Integrirani krugovi su definirani kao sklop koji sadrži elemente koji su nerazdvojni i međusobno povezani električno na takav način da se IC ne može razdvojiti iz razloga trgovine i gradnje. Za izgradnju takvog sklopa mogu se koristiti bezbrojne tehnologije. Danas ono što nazivamo IC, izvorno je bilo poznato kao monolitni integrirani krug. Vjeruje se da je Kilby stvorio prvi radni IC davne 1958. godine i za svoj naporan rad dobio je Nobelovu nagradu za fiziku 2000. godine. Prvi kupac ovog izuma bilo je američko ratno zrakoplovstvo.
Što je integrirani krug?
Integrirani krug (IC), koji se ponekad naziva i čip ili mikročip, poluvodička je pločica na kojoj se izrađuje tisuću ili milijuni sitnih otpornika, kondenzatora i tranzistora. IC može biti funkcija kao pojačalo, oscilator, tajmer, brojač, memorija računala ili mikroprocesor. Točni IC kategoriziran je kao linearni (analogni) ili digitalni, ovisno o njegovoj budućoj primjeni. Integrirani krugovi su sve to iskrivili. Temeljna ideja bila je dobiti cjeloviti sklop, s puno komponenata i veza između njih, i rekonstruirati cijelu stvar u mikroskopski majušnom obliku na površini komada silicija. Bila je to nevjerojatno pametna ideja i omogućila je sve vrste 'mikroelektronskih' uređaja, od digitalnih satova i džepnih računara do raketa i oružja za slijetanje na Mjesec s ugrađenom satelitskom navigacijom.
Kako se izrađuju integrirani krugovi?
Kako gradimo memorijski ili procesorski čip za računalo? Sve započinje sirovim složenim elementom poput silicija, koji je kemijski obrađen ili dopiran da bi se stvorio i ima različita električna svojstva.
Simbol integriranog kruga
Doping poluvodiči
Uobičajeno, ljudi razmišljaju o opremi koja se uklapa u dvije uredne kategorije: onu koja omogućuje da struja kroz njih prolazi prilično lako (vodiči) i onu koja ne (izolatori). Metali čine većinu vodiča, dok su nemetali poput plastike, drveta i stakla izolatori. Zapravo, učinci su daleko složeniji od ovoga, posebno kada je riječ o definiranju elemenata u središtu periodnog sustava (u skupinama 14 i 15), posebno silicija i germanija. Obično su izolatori elementi koji su spremni izvesti više poput vodiča ako im u proceduru poznatu kao doping ubacimo male količine nečistoća.
Dizajn integriranog kruga
Ako silicijumu dodate antimon, dajete mu malo više elektrona nego što bi to obično uključivalo snagu za provođenje električne energije. Silicij 'dopiran' na taj način naziva se silicij tipa n. Kad dodate antitimonu bor, oduzimate dio silicijevih elektrona, a iza sebe ostavljate 'rupe' koje rade kao 'negativni elektroni', a prenose pozitivnu električnu struju na suprotan način. Takva vrsta silicija naziva se p-tip. Stavljanje područja silicija n-tipa i p-tipa jedno uz drugo radi stvaranja spojeva u kojima elektroni djeluju na vrlo atraktivan način način je na koji generiramo elektroničkim putem, poluvodički uređaji poput dioda, tranzistora i memorija.
Unutar biljke čipsa
Postupak proizvodnje integriranog kruga započinje velikim monokristalom silicija, oblikovanim poput duge čvrste cijevi, koja je 'salama narezana' na tanke diskove (približno veličine kompaktnog diska) zvane oblatne. Oblatne su označene na puno identičnih kvadratnih ili pravokutnih područja, od kojih će svaka stvoriti jedan silicijski čip (ponekad nazvan mikročipom). Tada se na svakom čipu proizvedu tisuće, milijuni ili milijarde aparata dopiranjem različitih površina površine kako bi ih pretvorili u silicij n-tipa ili p-tipa.
