Caracteristicile circuitelor integrate

Circuitul integrat (IC) este unul dintre cele mai complexe lucruri realizate vreodată. Ele constau din pătrate mici de siliciu, imprimate cu modele microscopice. Modelele pot conține sute de milioane de tranzistori, rezistențe și alte părți electronice. Ieftine și omniprezente, ele alimentează computerele noastre, telefoanele mobile și playerele muzicale. Ei fac totul mai eficient, de la cuptoare de pâine până la mașini. Pe măsură ce designerii de cipuri continuă să îmbunătățească stadiul tehnicii, ei stoarce mai multă funcționalitate în pachete din ce în ce mai mici.

Circuitele integrate sunt realizate din materiale semiconductoare, care se află la jumătatea distanței dintre conductorii buni, cum ar fi cuprul, și izolatorii precum plasticul. Siliciul este actualul favorit. Siliciul ultrapur este amestecat cu cantități mici și precise de alte elemente pentru a crea materiale electronice cu caracteristici diferite.

Cipul de circuit integrat este prea mic și delicat pentru a fi manipulat direct. Fiecare cip este legat de un set de fire mici de aur sau aluminiu și așezat într-un bloc plat de plastic sau ceramică. Blocul are pini metalici la exterior, care duc la firele din interior. Știfturile formează o conexiune mecanică și electrică solidă cu alte componente ale unui sistem. Blocul de plastic protejează cipul IC și ajută la menținerea rece. Numele producătorului și numărul piesei sunt de obicei imprimate în partea de sus.

Circuitele integrate vin într-o varietate de tipuri de pachete. Chipurile simple vin într-un pachet dual-inline sau DIP. Acestea sunt dreptunghiuri lungi cu patru, șapte, opt sau mai multe ace pe fiecare parte. Pe măsură ce complexitatea cipurilor a crescut, designerii au adăugat mai multe ace. Unele cipuri de microprocesor au sute de pini. Acestea sunt aranjate în rânduri ordonate pe partea de jos a cipului.

Dimensiunea cipului real al circuitului integrat variază de la 1 mm pătrat la mai mult de 200. Pachetul de plastic care conține cip este de câteva ori mai mare. Grosimea sa poate varia de la o fracțiune de milimetru până la câțiva milimetri.

În 2009, tranzistorii de pe unele cipuri de computer măsoară 45 de nanometri (miliardime de metru) pe o parte. Aceste cipuri au peste 100 de milioane de tranzistori. Din anii 1960, industria semiconductoarelor a reușit să dubleze numărul de tranzistori de pe un cip la fiecare doi ani, tendință cunoscută sub numele de Legea lui Moore. Pe măsură ce numărul de tranzistori crește, la fel crește și funcționalitatea cipului.

Dispozitivele discrete, cum ar fi tranzistoarele și LED-urile, sunt realizate din cipuri individuale de siliciu. Circuitele integrate își primesc numele deoarece combină multe dispozitive diferite pe același cip. Deoarece tranzistorii de pe un cip sunt atât de mici, multe sub-funcții care înainte erau îndeplinite de multe cipuri sunt acum realizate de unul singur. Un microcontroler, de exemplu, încorporează un microprocesor complet, memorie și interfață, toate în același dispozitiv.