Paano Gumagana ang Mga Integrated Circuits, Physical?

Paano Gumagana ang Mga Integrated Circuits, Physical?

Pinagsamang Circuits ay tinukoy bilang ang circuit na naglalaman ng mga elemento na hindi mapaghihiwalay at magkakaugnay na kuryente sa paraang hindi maihihiwalay ang IC para sa dahilan ng commerce at konstruksyon. Maraming mga teknolohiya ay maaaring magamit upang bumuo ng tulad ng isang circuit. Ngayon ang tinatawag nating isang IC, ay orihinal na kilala bilang isang monolithic integrated circuit. Pinaniniwalaang nilikha ni Kilby ang unang gumaganang IC noong 1958 at nagwagi siya ng Nobel Prize sa Physics noong 2000 para sa kanyang pagsusumikap. Ang unang mamimili para sa imbensyon na ito ay ang US Air Force.



Ano ang isang Integrated Circuit?

Ang integrated circuit (IC), na kung minsan ay tinatawag na isang chip o microchip, ay isang semiconductor wafer kung saan isang libo o milyon-milyong mga maliliit na resistor, capacitor, at transistor ang gawa-gawa. Ang isang IC ay maaaring maging isang function bilang isang amplifier, oscillator, timer, counter, memorya ng computer, o microprocessor. Ang isang eksaktong IC ay ikinategorya bilang alinman sa linear (analog) o digital depende sa aplikasyon sa hinaharap. Pinagsama ng mga integrated circuit ay lahat ng iyon. Ang pangunahing ideya ay upang makakuha ng isang kumpletong circuit, na may maraming mga bahagi at mga koneksyon sa pagitan ng mga ito, at muling buuin ang buong bagay sa isang microscopically maliit na form sa ibabaw ng isang piraso ng silikon. Ito ay isang hindi kapani-paniwalang matalino na ideya at ginawang posible ang lahat ng mga uri ng mga gadget na 'microelectronic' mula sa mga digital na relo at pocket calculator hanggang sa mga Moonet landing rocket at armas na may built-in na satellite nabigasyon.


Paano Ginagawa ang Mga Integrated Circuits?

Paano kami makakagawa ng memorya o processor chip para sa isang computer? Nagsisimula ang lahat sa isang elemento ng hilaw na tambalan tulad ng silikon, na ginagamot sa kemikal o na-doped upang likhain ito at mayroon itong magkakaibang mga katangian ng elektrikal.





Simbolo ng Integrated Circuit

Simbolo ng Integrated Circuit

Doping Semiconductors

Karaniwan, iniisip ng mga tao ang tungkol sa kagamitan na umaangkop sa dalawang maayos na kategorya: ang mga nagpapahintulot sa daloy ng kuryente sa kanila (mga conductor) at mga hindi (insulator). Binubuo ng mga metal ang karamihan sa mga conductor, habang ang mga hindi metal tulad ng mga plastik, kahoy, at baso ang mga insulator. Sa katunayan, ang mga epekto ay mas kumplikado kaysa dito, partikular na pagdating sa pagtukoy ng mga elemento sa gitna ng pana-panahong mesa (sa mga pangkat 14 at 15), kapansin-pansin ang silicon at germanium. Kadalasan, ang mga insulator ay ang mga elemento na handa upang maisagawa ang higit na kagaya ng mga conductor kung isingit namin ang mga ito ng maliit na dami ng mga impurities sa kanila sa isang pamamaraang kilala bilang doping.



Pinagsamang Disenyo ng Circuit

Pinagsamang Disenyo ng Circuit

Kung magdagdag ka ng antimonya sa silikon, bibigyan mo ito ng bahagyang labis na mga electron kaysa sa karaniwang isinasama nito ang lakas na magsagawa ng kuryente. Ang silicon na 'doped' sa ganoong paraan ay tinatawag na n-type na silikon. Kapag nagdagdag ka ng boron sa halip na antimony, aalisin mo ang ilang mga electron ng silikon, na iniiwan ang 'mga butas' na gumagana bilang 'mga negatibong elektron,' sa susunod, magdala ng isang positibong kasalukuyang kuryente sa kabaligtaran. Ang ganitong uri ng silicon ay tinatawag na p-type. Ang paglalagay ng mga lugar ng n-type at p-type na silikon sa tabi-tabi upang lumikha ng mga junction kung saan kumikilos ang mga electron sa mga kaakit-akit na paraan ay ang paraan kung saan bumubuo kami ng elektronikong, mga aparato ng semiconductor tulad ng mga diode, transistor, at alaala.

Sa loob ng isang Chip Plant

Ang pamamaraan ng pagmamanupaktura ng isang integrated circuit ay nagsisimula sa isang malaking solong kristal ng silikon, na hugis tulad ng isang mahabang solidong tubo, na kung saan ay 'salami hiwa' sa mga manipis na disc (tungkol sa laki ng isang compact disc) na tinatawag na wafers. Ang mga manipis na tinapay ay minarkahan sa maraming magkatulad na parisukat o mga parihabang lugar, na ang bawat isa ay bubuo ng isang solong chip ng silikon (kung minsan ay tinatawag na isang microchip). Libu-libo, milyon-milyong, o bilyun-bilyong mga patakaran ng pamahalaan ay pagkatapos ay ginawa sa bawat maliit na tilad sa pamamagitan ng pag-doping ng hindi magkatulad na mga lugar sa ibabaw upang gawing n-type o p-type na silikon.


