Che cos'è un circuito integrato in silicio?
Un circuito integrato in silicio (IC) è un circuito elettronico funzionale compatto che contiene semiconduttori a base di silicio. I semiconduttori hanno caratteristiche di conducibilità che possono essere controllate in vari modi. Il circuito integrato, noto anche come chip o microchip, è visto come un piccolo componente con terminali che vanno da otto pin o più. I circuiti integrati di integrazione su larga scala sono utilizzati nei dispositivi di elaborazione che contengono oltre un milione di transistor al silicio. I transistor sono dispositivi a tre terminali che fungono da valvole di corrente a controllo di corrente e sono come relè elettromagnetici, ma con controllo di corrente continuo anziché a controllo a due stati o on / off.
Il semiconduttore utilizzato in un circuito integrato in silicio è l'entità principale indicata come dispositivo a stato solido. Prima che il primo dispositivo a stato solido fosse messo in uso commerciale, il modo per controllare il flusso di elettroni era usare un tubo a vuoto con un riscaldatore, un catodo, una piastra e almeno una griglia di controllo. Le dimensioni e i requisiti di potenza dei tubi a vuoto li rendono ora popolari solo in campi specializzati come amplificatori di potenza extra-alta per applicazioni audio e radio. Il circuito integrato in silicio è molto popolare anche per la disponibilità di silicio, in quanto un comune composto di silicio si trova ovunque come sabbia ordinaria. Con un adeguato riscaldamento in assenza di ossigeno, i produttori di semiconduttori sono in grado di produrre silicio puro, che può essere ulteriormente elaborato come diodi, transistor e circuiti integrati.
Il circuito integrato al silicio non viene utilizzato per applicazioni di segnale radio a causa delle limitazioni dei dispositivi a semiconduttore al silicio che sono coperti dalle migliori prestazioni del segnale di altri semiconduttori come i semiconduttori al germanio. Nei telefoni cellulari, i circuiti di alimentazione audio e corrente alternata (CA) / corrente continua (CC) utilizzano circuiti integrati a semiconduttore al silicio. Computer e altri dispositivi digitali fanno uso di molti circuiti integrati al silicio. Dalla presa di corrente, l'alimentatore utilizza diodi al silicio in grado di correggere direttamente la tensione CA principale. Questi diodi si trovano generalmente in un alimentatore a commutazione racchiuso che impiega chip del regolatore di potenza a base di silicio che sono di solito del tipo a modulazione di larghezza di impulso (PWM), che fornisce feedback ai livelli CC di uscita come variazioni nel ciclo di lavoro degli impulsi di potenza.
La maggior parte dei circuiti elettronici per applicazioni a bassa frequenza utilizzano semiconduttori a base di silicio. Il diodo al silicio è il più popolare diodo di potenza a bassa frequenza disponibile sul mercato. Altri semiconduttori a commutazione, come il raddrizzatore controllato al silicio (SCR), il dispositivo CA a tre terminali (TRIAC) e la maggior parte dei transistor di potenza audio, sono realizzati con semiconduttori al silicio. Nei pannelli solari fotovoltaici, si osserva che le giunzioni al silicio che sono esposte alla luce solare producono un potenziale elettrico attraverso i terminali. Questo porta all'ampio uso di dispositivi a pannelli solari a base di silicio che promettono di diventare sempre più economici man mano che vengono raggiunti ulteriori progressi nella ricerca e nella produzione.