giáo dục và trong các bộ kit điện tử dành cho người hâm mộ.

Sau đó, hãy nhìn vào không gian thiết kế và sản xuất điện tử chuyên nghiệp. Linh kiện chủ yếu là gắn mặt, và ngay cả khi một IC là linh kiện xuyên lỗ, nó có thể không phải là linh kiện DIP. Vậy điều này đặt ra câu hỏi: liệu có ai vẫn sử dụng linh kiện DIP trong các thiết kế chuyên nghiệp không?

Có thể ngạc nhiên, nhưng vẫn còn có linh kiện DIP được sử dụng rộng rãi, chúng chỉ không hỗ trợ các công nghệ mới nhất. Các công nghệ cũ được giới thiệu hàng thập kỷ trước vẫn cần được bảo trì, và những hệ thống này có lẽ đã sử dụng một số lượng đáng kể linh kiện DIP.

Tại Sao Linh Kiện DIP Vẫn Được Sử Dụng

Linh kiện DIP được biết đến rộng rãi, và chúng thường là các mạch tích hợp đầu tiên mà các nhà thiết kế sẽ tương tác trong các khóa học kỹ thuật của họ. Nhiều phần tử phổ biến có sẵn dưới dạng linh kiện DIP, bao gồm:

• Op-amp, bộ so sánh và kích Schmitt
• Vi điều khiển nhỏ
• Bộ nhớ (EEPROM và Flash)
• Bán dẫn rời (ví dụ, mảng diode và MOSFET)
• Trình điều khiển cổng, trình điều khiển LED, hoặc trình điều khiển dòng
• Trình điều khiển bộ chuyển đổi DC/DC
• Optocoupler
• Rơ le
• Công tắc
• Mạng điện trở

Hầu hết các nhà cung cấp bán dẫn cũng sẽ cung cấp các linh kiện của họ dưới dạng linh kiện DIP, và một số trong số này là các thay thế tuyệt vời có thể thay thế trực tiếp cho nhau giữa các nhà cung cấp. Điều này là do chúng có bố trí chân và bộ tính năng chung, cũng như giá cả tương đương.

Linh kiện DIP vẫn được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống cũ và mới, bao gồm cả trong các hệ thống công nghệ hỗn hợp (SMD và xuyên lỗ). Các ứng dụng có thể được tìm thấy trong âm thanh, hệ thống công suất cao, và hệ thống độ tin cậy cao. Các thiết kế cũ chưa được chỉnh sửa, nhưng vẫn thực hiện các nhiệm vụ quan trọng, sẽ tiếp tục bao gồm các linh kiện DIP do sự sẵn có rộng rãi của các bộ phận này từ nhiều nhà cung cấp.

Nhược điểm của Linh kiện DIP

Với rất nhiều lựa chọn cho các thành phần DIP, tại sao không phải tất cả các sản phẩm vẫn sử dụng thiết bị DIP? Có một số lý do cho điều này, và hầu hết chúng liên quan đến một yếu tố duy nhất: kích thước của các thành phần DIP. Các thành phần DIP rất lớn so với hầu hết các gói SMD. Về mật độ I/O, mỗi gói SMD đều có mật độ cao hơn; bạn có thể chứa nhiều chân (và do đó là tín hiệu) vào một không gian nhỏ hơn với các gói SMD so với các thành phần DIP.

Xem xét gói DIP-14 được hiển thị bên dưới; các kích thước được liệt kê trong bản vẽ, và chiều dài của thành phần là 1,9 cm. Giả sử gói này có hình vuông với 7 chân xếp hàng ở mỗi bên; chúng ta sẽ có tổng cộng 28 chân. Một gói QFN với cùng kích thước sẽ có 192 chân xung quanh các cạnh, và một gói BGA có thể có hơn 1000 chân tùy thuộc vào khoảng cách giữa các bóng. Các gói DIP đơn giản không thể cạnh tranh với những gói SMD hiện đại này về số lượng và mật độ I/O.

Bản thân gói thiết bị cũng không thể hỗ trợ các chuyển đổi logic nhanh mà các giao thức máy tính hiện đại yêu cầu. Điều này là do parasitics của gói thiết bị (dung lượng pin-gói và dung lượng dẫn), làm giới hạn băng thông kênh có sẵn và làm chậm đáng kể quá trình chuyển đổi tín hiệu. Mặc dù đúng là hai trong số các yếu tố chính thúc đẩy sự thu nhỏ của điện tử là mật độ tính năng và chi phí, nhưng yếu tố lớn khác là hiệu suất tăng lên (tốc độ và công suất) đi kèm với các thiết bị nhỏ hơn. Đây là một lĩnh vực khác mà các thành phần DIP đơn giản không thể cạnh tranh.

Ưu điểm của Các Thành Phần DIP

Mặc dù điện tử hiện đại đơn giản không thể hoạt động với các thành phần DIP, nhưng những bộ phận này có những ưu điểm của chúng. Tôi đã nêu bật các ưu điểm chính ở trên; chúng rơi vào bốn lĩnh vực:

• Tính khả dụng qua nhiều nhà cung cấp
• Tính tương thích qua nhiều nhà cung cấp
• Chi phí tương đương với IC SMD
• Rất dễ đặt và hàn bằng tay

Những yếu tố này nên minh họa lý do tại sao việc hỗ trợ một hệ thống cũ được xây dựng với các thành phần DIP lại dễ dàng hơn nhiều so với việc tái thiết kế một hệ thống cũ với những thành phần mới nhất. Trong một số trường hợp, các bộ phận của hệ thống cũ bị hỏng và cần được sửa chữa; việc sửa chữa với các thành phần DIP trong các hệ thống di sản rất dễ dàng và thường có thể được thực hiện tại chỗ. Một số hệ thống di sản vẫn tạo ra hàng triệu đô la giá trị và sẽ tốn kém cấm đoán để tái kỹ thuật, do đó, thường thì việc duy trì các hệ thống cũ với các thành phần DIP lại được ưa chuộng hơn là bắt đầu một quá trình thiết kế lại toàn bộ.

Tóm tắt

Mặc dù các thành phần DIP cũ hơn và không tạo ra ấn tượng mạnh trong các hệ thống mới, chúng vẫn được sử dụng rộng rãi, đặc biệt là trong việc hỗ trợ các hệ thống di sản. Chúng cũng dễ dàng được thay thế nếu hỏng trong một hệ thống di sản, hoặc bằng cách hàn rời khỏi bảng mạch hoặc thay thế chúng trong một ổ cắm DIP. Dựa trên những điểm này, chúng ta không nên mong đợi các thành phần DIP sẽ biến mất bất cứ lúc nào sớm.

Dù bạn cần sử dụng linh kiện nào trong thiết kế của mình, bạn có thể tạo biểu tượng sơ đồ và bản in chân PCB trong vài giây sử dụng Altium Designer®. IPC Compliant Footprint Generator giúp việc tạo linh kiện DIP nhanh chóng và dễ dàng, hoặc các linh kiện DIP có thể được tìm thấy nhanh chóng trong Manufacturer Part Search Panel. Sau khi bạn đã tìm thấy các bộ phận và tạo ra thư viện của mình, bạn có thể dễ dàng chia sẻ dữ liệu và phát hành các tệp cho nhà sản xuất của mình với nền tảng Altium 365™.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể thực hiện với Altium Designer trên Altium 365. Bắt đầu dùng thử miễn phí Altium Designer + Altium 365 ngày hôm nay.