Sa loob ng Paggawa ng Chip

Sa loob ng Paggawa ng Chip

Ang pagkopya ay nakumpleto ng isang multiplicity ng iba't ibang mga proseso. Sa isa sa mga ito, na kilala bilang sputtering, ang mga ions ng materyal na pag-doping ay pinaputok sa silicon wafer tulad ng mga bala mula sa isang baril. Ang isa pang pamamaraan na tinatawag na deposition ng singaw ay nagsasangkot ng pagpapakilala sa materyal na doping bilang gas at pinapayagan itong tumutok na ang mga karumihan ng atom ay bumubuo ng isang manipis na pelikula sa ibabaw ng silicon wafer. Ang molecular beam epitaxial ay isang mas tumpak na anyo ng pahayag.

Siyempre, ang mga circuit na isinama sa gusali na nag-iimpake ng daan-daang, milyon-milyong, o bilyun-bilyong kagamitan sa isang maliit na maliit na maliit na maliit na maliit na tilad ng silikon ay medyo mahirap kaysa sa tunog nito. Isipin ang kaguluhan kapag ang isang tuldok ng dumi ay maaaring mangatuwiran kapag nagtatrabaho ka sa sukat na mikroskopiko (o kung minsan kahit na ang Nanoscopic). Iyon ang dahilan kung bakit ang mga semiconductor ay handa sa mga walang bahid na kapaligiran sa laboratoryo na tinatawag na malinis na silid, kung saan ang hangin ay masusing sinala at ang mga empleyado ay kailangang pumasa sa at labas sa pamamagitan ng mga airlock na naubos ang lahat ng uri ng pagprotekta sa damit.

Mga uri ng Integrated Circuits

Ang iba't ibang mga uri ng isang integrated circuit na kinabibilangan ng mga sumusunod

Mga Digital Integrated Circuits

Ang uri ng IC na ito ay may dalawang tinukoy na mga antas: 1 at 0 na nagpapahiwatig na gumagana ang mga ito sa binary matematika kung saan ang 1 paninindigan at 0 ay nangangahulugang patay. Ang nasabing mga IC ay masigasig na nagagawa dahil naglalaman ang mga ito ng higit sa milyon-milyong mga flip flop, mga gate ng lohika at kung anu-ano pa, lahat ay isinasama sa isang solong maliit na tilad. Kasama ang mga halimbawa ng digital IC microcontrollers at microprocessors .

Mga uri ng Integrated Circuits

Mga uri ng Integrated Circuits

  • Mga Logic IC
  • Memory Chips,
  • Mga Interface IC (antas ng shifters, serializer / de-serializer, atbp.)
  • Mga Power Management IC
  • Programmable na Mga Device

Mga Analog Integrated Circuits

Ang analog integrated circuit gumagana sa pamamagitan ng pagharap ng tuluy-tuloy na signal at may kakayahang magsagawa ng mga gawain tulad ng isang pagsala, pagpapalaki, demodulasyon at modulasyon atbp. Mga Sensor, Ang mga OP-AMP ay mahalagang Analog ICs .

  • Mga Linear IC
  • Mga RF IC

Mixed Signal

Kapag ang mga digital at analog na IC ay ginagamit sa isang solong maliit na tilim ang IC ay kilala bilang halo-halong signal integrated circuit.

  • Mga Data ng Pagkuha ng Data (kasama ang mga A / D converter, D / A converter, digital potentiometers)
  • Clock / timing ICs

Mga Gamit ng Integrated Circuits

Gumagamit ang integrated circuit ng isang materyal na semiconductor (basahin ang mga chips) habang ang talahanayan ng pagtatrabaho at madalas na ang silicon ay napili para sa gawain. Pagkatapos, mga sangkap ng kuryente tulad ng diode, transistors at resistors, atbp. ay idinagdag sa chip na ito sa pinaliit na form. Ang mga sangkap ng elektrikal ay pinagsama sa isang paraan na nagagawa nilang magsagawa ng maraming gawain at kalkulasyon. Ang silikon ay kilala bilang isang manipis na tinapay sa pagpupulong na ito.

Mga aplikasyon ng Integrated Circuits

Ang mga aplikasyon ng isang IC ay may kasamang sumusunod

  • Radar
  • Mga pulso
  • Mga Telebisyon
  • Mga Gumagawa ng Juice
  • Pc
  • Mga Pamproseso ng Video
  • Mga Amplifier ng Audio
  • Mga Device sa memorya
  • Mga Device sa Logic
  • Dalas ng Radyo Mga Encoder at Decoder

Sa artikulong ito, tinalakay namin tungkol sa pinagsamang circuit nang maikling kasama ang kung ano ang isang integrated circuit, kung paano ginawa ang mga integrated circuit, at iba pa. Dalawang uri ng pamamaraan ang ginamit upang makabuo ng mga integrated circuit sa tulong ng isang doping semiconductor, sa loob ng chip plant. Nakipag-usap kami sa iba't ibang mga uri ng mga integrated circuit tulad ng mga digital integrated circuit, mga analog integrated circuit at sa wakas ay halo-halong mga signal na may mga halimbawa. Bilang karagdagan ang mga gamit ng integrated circuit at mga aplikasyon ng integrated circuit ay tinalakay din.

Bukod dito, para sa anumang mga query patungkol sa konseptong ito o upang maipatupad ang mga proyektong elektrikal at electronics , mangyaring ibigay ang iyong mahahalagang mungkahi sa pamamagitan ng pagbibigay ng puna sa seksyon ng komento sa ibaba. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pangunahing pag-andar ng isang IC?