Circuitos integrados: tipos e descrições

Para fazer qualquer trabalho mais ou menos complexoeletrônicos, geralmente são necessárias muitas peças. Quando há muitos deles, eles podem ser “combinados”, digamos, em circuitos integrados. O que eles são? Como eles são classificados? Como são feitos e que sinais são transmitidos?

O que são circuitos integrados lógicos (ICs)

Essencialmente, é um dispositivo microeletrônico queé baseado em um cristal de complexidade arbitrária, feito em um filme ou wafer semicondutor. Ele é colocado em uma caixa indissociável (embora possa prescindir dele, mas somente quando faz parte de uma micromontagem). O primeiro circuito integrado foi patenteado em 1968. Foi uma espécie de avanço na indústria, embora o dispositivo fornecido não correspondesse muito às ideias modernas em seus parâmetros. Os circuitos integrados são fabricados principalmente para montagem em superfície. Freqüentemente, IC é entendido como apenas um cristal ou filme. O mais difundido é o circuito integrado em um wafer de silício. Acontece que seu uso na indústria apresenta uma série de vantagens, por exemplo, a eficiência na transmissão do sinal.

Níveis de projeto

Esses dispositivos são complexos, entãoperfeitamente exibido. Agora eles são criados usando sistemas CAD especiais, que automatizam e aceleram significativamente os processos de produção. Portanto, ao projetar, consideramos:

1. Nível lógico (inversores, NAND, NOR e similares).
2. Engenharia de sistemas e circuitos (gatilhos, codificadores, ALUs, comparadores, etc. estão sendo trabalhados);
3. Elétrica (capacitores, transistores, resistores e dispositivos similares).
4. Nível topológico – fotomáscaras para produção.
5. Físico - como um transistor (ou um pequeno grupo) é implementado em um chip.
6. Software – são criadas instruções para microcontroladores, microprocessadores e FPGAs. Um modelo de comportamento é desenvolvido usando um diagrama vertical.

Classificação

Ao falar sobre como se distinguem os circuitos integrados, é impossível selecionar apenas um parâmetro do tipo de complexidade da tecnologia em questão. Portanto, até três foram selecionados para este artigo.

Grau de integração

Então, aqui o número de elementos no cristal é considerado fundamental:

1. Circuito integrado pequeno. Contém menos de cem elementos.
2. Circuito integrado médio. O número de elementos varia na faixa de centenas/milhares.
3. Grande circuito integrado. Contém de mil a 10.000 elementos.
4. Circuito integrado de ultra grande escala. Eles contêm mais de dez mil elementos.

Geralmente, circuitos integrados de grande escala são frequentemente usados ​​para dispositivos de consumo. Outras categorias foram usadas anteriormente:

1. Circuito integrado ultragrande. Incluía aquelas amostras que podiam ostentar uma série de elementos na faixa de 1 milhão a 1 bilhão.
2. Circuito integrado gigagrande. Isto incluiu amostras cujo número de elementos excedeu 1 bilhão de elementos.

Mas no momento eles não são aplicados.E todas as amostras que antes eram classificadas como UBIS e GBIS agora são classificadas como VLSI. De uma forma geral, isso permitiu uma economia significativa no número de grupos, já que os dois últimos tipos costumam ser utilizados especificamente em grandes centros de pesquisa onde operam sistemas computacionais, cuja potência é medida em dezenas e centenas de terabytes.

Tecnologia de fabricação

Devido às diferentes capacidades de fabricação, os circuitos integrados também são classificados pela forma como são feitos e de quê:

1. Semicondutor.Neles, todos os elementos e conexões são feitos no mesmo chip semicondutor. Os circuitos integrados de semicondutores usam materiais como silício, germânio, arsenieto de gálio e óxido de háfnio.

2. Filme. Todos os elementos e conexões são feitos como filmes:

- Filme espesso.

- Filme fino.

3. Híbrido.Possui diodos, transistores ou outros componentes eletrônicos ativos não embalados. Elementos passivos (como resistores, indutores, capacitores) são colocados em um substrato cerâmico comum. Todos eles são colocados em uma caixa selada.

4. Misto. Não existe apenas um cristal semicondutor, mas também elementos passivos de película fina (ou película espessa) que são colocados em sua superfície.

Tipo de sinal processado

E o terceiro e mais recente tipo é baseado no que sinaliza os processos do circuito integrado. Eles são:

1. Analógico. Aqui os sinais de entrada e saída variam de acordo com a lei de uma função contínua. Eles podem assumir valores na faixa de tensão de alimentação negativa a positiva.
2. Digital.Aqui, qualquer sinal de entrada ou saída pode ter dois valores: lógico um ou zero. Cada um deles possui seu próprio nível de tensão predeterminado. Assim, os microcircuitos do tipo TTL classificam a faixa de 0-0,4V como zero e 2,4-5V como um. Pode haver outras divisões, tudo depende da amostra específica.
3. Digital analógico. Eles combinam as vantagens e características dos modelos anteriores. Por exemplo, eles podem conter amplificadores de sinal e conversores analógico-digitais.

Recursos legais

O que é dito sobre circuitos integrados emlegislação? Nosso país oferece proteção legal para topologias de circuitos integrados. Com isso entendemos o arranjo geométrico-espacial de um determinado conjunto de elementos específicos e conexões entre eles, registrados em um determinado meio material (de acordo com o artigo 1.448 do Código Civil da Federação Russa). O autor da topologia possui os seguintes direitos intelectuais sobre sua invenção:

1. Direito autoral.
2. Direito exclusivo.

Além disso, o autor da topologia também pode possuiroutras preferências, incluindo a possibilidade de receber remuneração pela sua utilização. O direito exclusivo é válido por dez anos. Durante esse período, o inventor, ou a pessoa a quem esse status foi atribuído, pode registrar a topologia no serviço de propriedade intelectual e patentes apropriado.

Conclusão

Isso é tudo!Se você deseja montar seu próprio circuito, só lhe resta desejar sucesso. Mas, ao mesmo tempo, gostaria de chamar sua atenção para um recurso. Se você deseja montar um microcircuito, precisa se preparar bem para esse processo. O facto é que a sua realização exige uma limpeza excepcional ao nível de uma sala cirúrgica; além disso, devido à pequenez das peças, não será possível trabalhar com um ferro de soldar no modo habitual - todas as ações são realizadas por máquinas. Portanto, em casa você só pode criar diagramas. Se desejar, você pode adquirir empreendimentos industriais que serão oferecidos no mercado, mas é melhor abandonar a ideia de fazê-los em casa sem grandes recursos financeiros.