![...](/f/2b8c74f2d7711c611839f92d4a86ea5e.jpg)
Układy scalone
Układ scalony (IC) to jedna z najbardziej złożonych rzeczy, jakie kiedykolwiek wykonano. Składają się z małych kwadratów krzemu, na których nadrukowane są mikroskopijne wzory. Wzory mogą zawierać setki milionów tranzystorów, oporników i innych części elektronicznych. Niedrogie i wszechobecne, zasilają nasze komputery, telefony komórkowe i odtwarzacze muzyki. Sprawiają, że wszystko, od tosterów po samochody, jest wydajniejsze. Ponieważ projektanci układów nadal ulepszają stan wiedzy, w coraz mniejszych pakietach umieszczają coraz więcej funkcji.
Materiały
Układy scalone są wykonane z materiałów półprzewodnikowych, które znajdują się w połowie drogi między dobrymi przewodnikami, takimi jak miedź, a izolatorami, takimi jak plastik. Obecnie faworytem jest krzem. Ultraczysty krzem miesza się z małymi, precyzyjnymi ilościami innych pierwiastków, tworząc materiały elektroniczne o różnych właściwościach.
Wideo dnia
Opakowania
Układ scalony jest zbyt mały i delikatny, aby można go było bezpośrednio obsługiwać. Każdy chip jest połączony z zestawem maleńkich złotych lub aluminiowych drucików i osadzony w płaskim bloku z tworzywa sztucznego lub ceramiki. Blok posiada metalowe kołki na zewnątrz, prowadzące do przewodów wewnątrz. Kołki tworzą solidne mechaniczne i elektryczne połączenie z innymi komponentami w systemie. Plastikowy blok chroni chip IC i pomaga utrzymać go w niskiej temperaturze. Nazwa producenta i numer części są zwykle wydrukowane na górze.
Układy scalone są dostępne w różnych rodzajach pakietów. Proste chipy są dostarczane w pakiecie dual-inline lub DIP. Są to długie prostokąty z czterema, siedmioma, ośmioma lub więcej szpilkami po obu stronach. Wraz ze wzrostem złożoności chipów projektanci dodali więcej pinów. Niektóre układy mikroprocesorowe mają setki pinów. Są one ułożone w równych rzędach na spodzie żetonu.
Rozmiar
Rozmiar rzeczywistego układu scalonego waha się od 1 mm kwadratowego do ponad 200. Plastikowe opakowanie zawierające chip jest kilkakrotnie większe. Jego grubość może wahać się od ułamka milimetra do kilku milimetrów.
Gęstość
W 2009 roku tranzystory w niektórych chipach komputerowych mierzą 45 nanometrów (miliardowych części metra) na boku. Te chipy mają ponad 100 milionów tranzystorów. Od lat 60. przemysłowi półprzewodnikowemu udało się podwoić liczbę tranzystorów w układzie co dwa lata, co jest trendem znanym jako prawo Moore'a. Wraz ze wzrostem liczby tranzystorów rośnie również funkcjonalność układu.
Integracja
Urządzenia dyskretne, takie jak tranzystory i diody LED, zbudowane są z pojedynczych chipów krzemowych. Układy scalone otrzymały swoją nazwę, ponieważ łączą wiele różnych urządzeń na tym samym chipie. Ponieważ tranzystory w chipie są tak małe, wiele podfunkcji, które kiedyś wykonywało wiele chipów, jest teraz wykonywanych przez jeden. Na przykład mikrokontroler zawiera kompletny mikroprocesor, pamięć i interfejs w jednym urządzeniu.