モノリシック集積回路とは？

モノリシック集積回路（IC）は、単一の半導体基材または単一のチップ上に構築される電子回路です。 単一のベースマテリアルを使用することは、空白のキャンバスを使用して絵画を作成することに似ています。 最初は中性の半導体ベースの表面が選択的に処理され、バイポーラ接合トランジスタ（BJT）や電界効果トランジスタ（FET）などのさまざまなタイプのアクティブデバイスが生成されます。 トランジスタは、主端子の電流を制御できる3端子アクティブデバイスです。

通常、モノリシック集積回路には、ダイと呼ばれる単一のベース半導体があります。 各アンプICの各ダイには、低レベル信号を入力し、スケールアップバージョン（増幅と呼ばれるプロセス）を出力する電子回路を作成するために相互接続されたいくつかのトランジスタがあります。 正方形のダイは、各辺が0.04インチ（1 mm）になる場合があります。 この時点で、電子機器の小型化により、1ダース以上のトランジスタと抵抗やコンデンサなどの受動部品が0.002平方インチ（1平方mm）未満の面積に収まることが強調されます。

「外界」に相互接続する必要があるため、ダイを単独で使用することはできません。ダイのパッドに溶着された非常に小さなボンディングワイヤで接続が行われます。 もう一方の端は、ICパッケージの外側まで伸びるリードに融着されています。 ボンディングワイヤは1000分の2インチ程度の小さいもので、金などの可鍛性金属でできています。 ボンディングワイヤをダイパッドに接続する最も一般的な方法は、超音波ボンディングです。

超音波ボンディングでは、ボンディングワイヤは、25,000サイクル/秒または25キロヘルツ（kHz）を超える速度で横方向の周期的変位とともにワイヤをパッドに押し込む力でダイパッドに押し込まれます。 これにより、ダイにボンディングする他の方法で発生する過剰な熱でダイが損傷するのを防ぎます。 ボンディングワイヤのもう一方の端は、同じ手順を使用してリードフレームに溶着されます。 リードフレームは、パッケージされたダイの外側からアクセス可能なリードを保持します。

モノリシック集積回路は、集積回路を製造するための非常に一般的なデバイスです。 さらに、モノリシック集積回路は、携帯電話、コンピューター、およびデジタルデバイスで一般的に使用されるチップまたはマイクロチップです。 ハイブリッドICは、プリント回路基板（PCB）上の1つ以上のモノリシック集積回路とともに、1つ以上の抵抗、コンデンサ、インダクタ、さらにはトランジスタなどの他のアクティブデバイスを使用できます。