W elektronice, czym jest układ scalony?

Układ scalony (IC) to krzemowy układ scalony z obwodami elektrycznymi i tranzystorami. Typowy układ scalony zawiera miliony mikroskopijnych tranzystorów na milimetr kwadratowy, a liczba obwodów, które mogą przechowywać te układy, rośnie wykładniczo każdego roku. Układy scalone zastąpiły tradycyjne tranzystory i technologie lamp próżniowych, co znacznie zmniejszyło rozmiar wielu urządzeń elektrycznych. Układy scalone można również określać jako mikroczipy, półprzewodniki lub układy krzemowe.

Układ scalony jest wykonany przy użyciu kawałka czystego krzemu jako podstawy. Ta taśma lub chip krzemowy jest powlekany aluminium w procesie znanym jako fotolitografia. Proces ten wytrawia wzór tranzystorów w krzem, dzięki czemu wzór jest stałą częścią układu krzemowego. Te wzory tranzystorów są opracowywane przez producentów oprogramowania i elektroniki i często są zastrzeżone. Różnice w strukturze mogą wpływać na działanie obwodu i do jakich zastosowań można go wykorzystać.

Po skompletowaniu układu scalonego można go używać w wielu różnych aplikacjach elektrycznych. Prawie każdy element elektroniczny na świecie zawiera dziś jeden lub więcej układów scalonych. Chipy te znajdują się w komputerach, telefonach, pojazdach, maszynach i sprzęcie medycznym. Są stosowane we wszystkim, od prostych urządzeń gospodarstwa domowego po złożone urządzenia lotnicze.

Układy scalone mogą być cyfrowe lub analogowe, a niektóre mogą nawet zawierać obie te technologie. Cyfrowe układy scalone działają w systemie binarnym przy użyciu kombinacji zer i jedynek. Występują przede wszystkim w mikroprocesorach, komputerach i urządzeniach sterujących. Analogowe układy scalone wykorzystują ciągłe sygnały do ​​przesyłania prądów elektrycznych. Chipy analogowe można znaleźć w wielu czujnikach, zasilaczach i systemach wzmacniających.

Oprócz nieskończenie małych rozmiarów, układy scalone oferują szereg dodatkowych korzyści w porównaniu z technologiami tranzystorowymi i próżniowymi. Ich rozmiar pozwala im przenosić złożone sygnały elektryczne na bardzo małej przestrzeni, co skutkuje mniejszymi telefonami komórkowymi, komputerami, samochodami i innymi urządzeniami elektrycznymi. W miarę poprawy technologii układów scalonych możemy oczekiwać, że urządzenia te staną się jeszcze bardziej kompaktowe.

Ich mały rozmiar pomaga również bardzo szybko przesyłać sygnały elektryczne. Ponieważ przepływ prądu w obwodzie scalonym jest niewielki, sygnały są przesyłane bardzo szybko, co przyspiesza czas przetwarzania. Ten szybki czas przetwarzania i krótki odcinek podróży pomagają również poprawić ogólną wydajność, co skutkuje niższym zużyciem energii. To nie tylko poprawia wydajność użytkowników, ale także zmniejsza wydatki na energię i pomaga zminimalizować wpływ produkcji energii na środowisko.