Was ist eine integrierte Siliziumschaltung?
Eine integrierte Siliziumschaltung (IC) ist eine kompakte funktionelle elektronische Schaltung, die Halbleiter auf Siliziumbasis enthält. Halbleiter haben Leitfähigkeitseigenschaften, die auf verschiedene Arten gesteuert werden können. Die integrierte Schaltung, auch als Chip oder Mikrochip bekannt, wird als kleine Komponente mit Anschlüssen von acht oder mehr Pins angesehen. Sehr große Integrations-ICs werden in Computergeräten verwendet, die mehr als eine Million Siliziumtransistoren enthalten. Transistoren sind Geräte mit drei Anschlüssen, die als stromgesteuerte Stromventile fungieren und wie elektromagnetische Relais wirken, jedoch eine kontinuierliche Stromregelung anstelle einer Zwei-Zustands- oder Ein / Aus-Regelung aufweisen.
Der in einer integrierten Siliziumschaltung verwendete Halbleiter ist die Haupteinheit, die als Festkörperbauelement bezeichnet wird. Bevor das erste Festkörpergerät kommerziell eingesetzt wurde, bestand die Möglichkeit, den Elektronenfluss zu steuern, darin, eine Vakuumröhre mit einer Heizung, einer Kathode, einer Platte und mindestens einem Steuergitter zu verwenden. Die Größe und der Leistungsbedarf von Vakuumröhren machen sie heute nur in speziellen Bereichen, wie z. B. in Hochleistungsverstärkern für Audio- und Radioanwendungen, beliebt. Die integrierte Siliziumschaltung ist auch aufgrund der Verfügbarkeit von Silizium sehr beliebt, da eine übliche Siliziumverbindung überall als gewöhnlicher Sand zu finden ist. Durch richtiges Erhitzen in Abwesenheit von Sauerstoff können Halbleiterhersteller reines Silizium herstellen, das als Dioden, Transistoren und ICs weiterverarbeitet werden kann.
Die integrierte Siliziumschaltung wird wegen der Einschränkungen von Siliziumhalbleiterbauelementen, die durch die bessere Signalleistung anderer Halbleiter wie Germaniumhalbleiter abgedeckt werden, nicht für Funksignalanwendungen verwendet. In Mobiltelefonen verwenden die Audio- und Wechselstrom- / Gleichstrom-Stromkreise Silizium-Halbleiter-ICs. Computer und andere digitale Geräte verwenden viele Silizium-ICs. An der Steckdose werden Siliziumdioden verwendet, mit denen die Hauptwechselspannung direkt gleichgerichtet werden kann. Diese Dioden befinden sich normalerweise in einem gekapselten Schaltnetzteil, das Leistungsreglerchips auf Siliziumbasis verwendet, die normalerweise vom Typ Pulsweitenmodulation (PWM) sind und die Ausgangsgleichstrompegel als Änderungen des Tastverhältnisses der Leistungsimpulse zurückmelden.
Die meisten elektronischen Schaltungen für Anwendungen mit relativ niedrigen Frequenzen verwenden Halbleiter auf Siliziumbasis. Die Siliziumdiode ist die beliebteste auf dem Markt erhältliche Niederfrequenz-Leistungsdiode. Andere Schalthalbleiter, wie z. B. der Silizium-gesteuerte Gleichrichter (SCR), das Dreipol-Wechselstromgerät (TRIAC) und die meisten Audio-Leistungstransistoren, bestehen aus Siliziumhalbleitern. Bei Photovoltaik-Solarmodulen wird beobachtet, dass Siliziumkontakte, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, ein elektrisches Potential an den Anschlüssen erzeugen. Dies führt zu einer weit verbreiteten Verwendung von Solarmodulen auf Siliziumbasis, die mit zunehmenden Forschungs- und Fertigungsdurchbrüchen immer billiger werden sollen.