Circuit integrat
Un circuit integrat (mai des numit IC, microcip, cip de siliciu, cip de calculator sau cip) este o bucată de siliciu (sau alt semiconductor) special preparată în care este gravat un circuit electronic cu ajutorul fotolitografiei. Cipurile de siliciu pot conține porți logice, procesoare de calculator, memorie și dispozitive speciale. Cipul este foarte fragil și, prin urmare, este în mod normal înconjurat de un ambalaj de plastic pentru a-l proteja. Contactul electric cu cipul este asigurat prin fire mici care conectează cipul la pini metalici mai mari care ies din ambalaj.
Un circuit integrat are două avantaje principale față de circuitele discrete: costul și performanța. Costul este scăzut, deoarece milioane de tranzistori pot fi plasați pe un singur cip în loc să se construiască un circuit cu tranzistori individuali. Performanța este mai mare, deoarece componentele pot funcționa mai rapid și utilizează mai puțină energie.
Circuitele integrate sunt concepute pentru scopuri diferite. Un cip poate fi proiectat doar pentru un calculator, care poate funcționa doar ca un calculator. Circuitele integrate pot fi clasificate în analogice, digitale și cu semnal mixt (atât analogice, cât și digitale pe același cip).
Semiconductor
Un semiconductor, cum ar fi siliciul, poate fi controlat pentru a permite (sau nu) trecerea curentului. Acest lucru permite realizarea de tranzistoare care se pot controla reciproc. Aceștia se găsesc în multe obiecte de uz casnic, cum ar fi radiourile, computerele, telefoanele și multe altele. Alte dispozitive semiconductoare includ celulele solare, diodele și LED-urile (diode emițătoare de lumină).
Vedere laterală a pachetului dual in-line (DIP)
Imagine de plastic Quad Flat Pack (PQFP)
Invenție
În 1958 și 1959, două persoane au avut ideea unui circuit integrat aproape în același timp. Tranzistorii deveniseră un lucru obișnuit, folosit în dispozitive de uz casnic, cum ar fi radiourile. Aceștia afectau totul, de la radiouri la telefoane, iar la acea vreme producătorii aveau nevoie de un înlocuitor mai mic pentru tuburile cu vid. Tranzistoarele erau mai mici decât tuburile cu vid, dar pentru unele dintre cele mai noi produse electronice, de exemplu pentru ghidarea rachetelor, nu erau suficient de mici.
Într-o zi din iulie, Jack Kilby lucra la Texas Instruments când s-a gândit că toate părțile unui circuit, nu doar tranzistorul, ar putea fi fabricate din siliciu. La acea vreme, nimeni nu punea condensatoare și rezistențe în circuite integrate. Acest lucru avea să schimbe viitorul și să faciliteze producerea și vânzarea de circuite integrate. Șefului lui Kilby i-a plăcut ideea și i-a spus să treacă la treabă. La 12 septembrie, Kilby a construit un model funcțional, iar la 6 februarie, Texas Instruments a depus un brevet. Primul lor "circuit solid" era de mărimea unui vârf de deget.
Între timp, în California, un alt bărbat a avut aceeași idee. În ianuarie 1959, Robert Noyce lucra la mica companie Fairchild Semiconductor, aflată la început de drum. Și el și-a dat seama că un întreg circuit poate fi pus într-un singur cip. În timp ce Kilby elaborase detaliile de realizare a componentelor individuale, Noyce s-a gândit la o modalitate mult mai bună de a conecta piesele. Proiectul a fost numit "circuit unitar". Toate aceste detalii au dat roade, deoarece la 25 aprilie 1961, biroul de brevete a acordat primul brevet pentru un circuit integrat lui Robert Noyce, în timp ce cererea lui Kilby era încă în curs de analiză. Astăzi, ambii bărbați sunt recunoscuți ca fiind cei care au conceput independent ideea.
Curând au apărut două tipuri de circuite integrate: hibride (HIC) și monolitice (MIC). Hibrizii au dispărut la sfârșitul secolului XX.
Generații
| Nume | Perioada | Numărul de tranzistori de pe fiecare cip (aproximativ) |
| SSI (integrare la scară mică) | începutul anilor 1960 | un cip conține doar câțiva tranzistori |
| MSI (Integrare la scară medie) | sfârșitul anilor 1960 | sute de tranzistori pe fiecare cip |
| LSI (integrare la scară largă) | mijlocul anilor 1970 | zeci de mii de tranzistori pe cip |
| VLSI (integrare la scară foarte mare) | sfârșitul secolului al XX-lea secolul | sute de mii de tranzistori |
| ULSI (Integrare la scară foarte mare) | Secolul XXI | mai mult de 1 milion de tranzistori |
※ Diferența dintre VLSI și ULSI nu este bine definită.
Clasificare
Circuitele integrate pot fi împachetate ca DIP (Dual in-line package), PLCC (Plastic leaded chip carrier), TSOP (Thin small-outline package), PQFP (Plastic Quad Flat Pack) și alte tipuri de pachete de cipuri. Unele dintre cele mici sunt ambalate pentru tehnologia de montare pe suprafață. Tranzistoarele din interior pot fi tranzistoare bipolare în circuite neobișnuite, cum ar fi cele care necesită viteze de comutare foarte mari. Cu toate acestea, majoritatea sunt MOSFET-uri.
Pagini conexe
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este un circuit integrat?
R: Un circuit integrat, cunoscut și sub numele de circuit integrat sau microcip, este o bucată de siliciu special pregătită pe care este gravat un circuit electronic cu ajutorul fotolitografiei.
Î: Care sunt câteva exemple de dispozitive care pot fi incluse pe un cip de siliciu?
R: Cipurile de siliciu pot conține porți logice, procesoare de calculator, memorie și dispozitive speciale.
Î: De ce se folosește un ambalaj de plastic pentru a înconjura cipul?
R: Cipul este foarte fragil, de aceea se folosește un ambalaj din plastic pentru a-l proteja.
Î: Cum se realizează contactul electric cu cipul?
R: Contactul electric cu cipul este asigurat prin fire mici care conectează cipul la pini metalici mai mari care ies din ambalaj.
Î: Care sunt două avantaje ale utilizării circuitelor integrate în locul circuitelor discrete?
R: Circuitele integrate au două avantaje principale față de circuitele discrete: costul și performanța. Costul este scăzut deoarece milioane de tranzistori pot fi plasați pe un singur cip în loc să se construiască un circuit cu tranzistori individuali. Performanța este mai mare, deoarece componentele pot funcționa mai rapid și utilizează mai puțină energie.
Î: Care sunt diferitele tipuri de circuite integrate?
R: Circuitele integrate pot fi clasificate în analogice, digitale și cu semnal mixt (atât analogice, cât și digitale pe același cip).
Î: Poate fi proiectat un singur cip pentru un scop specific?
R: Da, un cip poate fi proiectat pentru un scop specific, cum ar fi un cip de calculator care poate funcționa doar ca un calculator.
