Bagaimana Litar Bersepadu Berfungsi, Secara Fizikal?

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Litar Bersepadu didefinisikan sebagai litar yang terdiri daripada unsur-unsur yang tidak dapat dipisahkan dan saling berkaitan elektrik sedemikian rupa sehingga IC tidak dapat dipisahkan dengan alasan perdagangan dan pembinaan. Teknologi pelbagai boleh digunakan untuk membina litar sedemikian. Hari ini apa yang kita panggil IC, pada awalnya dikenali sebagai litar bersepadu monolitik. Dipercayai bahawa Kilby mencipta IC bekerja pertama pada tahun 1958 dan dia memenangi Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 2000 kerana kerja kerasnya. Pembeli pertama untuk penemuan ini ialah Tentera Udara AS.

Apa itu Litar Bersepadu?

Litar bersepadu (IC), kadang-kadang disebut cip atau mikrocip, adalah wafer semikonduktor di mana seribu atau berjuta-juta perintang kecil, kapasitor, dan transistor dibuat. IC dapat berfungsi sebagai penguat, pengayun, pemasa, penghitung, memori komputer, atau mikroprosesor. IC tepat dikategorikan sebagai linear (analog) atau digital bergantung pada penerapannya di masa hadapan. Litar bersepadu memutarbelitkan semua itu. Idea asasnya adalah untuk mendapatkan litar lengkap, dengan banyak komponen dan hubungan di antara mereka, dan membina semula keseluruhannya dalam bentuk mikroskopik kecil di permukaan sekeping silikon. Ini adalah idea yang sangat pintar dan telah memungkinkan semua jenis alat 'mikroelektronik' mulai dari jam tangan digital dan kalkulator saku hingga roket dan lengan pendaratan Bulan dengan navigasi satelit bawaan.




Bagaimana Litar Bersepadu Dibuat?

Bagaimana kita membina memori atau cip pemproses untuk komputer? Semuanya bermula dengan unsur sebatian mentah seperti silikon, yang dirawat secara kimia atau didoping untuk membuatnya dan ia mempunyai sifat elektrik yang berbeza.

Simbol Litar Bersepadu

Simbol Litar Bersepadu



Semikonduktor Doping

Secara konvensional, orang berfikir tentang peralatan yang terdapat dalam dua kategori yang rapi: peralatan yang membolehkan elektrik mengalir melaluinya dengan mudah (konduktor) dan yang tidak (penebat). Logam membentuk sebahagian besar konduktor, sementara bukan logam seperti plastik, kayu, dan kaca adalah penebat. Sebenarnya, kesannya jauh lebih kompleks daripada ini, terutama ketika menentukan elemen di tengah jadual berkala (dalam kumpulan 14 dan 15), terutamanya silikon dan germanium. Biasanya, penebat adalah elemen yang bersedia untuk melakukan lebih banyak seperti konduktor jika kita memasukkan sejumlah kecil kekotoran kepada mereka dalam prosedur yang dikenali sebagai doping.

Reka Bentuk Litar Bersepadu

Reka Bentuk Litar Bersepadu

Sekiranya anda menambahkan antimoni pada silikon, anda memberikannya elektron yang sedikit lebih banyak daripada yang biasanya merangkumi daya untuk mengalirkan elektrik. Silikon 'doped' dengan cara itu disebut silikon jenis-n. Apabila anda menambahkan boron dan bukan antimoni, anda akan mengambil sebahagian elektron silikon, meninggalkan 'lubang' yang berfungsi sebagai 'elektron negatif', seterusnya, mengalirkan arus elektrik positif dengan cara yang berlawanan. Jenis silikon itu dipanggil jenis-p. Meletakkan kawasan silikon jenis-n dan p-p untuk bersebelahan untuk membuat persimpangan di mana elektron bertindak dengan cara yang sangat menarik adalah cara kita menghasilkan secara elektronik, peranti semikonduktor seperti diod, transistor, dan ingatan.

Di dalam Loji Cip

Prosedur pembuatan litar bersepadu dimulakan dengan kristal silikon tunggal besar, berbentuk seperti paip pepejal panjang, yang 'dihiris salami' menjadi cakera nipis (kira-kira ukuran cakera padat) yang disebut wafer. Wafer ditandai di banyak kawasan persegi atau segi empat sama, yang masing-masing akan membina satu cip silikon (kadang-kadang disebut microchip). Ribuan, berjuta-juta, atau berbilion alat kemudian dihasilkan pada setiap cip dengan menggerakkan kawasan permukaan yang tidak serupa untuk mengubahnya menjadi silikon jenis-n atau jenis-p.