Unutar rada na čipovima
Doping se dovršava mnoštvom različitih procesa. U jednom od njih, poznatom kao raspršivanje, ioni doping materijala ispaljuju se na silicijsku pločicu poput metaka iz pištolja. Još jedan postupak koji se naziva taloženje parom uključuje uvođenje materijala za doping kao plin i puštanje da se koncentrira tako da atomi nečistoće stvaraju tanak film na površini silicijske pločice. Molekularni snop epitaksijal je mnogo precizniji oblik izjave.
Naravno, graditi integrirane sklopove koji spakiraju stotine, milijune ili milijarde uređaja na silicijev čip veličine nokta, malo je teže nego što zvuči. Zamislite kakav kaos može stvoriti mrlja prljavštine kad radite na mikroskopskoj (ili ponekad čak i nanoskopskoj) ljestvici. Zbog toga se poluvodiči pripremaju u besprijekornom laboratorijskom okruženju koje se naziva čistim sobama, gdje se zrak pažljivo filtrira, a zaposlenici moraju ulaziti i izlaziti kroz zračne brave iscrpljujući sve vrste zaštitne odjeće.
Vrste integriranih krugova
Različite vrste integriranog kruga koji uključuje sljedeće
Digitalni integrirani krugovi
Ova vrsta IC ima dvije definirane razine: 1 i 0, što podrazumijeva da rade na binarnoj matematici pri čemu 1 znači uključeno, a 0 isključeno. Takve se IC-e marljivo postižu jer sadrže više od milijuna japanki, logičkih ulaza i svega ostalog, sve ugrađene u jedan čip. Primjeri digitalnih IC uključuju mikrokontroleri i mikroprocesori .
Vrste integriranih krugova
- Logičke IC
- Memorijski čipovi,
- IC-ovi sučelja (mjenjači razine, serializator / de-serializator, itd.)
- IC-ovi za upravljanje napajanjem
- Programabilni uređaji
Analogni integrirani krugovi
The analogni integrirani krugovi radi rješavajući kontinuirane signale i sposoban je za obavljanje zadataka kao što su filtriranje, pojačavanje, demodulacija i modulacija itd. Senzori, OP-AMP su u osnovi analogni IC .
- Linearne IC
- RF IC
Mješoviti signal
Kada se digitalni i analogni IC koriste na jednom čipu, rezultirajući IC poznat je kao integrirani krugovi s mješovitim signalima.
- IC-ovi za prikupljanje podataka (uključujući A / D pretvarače, D / A pretvarač, digitalne potenciometre)
- IC-ovi sata / vremena
Upotreba integriranih krugova
Integrirani krug koristi poluvodički materijal (čitati čipove) kao radni stol, a često se za taj zadatak odabire silicij. Poslije, električne komponente poput dioda, tranzistora i otpornika itd. dodaju se ovom čipu u minimaliziranom obliku. Električne su komponente spojene na takav način da su u stanju izvršiti višestruke zadatke i proračune. Silicij je u ovom sklopu poznat kao oblatna.
Primjene integriranih krugova
Primjena IC-a uključuje sljedeće
- Radar
- Ručni satovi
- Televizori
- Proizvođači sokova
- PC
- Video procesori
- Audio pojačala
- Memorijski uređaji
- Logički uređaji
- Radijska frekvencija Koderi i dekoderi
U ovom smo članku ukratko razgovarali o integriranom krugu, uključujući što je to integrirani krug, kako se izrađuju integrirani krugovi i tako dalje. Dvije vrste metoda korištene su za izgradnju integriranih krugova uz pomoć doping poluvodiča, u postrojenju čipova. Imali smo posla s različitim vrstama integriranih sklopova poput digitalnih integriranih krugova, analognih integriranih krugova i na kraju mješovitih signala s primjerima. Pored toga, raspravljalo se i o upotrebi integriranog kruga te o primjenama integriranih sklopova.
Nadalje, za bilo kakva pitanja u vezi s ovim konceptom ili za provedbu električnih i elektroničkih projekata , dajte svoje vrijedne prijedloge komentirajući ih u odjeljku za komentare u nastavku. Evo pitanja za vas, koja je glavna funkcija IC?
