وایرشو
آی سی نام قطعه ای پر کار برد در صنعت الکترونیکی است که تقریبآ در تمامی مدارات استفاده می شود آی سی مخفف کلمه مدار مجتمع می باشد،مجموعه ای از مدارات الکترونیکی است که روی قطعه کوچکی از نیمه هادی ها قرار گرفتن ،همچنین آی سی می تواند یک تقویت کننده ،نوسان ساز ،تایمر ،شمارنده حافظه کامپیو تر یا ریز پردازنده باشد یک آی سی بسته به کاربرد های آن در دو دسته خطی (آنالوگ) یا دیجیتال طبقه بندی می شود
تصویری از یک آی سی
انواع آی سی
آی سی دیجیتال
این نوع آی سی در دو سطح تعریف شده 1و0 که به این معناست که آن ها با ریاضیات دو دویی کار می کند و در آن 1روشن و0خاموش است .چنین آی سی هایی به سختی ساخته می شوند ،زیرا بیش از میلیون ها فیلیت فلات ،گیت های منطقی و مواردی را شامل میشوند که همه در یک تراشه واحد گنجانیده شده اند،نمونه هایی از آی سی های دیجیتال شامل میکروکنترولر ها و ریزپردازنده ها است .
آی سی آنالوگ
*آی سی خطی
*آی سی های RF
آی سی سیگنال ترکیبی
هنگامی که از آی سی های دیجیتال و آنالوگ در یک تراشه استفاده شود ،آی سی حاصل به عنوان مدار مجتمع سیگنال مختلط یا سیگنال ترکیبی ،شناخته می شود ای آی سی ها شامل موارد زیر هستند
*آی سی های اکتساب داده( شامل مبدل های آنالوگ به دیجیتال ،دیجیتال به آنا لوگ ، پتانسیومتر های دیجیتال )
*آی سی های کلاک ،تایمینگ
کاربرد آی سی:
آی سی ها از تعدادی ریز تراشه تشکیل شده هر مدار مجتمع تعدتدی سیگنال ورودی و خروجی دارد .
اجزای هر آی سی ،بنا به کاربردی که آی سی برای آن طراحی شده ،عملیات خاصی را روی سیگنال های ورودی پیاده میکنند وسیگنال های خروجی آی سی تولید می کنند
CPU یا هسته مرکزی هر کامپیوتر توسط این مدارات الکترونیکی ساخته شده است و می توان از آن به عنوان مهم ترین کار برد آی سی ها دانست .
کاربرد دیگر مدار مجتمع به عنوان حافظه است ،نمونه ای از کاربرد مدار های مجتمع ،حافظه PROM یا programmable read only memoryاست .همانطور که از نام آن مشخص است ،حافظه ای است که تنها می توان اطلاعات ثبت شده روی آن را خواند وامکان تعقیر دادن اطلاعات وجود ندارد .
این نوع حافظه در cpu کامپیوتر مورد برسی قرار میگیرد .
مدار مجتمع یا آی سی چیست ؟
مدار مجتمع یا آی سی به مجموعه مدارات الکترونیکی گفته می شود که با استفاده مواد نیمه رسانا در ابعادی کوچک ساخته می شوند .مدارات الکتریکی عموما شامل مقاومت،خازن،سلف و ترانزیستور می باشد .هر تراشه معمولا حاوی تعداد بسیار زیادی ترانزیستور می باشد که با استفاده از فناوری پیچیده در داخل لایه ای از ماده نیمه هادی ساخته می شوند .امروزه تراشه ها در اکثردستگاه های الکترونیکی و رایانه ها در ابعادی گسترده به کار می روند ،شرکت اینتل به عنوان مهمترین سازنده مدارات مجتمع در جهان شناخته شده است .
قطعه ای الکترونیکی است که از مجموعه ای از اجزای ریز تر بسیاری از جمله انواع ترانزیستور تشکیل شده است
طرز ساخت آی سی
آی سی ها با تعبیه مدار های الکترونیکی در لایه ای نازک از سیلیسیم به اسم ویفر سیلیکون ،به صورت یک فرایند پیچیده و به صورت لایه لایه می سازند .تمامی مراحل ساخت آی سی در اتاق هایی موسوم به اتاق تمیز انجام می شود که از نظر سطح نا خالصی و طیف های نوری موجود در اتاق کاملا تحت کنترل است ،موادمورد استفاده در ساخت آی سی ها بسیار پیچیده هستن و حتی از ترکیب ماسه درون آن ها استفاده میشود ،طراحی یک پردازنده را کنار بگذاریم بد نیست که بدانید تولید این مواد اولیه و به طور کلی تولید آن ها،تنها در دست چند کشور محدود مانند آمریکا است.
