Како интегрисани кругови функционишу физички?

Како интегрисани кругови функционишу физички?

Интегрисаних кола су дефинисани као склоп који садржи елементе који су нераздвојни и међусобно повезани електрично на такав начин да се ИЦ не може раздвојити из разлога трговине и грађевине. Безбројне технологије се могу користити за изградњу таквог кола. Данас оно што називамо ИЦ, првобитно је било познато као монолитни интегрисани круг. Верује се да је Килби створио први радни ИЦ још 1958. године и за свој напоран рад добио је Нобелову награду за физику 2000. године. Први купац овог проналаска било је америчко ратно ваздухопловство.



Шта је интегрисани круг?

Интегрисани круг (ИЦ), који се понекад назива чип или микрочип, је полупроводничка плочица на којој се израђује хиљаду или милиони ситних отпорника, кондензатора и транзистора. ИЦ може бити функција као појачало, осцилатор, тајмер, бројач, рачунарска меморија или микропроцесор. Тачни ИЦ је категоризован као линеарни (аналогни) или дигитални у зависности од његове будуће примене. Интегрисани кругови су све то искривили. Основна идеја била је добити комплетан круг, са пуно компонената и веза између њих, и реконструисати целу ствар у микроскопски мајушном облику на површини комада силицијума. Била је то невероватно паметна идеја и омогућила је све врсте „микроелектронских“ уређаја, од дигиталних сатова и џепних калкулатора до ракета за слетање на Месец и руку са уграђеном сателитском навигацијом.


Како се израђују интегрисани кругови?

Како да направимо меморију или процесорски чип за рачунар? Све започиње сировим једињењем као што је силицијум, који је хемијски третиран или допиран да би се створио и има различита електрична својства.





Симбол интегрисаног круга

Симбол интегрисаног круга

Допинг Семицондуцторс

Уобичајено, људи размишљају о опреми која се уклапа у две уредне категорије: ону која омогућава да струја кроз њих пролази прилично лако (проводници) и ону која не (изолатори). Метали чине већину проводника, док су неметали попут пластике, дрвета и стакла изолатори. У ствари, ефекти су далеко сложенији од овог, посебно када је реч о дефинисању елемената у центру периодног система (у групама 14 и 15), посебно силицијума и германијума. Обично су изолатори елементи који су спремни да изводе више попут проводника ако им у процедуру познату као допинг убацимо мале количине нечистоћа.



Дизајн интегрисаних кола

Дизајн интегрисаних кола

Ако силицијуму додате антимон, дајете му мало више електрона него што би то обично укључивало снагу за спровођење електричне енергије. Силицијум „допиран“ на тај начин назива се силицијум н-типа. Када додате бор уместо антимона, одузимате део силицијумових електрона, остављајући за собом „рупе“ које раде као „негативни електрони“, а затим преносе позитивну електричну струју на супротан начин. Такав тип силицијума назива се п-тип. Постављање подручја силикона н-типа и п-типа раме уз раме да би се створили спојеви у којима електрони делују на врло атрактиван начин, начин је на који генеришемо електронским путем, полупроводнички уређаји попут диода, транзистора и меморија.

Унутар биљке чипса

Поступак производње интегрисаног кола започиње великим појединачним кристалом силицијума, обликованог попут дуге чврсте цеви, која је „салама нарезана“ на танке дискове (приближно величине компактног диска) зване наполитанке. Облатне су означене на пуно идентичних квадратних или правоугаоних подручја, од којих ће свака створити један силицијумски чип (понекад назван микрочипом). Тада се на сваком чипу произведу хиљаде, милиони или милијарде апарата допинговањем различитих површина на површини да би се претворили у силицијум н-типа или п-типа.


