Entegre Devrelerin Özellikleri

Entegre devre (IC), şimdiye kadar yapılmış en karmaşık şeylerden biridir. Mikroskobik desenlerle basılmış küçük silikon karelerden oluşurlar. Kalıplar yüz milyonlarca transistör, direnç ve diğer elektronik parçalar içerebilir. Ucuz ve her yerde bulunan bu cihazlar bilgisayarlarımıza, cep telefonlarımıza ve müzik çalarlarımıza güç sağlar. Tost makinesi fırınlarından arabalara kadar her şeyi daha verimli hale getiriyorlar. Çip tasarımcıları en son teknolojiyi geliştirmeye devam ederken, giderek daha küçük paketlere daha fazla işlevsellik sığdırıyorlar.

Entegre devreler, bakır gibi iyi iletkenler ile plastik gibi yalıtkanlar arasında yarı iletken malzemelerden yapılır. Silikon şu anki favori. Ultra saf silikon, farklı özelliklere sahip elektronik malzemeler oluşturmak için küçük, kesin miktarlarda diğer elementlerle karıştırılır.

Entegre devre yongası, doğrudan ele alınamayacak kadar küçük ve hassastır. Her çip, bir dizi küçük altın veya alüminyum tele yapıştırılır ve düz bir plastik veya seramik bloğuna yerleştirilir. Bloğun dış tarafında, içerideki tellere giden metal pimler vardır. Pimler, bir sistemdeki diğer bileşenlerle sağlam bir mekanik ve elektriksel bağlantı oluşturur. Plastik blok, IC çipini korur ve serin kalmasına yardımcı olur. Üretici adı ve parça numarası genellikle üstte basılıdır.

IC'ler çeşitli paket türlerinde gelir. Basit yongalar, çift satırlı bir pakette veya DIP'de gelir. Bunlar, her iki tarafında dört, yedi, sekiz veya daha fazla iğne bulunan uzun dikdörtgenlerdir. Çip karmaşıklığı arttıkça, tasarımcılar daha fazla pim ekledi. Bazı mikroişlemci çiplerinde yüzlerce pin bulunur. Bunlar çipin alt kısmında düzgün sıralar halinde düzenlenmiştir.

Gerçek entegre devre çipinin boyutu 1 mm kareden 200'e kadar değişir. Çipi içeren plastik paket birkaç kat daha büyüktür. Kalınlığı bir milimetreden birkaç milimetreye kadar değişebilir.

2009'da, bazı bilgisayar çiplerindeki transistörler bir tarafta 45 nanometre (metrenin milyarda biri) ölçüyor. Bu çiplerde 100 milyondan fazla transistör var. 1960'lardan beri, yarı iletken endüstrisi, Moore Yasası olarak bilinen bir trendle, her iki yılda bir çip üzerindeki transistör sayısını ikiye katlamayı başardı. Transistör sayısı arttıkça çipin işlevselliği de artıyor.

Transistörler ve LED'ler gibi ayrı cihazlar, ayrı silikon çiplerden yapılır. Entegre devreler, aynı çip üzerinde birçok farklı cihazı birleştirdikleri için isimlerini alırlar. Bir çip üzerindeki transistörler çok küçük olduğu için, eskiden birçok çip tarafından gerçekleştirilen birçok alt fonksiyon artık tek tek yapılıyor. Örneğin bir mikro denetleyici, aynı cihazda eksiksiz bir mikroişlemci, bellek ve arabirim içerir.