Was ist ein IC in der Elektronik?
Eine integrierte Schaltung (IC) ist ein Siliziumchip, in den elektrische Schaltungen und Transistoren eingebettet sind. Ein typischer IC enthält Millionen mikroskopischer Transistoren pro Quadratmillimeter, und die Anzahl der Schaltkreise, die diese Chips aufnehmen können, steigt von Jahr zu Jahr exponentiell an. Integrierte Schaltkreise haben herkömmliche Transistoren und Vakuumröhrentechnologien ersetzt, wodurch die Größe vieler elektrischer Geräte stark reduziert wurde. IC-Chips können auch als Mikrochips, Halbleiter oder Siliziumchips bezeichnet werden.
Ein IC wird unter Verwendung eines Streifens aus reinem Silizium als Basis hergestellt. Dieses Siliziumband oder dieser Siliziumchip wird in einem als Photolithographie bekannten Verfahren mit Aluminium beschichtet. Dieser Prozess ätzt ein Muster von Transistoren in das Silizium, wodurch das Muster ein fester Bestandteil des Siliziumchips wird. Diese Transistormuster werden von Software- und Elektronikherstellern entwickelt und sind häufig proprietär. Die Variationen im Muster können Einfluss darauf haben, wie die Schaltung funktioniert und für welche Anwendungen sie verwendet werden kann.
Sobald ein IC-Chip fertig ist, kann er in einer Vielzahl von elektrischen Anwendungen eingesetzt werden. Fast jede elektronische Komponente der Welt enthält heutzutage einen oder mehrere integrierte Schaltkreise. Diese Chips finden sich in Computern, Telefonen, Fahrzeugen, Maschinen und medizinischen Geräten. Sie werden in einfachen Haushaltsgeräten bis hin zu komplexen Luftfahrtgeräten eingesetzt.
Integrierte Schaltkreise können entweder digital oder analog sein, und einige können sogar beide dieser Technologien enthalten. Digitale IC-Chips arbeiten in einem Binärsystem mit Kombinationen aus Nullen und Einsen. Sie sind vor allem in Mikroprozessoren, Computern und Steuergeräten zu finden. Analoge IC-Einheiten verwenden kontinuierliche Signale zur Übertragung elektrischer Ströme. Analoge Chips finden sich in vielen Sensoren, Netzteilen und Verstärkungssystemen.
Integrierte Schaltkreise bieten über ihre unendlich geringe Größe hinaus eine Reihe zusätzlicher Vorteile gegenüber Transistor- und Vakuumtechnologien. Ihre Größe ermöglicht es ihnen, komplexe elektrische Signale auf kleinstem Raum zu übertragen, was zu kleineren Mobiltelefonen, Computern, Autos und anderen elektrischen Geräten führt. Mit der Verbesserung der IC-Technologie können wir erwarten, dass diese Geräte noch kompakter werden.
Ihre geringe Größe hilft auch, elektrische Signale sehr schnell zu übertragen. Da ein Strom in einem integrierten Schaltkreis nur über eine geringe Entfernung fließen kann, werden die Signale sehr schnell übertragen, wodurch die Verarbeitungszeiten verkürzt werden. Diese schnelle Bearbeitungszeit und die kurze Wegstrecke tragen auch zur Verbesserung der Gesamteffizienz bei, was zu einem geringeren Stromverbrauch führt. Dies führt nicht nur zu einer höheren Produktivität der Benutzer, sondern senkt auch die Energiekosten und hilft, die Umweltauswirkungen der Energieerzeugung zu minimieren.