Was ist die Funktion einer integrierten Schaltung?
Die Funktion einer integrierten Schaltung (IC) besteht darin, eine einzelne Komponente zu sein, die Aufgaben auf hoher Ebene wie die Verstärkung, die Signalverarbeitung oder sogar anspruchsvolle digitale Berechnungen wie im Fall von Mikroprozessoren ausführen kann. Nur wenige elektronische Schaltungen verwenden keinen IC oder Chip oder Mikrochip. Darüber hinaus umfasst die Funktion einer integrierten Schaltung unter anderem Miniaturisierung, Kostenreduzierung und Leistungsverbesserung.
In Bezug auf die Kostenreduzierung besteht die Funktion einer integrierten Schaltung darin, eine relativ kostengünstige Alternative zum Sammeln einer großen Menge von Halbleiterteilen und elektrischen Teilen und zum Montieren auf einer Leiterplatte und zum Löten bereitzustellen. Wenn ein Elektronikdesign in diskreten Bauteilen implementiert würde, könnte die Teilezahl beispielsweise 250 betragen. Bei ICs kann die Teilezahl auf 10 sinken. Dies bedeutet, dass die Gesamtmaterialzahl gesunken ist und jeder Teil des Produktionsprozesses erheblich ist vereinfacht. Durch Auswahl des richtigen IC können neue Funktionen mit weniger Ressourcen hinzugefügt werden.
Die Leistungsverbesserungsfunktion einer integrierten Schaltung wird durch die Implementierung einer spezialisierten Schaltung innerhalb des Chips ermöglicht. Einige Hochfrequenzanwendungen waren zu teuer, um sie als diskrete Komponenten zu implementieren. Als eine hohe Nachfrage nach einem bestimmten Merkmal bestand, fand die Halbleiterindustrie einen Weg, um Finanzmittel zu erhalten, und baute ICs für spezielle Anwendungen. Als beispielsweise Soundkarten für PCs eingeführt wurden, entschieden sich viele Hersteller für den Bau von MSI-Chips (Medium Scale Integration), die PC-Soundanwendungen unterstützen. Eine weitere Leistungssteigerung ist der geringere Stromverbrauch bei gleichen Ergebnissen, was eine höhere Energieeffizienz zur Folge hat.
Im Inneren von Computern, Mobiltelefonen und anderen digitalen Geräten befinden sich mehrere ICs und sogar mehrere Mikrocomputer. In einem Handspielgerät befindet sich ein Grafikprozessor, der den Farbbildschirm steuert. Bei diesem Prozessor handelt es sich in der Regel um einen LSI-Chip (Large-Scale Integration) mit einem eigenen miniaturisierten und äußerst stromsparenden digitalen Verarbeitungssystem. Ein anderer Computer - der Hauptcomputer - übernimmt die Ausführung von Benutzeranwendungen.
Der Trend in der Elektronik bestand immer darin, Schaltkreise zu miniaturisieren, während die Betriebskosten niedrig sind. Beliebige Geräte rechtfertigen normalerweise die Menge an Ressourcen, die für die Konzeption, das Design und die Implementierung neuer integrierter Schaltkreise aufgewendet werden, um die Herstellung von Produkten zu optimieren. Angesichts der Miniaturisierungstendenzen scheint es unendlich viele Möglichkeiten zu geben, elektronische Produkte zu liefern, die in jeder Hinsicht noch leistungsfähiger sind.
Es gibt Standard-ICs, die als Verstärker, Leistungsregler und einfache Signalprozessoren arbeiten. Diese ICs reichen normalerweise von 8-poligen bis zu etwa 16-poligen Gehäusen. Das gemeinsame Gehäuse besteht aus zwei Reihen von Stiften, sodass ein 20-poliges Dual-In-Line-Gehäuse (DIL) zwei Reihen mit jeweils 10 Stiften enthält. Größere Chips werden hauptsächlich für komplexe digitale Anwendungen wie kundenspezifische oder anwendungsspezifische ICs (ASIC) verwendet, die einen gesamten Mikrocomputer für alle Arten von Anwendungen in der Telekommunikation, Automatisierung und Leistungssteuerung enthalten können.