خصائص الدوائر المتكاملة

الدائرة المتكاملة (IC) هي واحدة من أكثر الأشياء تعقيدًا على الإطلاق. وهي تتكون من مربعات صغيرة من السيليكون مطبوع عليها أنماط مجهرية. قد تحتوي الأنماط على مئات الملايين من الترانزستورات والمقاومات والأجزاء الإلكترونية الأخرى. فهي رخيصة الثمن ومنتشرة في كل مكان ، فهي تشغل أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة ومشغلات الموسيقى لدينا. إنهم يجعلون كل شيء من أفران التحميص إلى السيارات أكثر كفاءة. مع استمرار مصممي الشرائح في تحسين أحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا ، يضغطون على المزيد من الوظائف في حزم أصغر من أي وقت مضى.

الدوائر المتكاملة مصنوعة من مواد شبه موصلة ، وهي في منتصف الطريق بين الموصلات الجيدة ، مثل النحاس ، والعوازل مثل البلاستيك. السيليكون هو المفضل حاليا. يتم خلط السيليكون عالي النقاوة بكميات صغيرة ودقيقة من العناصر الأخرى لإنشاء مواد إلكترونية بخصائص مختلفة.

شريحة الدائرة المتكاملة صغيرة جدًا وحساسة بحيث لا يمكن التعامل معها مباشرة. يتم ربط كل شريحة بمجموعة من أسلاك الذهب أو الألومنيوم الصغيرة ويتم وضعها في كتلة مسطحة من البلاستيك أو السيراميك. تحتوي الكتلة على دبابيس معدنية من الخارج تؤدي إلى الأسلاك بالداخل. تشكل المسامير اتصالًا ميكانيكيًا وكهربائيًا قويًا بمكونات أخرى في النظام. تحمي الكتلة البلاستيكية شريحة IC وتساعد في إبقائها باردة. عادة ما تتم طباعة اسم الشركة المصنعة ورقم الجزء في الأعلى.

تأتي الدوائر المتكاملة في مجموعة متنوعة من أنواع الحزم. تأتي الرقائق البسيطة في حزمة ثنائية مضمنة ، أو DIP. هذه مستطيلات طويلة بها أربعة أو سبعة أو ثمانية دبابيس أو أكثر على كلا الجانبين. مع نمو تعقيد الرقائق ، أضاف المصممون المزيد من الدبابيس. تحتوي بعض رقائق المعالجات الدقيقة على مئات المسامير. هذه مرتبة في صفوف مرتبة أسفل الشريحة.

يختلف حجم شريحة الدائرة المتكاملة الفعلية من 1 مم مربع إلى أكثر من 200. العبوة البلاستيكية التي تحتوي على الرقاقة أكبر بضع مرات. يمكن أن يتراوح سمكها من جزء من ملليمتر إلى بضعة ملليمترات.

في عام 2009 ، كان قياس الترانزستورات على بعض شرائح الكمبيوتر 45 نانومتر (جزء من المليار من المتر) على جانب. تحتوي هذه الرقائق على أكثر من 100 مليون ترانزستور. منذ الستينيات ، تمكنت صناعة أشباه الموصلات من مضاعفة عدد الترانزستورات على شريحة كل عامين ، وهو اتجاه يُعرف باسم قانون مور. مع ارتفاع عدد الترانزستور ، تزداد وظائف الرقاقة.

الأجهزة المنفصلة ، مثل الترانزستورات ومصابيح LED ، مصنوعة من رقائق السيليكون الفردية. تحصل الدوائر المتكاملة على اسمها لأنها تجمع بين العديد من الأجهزة المختلفة على نفس الشريحة. نظرًا لأن الترانزستورات الموجودة على الشريحة صغيرة جدًا ، فإن العديد من الوظائف الفرعية التي كانت تؤديها العديد من الرقائق يتم تنفيذها الآن بواسطة واحدة. المتحكم الدقيق ، على سبيل المثال ، يشتمل على معالج دقيق كامل وذاكرة وواجهة كلها في نفس الجهاز.