Entegre devre
Entegre devre (daha sık IC, mikroçip, silikon çip, bilgisayar çipi veya çip olarak adlandırılır), fotolitografi kullanılarak elektronik bir devrenin kazındığı özel olarak hazırlanmış bir silikon (veya başka bir yarı iletken) parçasıdır. Silikon çipler mantık kapıları, bilgisayar işlemcileri, bellek ve özel cihazlar içerebilir. Çip çok kırılgandır ve bu nedenle normalde onu korumak için plastik bir paketle çevrilidir. Çip ile elektriksel temas, çipi paketten çıkan daha büyük metal pimlere bağlayan küçük teller aracılığıyla sağlanır.
Bir IC'nin ayrık devrelere göre iki ana avantajı vardır: maliyet ve performans. Maliyet düşüktür, çünkü tek transistörlü bir devre oluşturmak yerine milyonlarca transistör tek bir çip üzerine yerleştirilebilir. Bileşenler daha hızlı çalışabildiği ve daha az güç kullanabildiği için performans daha yüksektir.
IC'ler farklı amaçlar için tasarlanmıştır. Bir çip sadece hesap makinesi olarak çalışabilen bir hesap makinesi için tasarlanmış olabilir. Entegre devreler analog, dijital ve karışık sinyal (aynı çip üzerinde hem analog hem de dijital) olarak sınıflandırılabilir.
Yarı İletken
Silikon gibi bir yarı iletken, akımın akmasına izin verecek (veya vermeyecek) şekilde kontrol edilebilir. Bu, birbirini kontrol edebilen transistörlerin yapılmasını sağlar. Radyolar, bilgisayarlar ve telefonlar gibi birçok ev eşyasında ve diğerlerinde bulunurlar. Diğer yarı iletken cihazlar arasında güneş pilleri, diyotlar ve LED'ler (ışık yayan diyotlar) bulunmaktadır.
Çift sıralı paketin (DIP) yandan görünümü
Plastik Dörtlü Düz Paket (PQFP) resmi
Buluş
1958 ve 1959 yıllarında iki kişi neredeyse aynı anda entegre devre fikrine sahip oldu. Transistörler, radyo gibi ev aletlerinde kullanılan günlük bir şey haline gelmişti. Radyolardan telefonlara kadar her şeyi etkilediler ve o dönemde üreticiler vakum tüpleri için daha küçük bir alternatife ihtiyaç duyuyordu. Transistörler vakum tüplerinden daha küçüktü ama füze yönlendirme gibi bazı yeni elektronik cihazlar için yeterince küçük değillerdi.
Temmuz ayında bir gün, Jack Kilby Texas Instruments'da çalışırken aklına sadece transistörün değil, bir devrenin tüm parçalarının silikondan yapılabileceği geldi. O zamanlar kimse IC'lerin içine kapasitör ve direnç koymuyordu. Bu, geleceği değiştirecek ve entegre devrelerin üretimini ve satışını kolaylaştıracaktı. Kilby'nin patronu bu fikri beğendi ve ona işe koyulmasını söyledi. 12 Eylül'e kadar Kilby çalışan bir model inşa etti ve 6 Şubat'ta Texas Instruments bir patent başvurusunda bulundu. İlk "Katı Devre "leri bir parmak ucu büyüklüğündeydi.
Bu arada, Kaliforniya'da başka bir adamın da aynı fikri vardı. Ocak 1959'da Robert Noyce küçük bir şirket olan Fairchild Semiconductor'da çalışıyordu. O da bütün bir devrenin tek bir çip içine yerleştirilebileceğini fark etti. Kilby bileşenleri tek tek yapmanın ayrıntılarını çözmüşken, Noyce parçaları birbirine bağlamanın çok daha iyi bir yolunu düşündü. Bu tasarıma "üniter devre" adı verildi. Tüm bu ayrıntılar işe yaradı çünkü 25 Nisan 1961'de patent ofisi, Kilby'nin başvurusu hala incelenirken entegre devre için ilk patenti Robert Noyce'a verdi. Bugün, her iki adamın da bu fikri bağımsız olarak tasarladıkları kabul edilmektedir.
Kısa süre sonra iki tür entegre devre ortaya çıktı: hibrit (HIC) ve monolitik (MIC). Hibritler 20. yüzyılın sonlarında yok oldu.
Nesiller
| İsim | Dönem | Her Çipteki Transistör Sayısı (yaklaşık) |
| SSI (Küçük Ölçekli Entegrasyon) | 1960'ların başı | bir çip sadece birkaç transistör içerir |
| MSI (Orta Ölçekli Entegrasyon) | 1960'ların sonu | Her çipte yüzlerce transistör |
| LSI (Büyük Ölçekli Entegrasyon) | 1970'lerin ortası | çip başına on binlerce transistör |
| VLSI (Çok Büyük Ölçekli Entegrasyon) | 20. yüzyılın sonları yüzyıl | yüz binlerce transistör |
| ULSI (Ultra Büyük Ölçekli Entegrasyon) | 21. yüzyıl | 1 milyondan fazla transistör |
VLSI ve ULSI arasındaki fark iyi tanımlanmamıştır.
Sınıflandırma
Entegre devreler DIP (Dual in-line package), PLCC (Plastic leaded chip carrier), TSOP (Thin small-outline package), PQFP (Plastic Quad Flat Pack) ve diğer çip paket tipleri olarak paketlenebilir. Bazı küçük olanlar yüzeye montaj teknolojisi için paketlenmiştir. İçindeki transistörler, çok yüksek anahtarlama hızlarına ihtiyaç duyanlar gibi olağandışı devrelerde bipolar transistörler olabilir. Ancak çoğu MOSFET'tir.
İlgili sayfalar
Sorular ve Yanıtlar
S: Entegre devre nedir?
C: IC veya mikroçip olarak da bilinen entegre devre, üzerine fotolitografi kullanılarak elektronik bir devrenin kazındığı özel olarak hazırlanmış bir silikon parçasıdır.
S: Bir silikon çip üzerinde yer alabilecek bazı cihaz örnekleri nelerdir?
C: Silikon çipler mantık kapıları, bilgisayar işlemcileri, bellek ve özel cihazlar içerebilir.
S: Çipi çevrelemek için neden plastik bir paket kullanılır?
C: Çip çok kırılgandır, bu nedenle onu korumak için plastik bir paket kullanılır.
S: Çip ile elektrik teması nasıl sağlanır?
C: Çip ile elektrik teması, çipi paketin dışına çıkan daha büyük metal pimlere bağlayan küçük teller aracılığıyla sağlanır.
S: Ayrık devreler yerine IC kullanmanın iki avantajı nedir?
C: IC'lerin ayrık devrelere göre iki ana avantajı vardır: maliyet ve performans. Maliyet düşüktür çünkü tek transistörlü bir devre oluşturmak yerine milyonlarca transistör tek bir çip üzerine yerleştirilebilir. Bileşenler daha hızlı çalışabildiği ve daha az güç kullanabildiği için performans daha yüksektir.
S: Farklı IC türleri nelerdir?
C: Entegre devreler analog, dijital ve karışık sinyal (aynı çip üzerinde hem analog hem de dijital) olarak sınıflandırılabilir.
S: Tek bir çip belirli bir amaç için tasarlanabilir mi?
C: Evet, bir çip sadece hesap makinesi olarak çalışabilen bir hesap makinesi çipi gibi belirli bir amaç için tasarlanabilir.
