Každé základní elektronické zařízení zkonstruované jako jedna jednotka. Před vynálezem integrované obvody (IC) , všechny jednotlivé tranzistory, diody, rezistory, kondenzátory a induktory byly v přírodě diskrétní. Jakýkoli obvod nebo systém může produkovat požadovaný výstup na základě vstupu. Jakýkoli systém lze zkonstruovat pomocí diskrétních komponent a také pomocí IC. Nemůžeme fyzicky dát vše více diskrétních obvodů na křemíkové desce a jednoduše tomu říkáme integrovaný obvod. Integrované obvody jsou vyrobeny ze silikonových destiček, nejsou vloženy (nebo umístěny) na silikonové destičky. Hlavní věcí je tedy vytvořit IC, všechny jednotlivé komponenty zpracované na křemíkové desce. Ale znovu máme problém, že některé diskrétní obvody nemusí být možné vytvořit na křemíkové desce, když vyrábíme IC.
Rozdíl mezi diskrétními obvody a integrovanými obvody
Diskrétní obvody
Diskrétní obvod je sestaven z komponent, které jsou vyráběny samostatně. Později jsou tyto komponenty spojeny dohromady pomocí vedených vodičů na desce s plošnými spoji nebo tištěný spoj . Tranzistor je jednou z primárních komponent používaných v diskrétních obvodech a kombinace těchto tranzistorů lze použít k vytvoření logických bran. Tyto logické brány lze použít k získání požadovaného výstupu ze vstupu . Diskrétní obvody mohou být navrženy pro provoz při vyšším napětí.
Diskrétní obvod na desce plošných spojů
Nevýhody diskrétních obvodů
- Sestavení a zapojení všech jednotlivých samostatných součástí zabere více času a zabírá větší prostor.
- Výměna vadné součásti je v existujícím obvodu nebo systému komplikovaná.
- Ve skutečnosti jsou prvky spojeny pomocí procesu pájení, takže to mohlo způsobit nižší spolehlivost.
- K překonání těchto problémů se spolehlivostí a ochranou prostoru jsou vyvinuty integrované obvody.
Integrované obvody
Integrovaný obvod je mikroskopický řada elektronických obvodů a elektronické součástky (rezistory, kondenzátory, tlumivky…) které jsou rozptýleny nebo implantovány do povrchu polovodičový materiál oplatka jako je křemík. Integrovaný obvod vynalezl Jack Kilby v 50. letech. Čip se běžně označuje jako integrované obvody (IC).
Základní struktura IC
Tyto integrované obvody jsou zabaleny v pevném vnějším krytu, který může být vyroben z izolačního materiálu s vysokou tepelnou vodivostí a s kontaktními svorkami (nazývanými také kolíky) obvodu vycházejícími z těla integrovaného obvodu.
Na základě konfigurace kolíků různé typy IC balení je k dispozici.
- Dual In-line Package (DIP)
- Plastové čtvercové ploché balení (PQFP)
- Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA)
Druhy obalů integrovaných obvodů
The tranzistory jsou hlavní součásti výroby IC . Tyto tranzistory mohou být bipolární tranzistory nebo tranzistory s efektem pole závisí na použití integrovaných obvodů. Jak technologie každým dnem roste, zvyšuje se také počet tranzistorů zabudovaných do integrovaného obvodu. V závislosti na počtu tranzistorů v integrovaném obvodu nebo čipu jsou integrované obvody kategorizovány do pěti typů uvedených níže.
S.No | Kategorie IC | Počet tranzistorů zabudovaných do jednoho IC čipu |
1 | Integrace malého rozsahu (SSI) | Až 100 |
dva | Střední integrace (MSI) | Od 100 do 1000 |
3 | Integrace ve velkém měřítku (LSI) | Od 1000 do 20 tis |
4 | Integrace velmi velkého rozsahu (VLSI) | OD 20 K do 10 000 000 |
5 | Ultra Large Scale Integration (ULSI) | Od 10,00 000 do 1,00,00 000 |
Výhody integrovaného obvodu oproti diskrétním obvodům
- Do jediného čtvercového palce IC čipu lze začlenit integrovaný obvod poměrně malé velikosti, prakticky kolem 20 000 elektronických součástek.
- Mnoho složitých obvodů je vyrobeno na jediném čipu, což zjednodušuje návrh složitého obvodu. A také zlepšuje výkon systému.
- IC poskytují vysokou spolehlivost. Menší počet připojení.
- Ty jsou k dispozici za nízkou cenu kvůli hromadné výrobě.
- IC spotřebovávají velmi malou energii nebo méně energie.
- Může být snadno vyměnitelný z druhého obvodu.
Nevýhody integrovaných obvodů
- Po výrobě integrovaného obvodu není možné upravit parametry, v nichž bude integrovaný obvod fungovat.
- Když dojde k poškození součásti v integrovaném obvodu, musí být celý integrovaný obvod vyměněn za nový.
- Pro vyšší hodnotu kapacity (> 30pF) v integrovaném obvodu musíme externě připojit diskrétní komponentu
- Není možné vyrábět vysoce výkonné integrované obvody (více než 10 W).
Z výše uvedených informací můžeme vyvodit závěr, že integrované obvody jsou obecně mini obvody vyrobené na jediném křemíkovém čipu, a tudíž produkují obrovské úspory z hlediska oblasti. Zatímco diskrétní obvody se skládají z různých aktivních a pasivních elektronických součástek připojených na a PCB pomocí procesu pájení . Doufáme, že jste tomuto konceptu lépe porozuměli. Dále jakékoli dotazy týkající se tohoto konceptu nebo realizovat projekty elektroniky , poskytněte nám svůj názor komentářem v sekci komentářů níže. Zde je otázka pro vás, Jaká je hlavní funkce IC ?