Инсиде Цхип Воркинг

Инсиде Цхип Воркинг

Допинг се довршава мноштвом различитих процеса. У једном од њих, познатом као прскање, јони материјала за допинг испаљују се на силицијумску плочицу баш попут метака из пиштоља. Још један поступак који се назива таложење паром укључује увођење материјала за допинг као гас и пуштање да се концентрише тако да атоми нечистоће генеришу танак филм на површини силицијумске плочице. Молекуларни сноп епитаксијал је много тачнији облик изјаве.

Наравно, интегрисани кругови у зграду који спакују стотине, милионе или милијарде апарата на силицијумски чип величине нокта су мало тежи него што звучи. Замислите хаос када тачка прљавштине може да проузрокује када радите на микроскопској (или понекад чак и наноскопској) скали. Због тога се полупроводници припремају у беспрекорном лабораторијском окружењу које се назива чистим собама, где се ваздух пажљиво филтрира и запослени морају улазити и излазити кроз ваздушне браве исцрпљујући све врсте заштитне одеће.

Врсте интегрисаних кола

Различити типови интегрисаних кола који укључују следеће

Дигитални интегрисани кругови

Ова врста ИЦ има два дефинисана нивоа: 1 и 0, што подразумева да раде на бинарној математици, при чему 1 значи укључено, а 0 искључено. Такве ИЦ-ове марљиво се постиже јер садрже више од милион јапанки, логичких капија и осталог, све уграђено у један чип. Примери дигиталних ИЦ укључују микроконтролери и микропроцесори .

Врсте интегрисаних кола

Врсте интегрисаних кола

  • Логиц ИЦс
  • Мемори Цхипс,
  • Интерфејсне ИЦ (мерачи нивоа, сериализатор / де-сериализатор, итд.)
  • ИЦ-ови за управљање напајањем
  • Програмабилни уређаји

Аналогни интегрисани кругови

Тхе аналогни интегрисани кругови ради бавећи се континуираним сигналима и способан је за обављање задатака као што су филтрирање, појачавање, демодулација и модулација итд. Сензори, ОП-АМП-ови су у основи аналогни ИЦ .

  • Линеарне ИЦ
  • РФ ИЦс

Мешовити сигнал

Када се дигитални и аналогни ИЦ користе на једном чипу, резултујућа ИЦ је позната као интегрисани кругови са мешовитим сигналима.

  • ИЦ-ови за прикупљање података (укључујући А / Д претвараче, Д / А претварач, дигиталне потенциометре)
  • ИЦ-ови сата / времена

Употреба интегрисаних кола

Интегрисано коло користи полупроводнички материјал (читају чипове) као радни сто, а често се за задатак бира силицијум. После, електричне компоненте попут диода, транзистора и отпорника, итд. додају се овом чипу у минимизираном облику. Електричне компоненте су спојене на такав начин да су у стању да изврше вишеструке задатке и прорачуне. Силицијум је у овом склопу познат као облатна.

Примене интегрисаних кола

Примена ИЦ-а укључује следеће

  • Радар
  • Ручни сатови
  • Телевизори
  • Произвођачи сокова
  • Пц
  • Видео процесори
  • Аудио појачала
  • Меморијски уређаји
  • Логиц Девицес
  • Радио фреквенција Енкодери и декодери

У овом чланку смо накратко разговарали о интегрисаном колу, укључујући шта је то интегрисано коло, како се израђују интегрисани кругови и тако даље. Две врсте метода коришћене су за изградњу интегрисаних кола уз помоћ допинг полупроводника, у постројењу чипова. Бавили смо се различитим типовима интегрисаних кола, попут дигиталних интегрисаних кола, аналогних интегрисаних кола и коначно мешовитих сигнала са примерима. Поред тога, дискутовано је и о употреби интегрисаних кола и примени интегрисаних кола.

Даље, за било каква питања у вези са овим концептом или за спровођење електричних и електронских пројеката , дајте своје драгоцене предлоге коментаром у одељку за коментаре испод. Ево питања за вас, која је главна функција ИЦ?