حافظه ها
بعضی از آی سی ها به گونه ای ساخته می شوند که می توانند حتی به عنوان حافظه مورد استفاده قرار گیرند نمونه ای از این ریز تراشه ها PROM نام دارد (حافظه قابل برنامه ریزی فقط خواند نی )
همانگونه که از اسم این نوع تراشه معلوم است فقط اطلاعات آن قابل خواندن است و امکان تعقیرات در آن وجود ندارد از این نوع آی سی برای مدارات اصلی کامپیوتر نیز استفاده می شود همان قسمت از حافظه که به آن ROM نیز گفته می شود .
مراحل ساخت آی سی
اگر چه ساخت تراشه بسیار پیچیده است ،اما فقط شش مرحله مجزا دارد (که بعضی از آن ها بیش از یک بار تکرار میشوند.) فرایند ساخت به صورت زیر است :
1.ساخت ویفر:بلور های خالص سیلیکونی به استوانه های بلند تبدیل می شوند ،سپس آن ها به ویفر های نازک تقسیم می کنند که در نهایت هر کدام از آنها به تراشه های زیادی تقسیم می شوند .
2.پوشش دهی(Masking):ویفر ها را گرم می کنند تا آن ها را در دی اکسید سیلیسیم بپوشانند و از نور فرا بنفش(آبی) برای افزودن یک لایه محافظ سخت به نام ؛مقاوم در برابر نور(Photoresist) استفاده می کنند.
3.زدایش(Etching):برای حذف مقداری ازمقاومت در برابر نور،از یک ماده شیمیایی استفاده و نوعی الگوتعیین می شود که می خواهیم در آن مناطق سیلیکون نوع NوP داشته باشیم .
4.آلایش(Doping0):ویفر های زدایش شده را با گاز های حاوی ناخالصی ها گرم می کنند تا نواحی سیلیکون نوع nوp ایجاد شو ند.ممکن است پوشش دهی وزدایش بیشتری انجام دهد.
5.آزمون:اتصالات فلزی از دستگاه آزمون کنترل شده با کامپیوتر با پایانه های هر تراشه هدایت می شوند.هر تراشه ای که کار نمی کند علامت گذاری شده و رد می شود .
6.بسته بندی :تمام تراشه هایی که خوب کار می کنند از ویفر جدا شده وبا توده های محافظ پلاستیکی بسته بندی می شوند. اکنون این تراشه ها برای استفاده در رایانه ها و سایر تجهیزات الکترونیکی آماده اند .
بسته های مختلف آی سی
مغز یک مدار مجتمع به طرز ماهرانه ای در زیر یک بسته بندی محافظتی پنهان شده است که ما عادت داریم آن بسته را روی صفحه مدار ببینیم ،انواع بسته بندی های آی سی ها استاندارد بوده و لحیم کاری آن ها را به برد مدار چاپی یا به برد بورد برای نمونه سازی آسان می کند .روی هر بسته مجموعه ای از پایه های نقره ای وجود دارد و این امکان را فراهم می کند تا آی سی به قسمت های دیگر مدار متصل شود.آگر چه آی سی ها ممکن است بسته های مختلفی داشته باشند،در ادامه معمول ترین مواردی که ممکن است با آن سر کار داشته باشید،معرفی می کنیم .
جمع بندی
در این مطلب ،به طور خلاصه در مورد مدار مجتمع یا همان آی سی بحث کردیم که شامل تعریف یک مدار مجتمع نحوه ساخت ،انواع وکاربرد آن بود .گفتیم که از دو روش برای ساخت مدار های مجتمع با کمک یک نیمه رسانای نا خالص ،در داخل تراشه ، استفاده شده است. همچنین با انواع مدار های مدار های مجتمع مانند مدارهای مجتمع دیجیتال ،مدار های مجتمع آنالوگ آشنا شودیم ،علاوه بر این استفاده ازمدار مجتمع و کار برد آی سی ها را نیز مورد برسی قرار دادیم .