Entegre Devrelerin Kullanım Alanları Nelerdir?

Entegre devrelerin 2011 yılı itibariyle kullanımı, geleneksel elektronik devrelere göre sundukları benzersiz avantajlar nedeniyle oldukça yaygındır. Cep telefonları ve taşınabilir müzik çalarlardan oyun sistemlerine, kişisel bilgisayarlara ve diğer dijital cihazlara kadar bir tür mikroişlemci kontrolüne sahip her elektronik cihazda bulunurlar. Bunun nedeni, 21. yüzyıl standartlarına göre entegre bir devrenin (IC) veya yonganın, transistörler, dirençler ve kapasitörler gibi milyonlarca elektronik bileşeni bir silikon gofret üzerinde birkaç santimetrekarelik bir alana yerleştiren son derece karmaşık bir cihaz olmasıdır. . Entegre devrelerin ilk kullanımları, ilk modeller 1958 ve 1959'da yapıldığı zaman, seri üretilmesi zor olan ilkel cihazlar olduklarından oldukça sınırlıydı.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Texas Instruments'ta araştırmacı olan Jack Kilby, entegre devrelerin potansiyel faydalarını ve kullanımlarını ilk görenlerden biri olarak kabul edildi. Elektronik devrenin gelişimine katkılarından dolayı 2000 yılında Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü. Her ne kadar IC çipi kavramı, Alman mühendisler tarafından 1949 yılına kadar önceki araştırmalara kadar izlenebilse de, Kilby ve Robert Noyce adlı ABD'li başka bir araştırmacı, fikir için patent veren ilk kişi oldu.

IC çipinin elektronik devre tasarımına verdiği büyük sıçrama, elektronik üreticilerinin 1950'lerin sonlarında karşılaştıkları bir sınırlamaya dayanıyor. Transistör, vakum tüplerinin yerini almıştır, ancak transistörler, kapasitörler ve dirençler gibi devreler için temel elektrik bileşenleri, sadece bir cımbızla tutulması ve bir devre kartına lehimlemesi gittikçe küçüldükçe gittikçe zorlaşmakta olduğundan, bu kadar küçük hale getirilebilirdi. . Bu bileşenlerin işlevselliğinin bir silikon gofret içine dağılması fikri, elde taşınır bileşenlerin bireysel lehimleme ihtiyacını ortadan kaldırdı ve entegre devrelerin kullanımı, üretim yöntemleri 1960'ların ortalarında ve sonlarına doğru mükemmelleştikten sonra fırlamaya başladı.

İlk entegre devreler küçük ölçekli entegrasyon (SSI) devreleri olarak adlandırılır ve sadece birkaç düzine bileşen içerirken, o zamanlar ABD nükleer Minuteman füze sisteminin kontrolleri ve kullanılan dijital bilgisayarlar gibi o zamanki havacılık projeleri için hayati öneme sahipti. ABD Apollo Moon görev programı tarafından. Bu kullanımların yanı sıra ABD Donanması'nın ihtiyaçlarının yanı sıra, 1962'den itibaren bütünleşik devrelere yönelik erken talep yoğunluğunu muhasebeleştirdi. 1968'de, entegre devrelerin kullanımı, frekans modülasyonlu (FM) işleme yetenekleriyle tüketici elektroniğine yayılmaya başlandı. televizyonlarda ses.

Bir çip üzerine yerleştirilebilecek bileşenlerin sayısı arttıkça, entegre devrelerin kullanımı daha da yaygınlaştı. Orta ölçekli entegrasyon (MSI) yonga modelleri, 1960'ların sonunda yüzlerce bileşen içeriyordu ve büyük ölçekli entegrasyon (LSI), beş yıl sonra bir yongaya binlerce bileşen ekleyebilirdi. Oradan kaç bileşenin birkaç santimetrekarelik bir alana paketlenebileceğinin artması katlanarak arttı. 1980'lerin başında yüzbinlerce bağlı bileşene izin veren çok büyük ölçekli entegrasyon (VLSI) ve 2011'den itibaren üç boyutlu entegre devre (3D-IC) tasarımları, milyonlarca veya milyarlarca bileşenin bir ağa paketlenmesini sağlar bu, çoklu yarı iletken gofret katmanlarında hem yatay hem de dikey olarak birbirine bağlanır.

2011 itibariyle, entegre bir devrenin gerçekleştirebileceği çoklu kontrol ve matematiksel işlem fonksiyonları, onları çoğu tüketici elektroniğinde radyo ve televizyonlardan hesap makinelerine ve dijital saatlere kadar her yerde hazır hale getirdi. Entegre devrelerin kullanımı endüstriyel tesislerde ve robotikte ve ayrıca otomobil ve uçak sistemlerindeki kontrollerde yaygındır. Daha sofistike ve üretimi ucuz hale geldikçe, müzik yapan tebrik kartları gibi atılabilir öğelerde de bulunurlar. Perakende mağazalarının envanteri izlemek için kullandığı tek kullanımlık tüketici ürünü ambalajı üzerindeki radyo frekansı tanımlama (RFID) etiketleri aynı zamanda pasaportlar ve kredi kartları gibi diğer ürünlere de RFID etiketleri eklenirken, IC yongaları için ortak bir konumdur.