Dalam Chip Bekerja

Dalam Chip Bekerja

Doping diselesaikan dengan pelbagai proses yang berlainan. Di salah satu daripadanya, yang dikenali sebagai sputtering, ion bahan doping ditembakkan ke wafer silikon seperti peluru dari pistol. Satu lagi prosedur yang disebut pemendapan wap melibatkan memperkenalkan bahan doping sebagai gas dan membiarkannya berkonsentrasi sehingga atom pengotor menghasilkan filem tipis di permukaan wafer silikon. Epitaxial sinar molekul adalah bentuk penyataan yang jauh lebih tepat.

Sudah tentu, litar bersepadu bangunan yang membungkus beratus-ratus, berjuta-juta, atau berbilion alat ke cip silikon berukuran kuku semuanya lebih sukar daripada kedengarannya. Bayangkan kekacauan apabila titik kotoran dapat difikirkan ketika anda bekerja pada skala mikroskopik (atau kadang-kadang bahkan Nanoskopik). Itulah sebabnya semikonduktor disiapkan di persekitaran makmal tanpa cela yang disebut bilik bersih, di mana udara disaring dengan teliti dan pekerja harus masuk dan keluar melalui kunci udara yang melengkapkan semua jenis pakaian pelindung.

Jenis Litar Bersepadu

Pelbagai jenis litar bersepadu yang merangkumi yang berikut

Litar Bersepadu Digital

IC jenis ini mempunyai dua tahap yang ditentukan: 1 dan 0 yang menunjukkan bahawa mereka bekerja pada matematik binari di mana 1 berdiri dan 0 tidak aktif. IC sedemikian dicapai dengan tekun kerana mengandungi lebih daripada berjuta-juta sandal jepit, pintu logik dan yang lainnya, semuanya digabungkan dalam satu cip. Contoh IC digital merangkumi mikrokontroler dan mikropemproses .

Jenis Litar Bersepadu

Jenis Litar Bersepadu

  • IC logik
  • Cip Memori,
  • IC antara muka (pemindah level, serializer / de-serializer, dll.)
  • IC Pengurusan Kuasa
  • Peranti yang Boleh Diprogramkan

Litar Bersepadu Analog

The litar bersepadu analog berfungsi dengan menangani isyarat berterusan dan mampu melakukan tugas seperti penyaringan, penguatan, demodulasi dan modulasi dll. Sensor, OP-AMP pada dasarnya adalah Analog IC .

  • IC Linear
  • IC RF

Isyarat Campuran

Apabila IC digital dan analog digunakan pada satu cip, IC yang dihasilkan dikenali sebagai litar bersepadu isyarat campuran.

  • IC Perolehan Data (termasuk penukar A / D, penukar D / A, potensiometer digital)
  • IC jam / masa

Kegunaan Litar Bersepadu

Litar bersepadu menggunakan bahan semikonduktor (cip baca) sebagai meja kerja dan selalunya silikon dipilih untuk tugas tersebut. Selepas itu, komponen elektrik seperti diod, transistor dan perintang, dan lain-lain ditambahkan ke cip ini dalam bentuk minimum. Komponen elektrik digabungkan sedemikian rupa sehingga mereka dapat melaksanakan pelbagai tugas dan pengiraan. Silikon dikenali sebagai wafer dalam pemasangan ini.

Aplikasi Litar Bersepadu

Aplikasi IC merangkumi yang berikut

  • Radar
  • Jam Tangan
  • Televisyen
  • Pembuat Jus
  • Pc
  • Pemproses Video
  • Penguat Audio
  • Peranti Memori
  • Peranti Logik
  • Frekuensi radio Pengekod dan Penyahkod

Dalam artikel ini, kami telah membincangkan mengenai litar bersepadu secara ringkas termasuk apa itu litar bersepadu, bagaimana litar bersepadu dibuat, dan sebagainya. Dua jenis kaedah telah digunakan untuk membina litar bersepadu dengan bantuan semikonduktor doping, di dalam kilang cip. Kami telah menangani pelbagai jenis litar bersepadu seperti litar bersepadu digital, litar bersepadu analog dan akhirnya isyarat bercampur dengan contoh. Selain itu penggunaan litar bersepadu dan aplikasi litar bersepadu juga telah dibincangkan.

Selanjutnya, untuk sebarang pertanyaan mengenai konsep ini atau untuk melaksanakan projek elektrik dan elektronik , sila berikan cadangan berharga anda dengan memberi komen di bahagian komen di bawah. Inilah soalan untuk anda, apakah fungsi utama IC?