什么是集成电路(IC)
正常情况下双极结型晶体管,二极管和场效应晶体管是电子电路中常用的电子元件。这些组件与所需的组件一起互连电阻和电容器形成一个电子电路这种电路被称为离散电路当需要时,每个元件都可以从电路中分离出来。现在有一个新的趋势,生产电子电路半导体二极管的晶片数,晶体管,电容器是永久制造的。
由于这种类型的电子电路中的元件是不可分离的,集成在半导体晶圆上,这种电路通常被称为集成电路.集成电路通常也被称为chip或microchip。
自发明以来,集成电路中能够容纳的晶体管数量迅速增加,大约每两年翻一番。这种现象被称为摩尔定律这句话经常被用来解释过去50年来科技的指数级增长。
集成电路的历史
这项技术是在一九五零年发明的杰克•基尔比美国德州仪器公司和罗伯特·诺伊斯美国飞兆半导体公司。这项新发明的第一个客户是美国空军。2000年杰克•基尔比因微型化电子电路而获得诺贝尔物理学奖。
一年半前基尔比展示了他的集成电路设计,罗伯特·诺伊斯飞兆半导体有限公司的员工,也想出了自己的办法集成电路.他的模型解决了基尔比的装置所存在的许多实际问题。它是由硅组成的而基尔比是由锗组成的。杰克·基尔比(Jack Kilby)和罗伯特·诺伊斯(Robert Noyce)都因他们在集成电路方面的工作获得了美国专利。经过几年的法律纠纷,两家公司明智地决定交叉授权他们的技术,并创造了一个巨大的全球市场。
集成电路(ic)类型
集成电路主要有两种类型:数字集成电路或模拟集成电路.下面将详细讨论这些类型的集成电路。
模拟集成电路
在这个类型的集成电路,输入和输出两个信号都是连续的。输出信号电平取决于输入信号电平,输出信号电平是输入信号电平的线性函数。线性集成电路或模拟集成电路是最常用的音频放大器和射频放大器。放大器,电压监管者、比较者和计时器也是众所周知的例子线性集成电路或模拟集成电路。
数字集成电路
的逻辑门,如和门,或门,与非门,XOR门,人字拖计数器;微处理器是一些著名的例子数字集成电路.这些ic操作二进制数据,如0或1。通常在数字电路中,0表示0v, 1表示+ 5v。数字集成电路通常用于许多电子项目,并经常作为附加组件顶级Arduino入门套件.
集成电路的主要部件是晶体管。这些晶体管可能是双极或场效应,这取决于集成电路的应用。
随着技术的不断进步,集成电路芯片中集成的晶体管数量也在不断增加。根据单个芯片中集成的晶体管的数量,集成电路分为五组。也就是说,
我) | 小规模集成(SSI),在单个IC芯片中集成的晶体管数量高达100个。 |
(二) | 中等规模集成(MSI),即集成在单个IC芯片上的晶体管数量从100到1000。 |
3) | 大规模集成电路(LSI)是指集成在一个集成电路芯片上的晶体管数量从1000到20000。 |
(四) | 超大规模集成电路(VLSI)是指集成在一个集成电路芯片上的晶体管数量从20,000到10,000,000。 |
v) | 超大规模集成电路(ULSI)是指集成在一个集成电路芯片上的晶体管数量从100万到100万。 |
根据集成电路中使用的有源器件,可以进一步分为双极集成电路和单极集成电路。在双极集成电路中,主要元件是双极结晶体管,而在单极集成电路中主要元件是双极结晶体管场效应晶体管或场效电晶体.
集成电路制造工艺
有两个类型的集成电路制造技术一种是单片技术,另一种是混合技术。在单片技术中,所有的电子元件及其互连被一起制造成一个单晶片。这种技术适用于大规模生产相同的集成电路。单片集成电路便宜但可靠。
在混合集成电路中,分离的元件附着在陶瓷材料上,并通过导线或金属化图案相互连接。
集成电路(IC)的优点
集成电路(ic)的优点包括:
- 它的尺寸非常小,一个平方英寸的集成电路芯片中可以包含大约20,000个电子元件。
- 许多复杂的电路被制作在一个芯片上,因此这简化了一个复杂的电子电路的设计。它还提高了性能。
- 集成电路可靠性高
- 由于批量生产,这些产品的成本很低。
- 集成电路耗电非常小。
- 由于没有寄生电容效应,运行速度更高。
- 很容易从母线更换。
集成电路或IC的缺点
集成电路(ic)的缺点包括: