Karakteristike integriranih krugova

Integrirani sklop (IC) jedna je od najsloženijih stvari ikada napravljenih. Sastoje se od malih kvadrata silicija, utisnutih mikroskopskim uzorcima. Uzorci mogu sadržavati stotine milijuna tranzistora, otpornika i drugih elektroničkih dijelova. Jeftini i sveprisutni, napajaju naša računala, mobilne telefone i glazbene playere. Čine sve, od tostera do automobila, učinkovitijim. Dok dizajneri čipova nastavljaju poboljšavati stanje tehnike, oni guraju više funkcionalnosti u sve manje pakete.

Materijali

Integrirani krugovi izrađeni su od poluvodičkih materijala, koji su na sredini između dobrih vodiča, poput bakra, i izolatora, poput plastike. Silicij je trenutni favorit. Ultračisti silicij miješa se s malim, preciznim količinama drugih elemenata kako bi se stvorili elektronički materijali s različitim karakteristikama.

Pakiranje

Čip integriranog kruga je premalen i osjetljiv za izravno rukovanje. Svaki je čip spojen na niz sićušnih zlatnih ili aluminijskih žica i postavljen u ravni blok od plastike ili keramike. Blok ima metalne klinove izvana, koji vode do žica iznutra. Pinovi čine čvrstu mehaničku i električnu vezu s drugim komponentama u sustavu. Plastični blok štiti IC čip i pomaže mu da se ohladi. Naziv proizvođača i broj dijela obično su otisnuti na vrhu.

IC-ovi dolaze u različitim vrstama pakiranja. Jednostavni čipovi dolaze u dual-inline paketu ili DIP. To su dugački pravokutnici s četiri, sedam, osam ili više pribadača sa svake strane. Kako je čip složeniji, dizajneri su dodali više pinova. Neki mikroprocesorski čipovi imaju stotine pinova. Oni su poredani u uredne redove na dnu čipa.

Veličina

Veličina stvarnog čipa integriranog kruga varira od 1 kvadratnog mm do više od 200. Plastično pakiranje u kojem se nalazi čip je nekoliko puta veće. Njegova debljina može biti u rasponu od djelića milimetra do nekoliko milimetara.

Gustoća

U 2009. tranzistori na nekim računalnim čipovima imaju jednu stranu 45 nanometara (milijunti dio metra). Ovi čipovi imaju više od 100 milijuna tranzistora. Od 1960-ih, industrija poluvodiča uspjela je udvostručiti broj tranzistora na čipu svake dvije godine, što je trend poznat kao Mooreov zakon. Kako raste broj tranzistora, raste i funkcionalnost čipa.

Integracija

Diskretni uređaji, kao što su tranzistori i LED, izrađeni su od pojedinačnih silikonskih čipova. Integrirani krugovi dobili su svoje ime jer kombiniraju mnogo različitih uređaja na istom čipu. Budući da su tranzistori na čipu tako mali, mnoge podfunkcije koje su prije obavljali mnogi čipovi sada obavlja jedan. Mikrokontroler, na primjer, uključuje kompletan mikroprocesor, memoriju i sučelje u istom uređaju.