(Elektronische componenten IC-chips Geïntegreerde schakelingen IC) XC7A50T-2FGG484I

Productkenmerken

Rapporteer productinformatiefout

Bekijk vergelijkbaar

Documenten en media

Milieu- en exportclassificaties

Geïntegreerde schakeling

Een geïntegreerde schakeling of monolithische geïntegreerde schakeling (ook wel een IC, een chip of een microchip genoemd) is een reekselektronische circuitsop een klein plat stukje (of “chip”) vanhalfgeleidermateriaal, meestalsilicium.Grote getallenvan kleinMOSFET's(metaaloxide-halfgeleiderveldeffecttransistors) integreren in een kleine chip.Dit resulteert in circuits die ordes van grootte kleiner, sneller en goedkoper zijn dan circuits die uit discreet zijn opgebouwdelektronische componenten.De IC'smassaproductiemogelijkheden, betrouwbaarheid en bouwstenenbenaderingontwerp van geïntegreerde schakelingenheeft gezorgd voor de snelle acceptatie van gestandaardiseerde IC's in plaats van ontwerpen die gebruik maken van discretetransistors.IC's worden nu in vrijwel alle elektronische apparatuur gebruikt en hebben een revolutie teweeggebracht in de wereld vanelektronica.Computers,mobieltjesen anderehuishoudelijke apparatenzijn nu onlosmakelijk verbonden met de structuur van moderne samenlevingen, mogelijk gemaakt door de kleine omvang en lage kosten van IC’s zoals modernecomputerprocessorsEnmicrocontrollers.

Integratie op zeer grote schaalwerd praktisch gemaakt door de technologische vooruitgang inmetaaloxide-silicium(MOS)fabricage van halfgeleiderapparaten.Sinds hun ontstaan ​​in de jaren zestig zijn de omvang, snelheid en capaciteit van chips enorm vooruitgegaan, gedreven door technische vooruitgang waardoor steeds meer MOS-transistors op chips van dezelfde grootte passen – een moderne chip kan vele miljarden MOS-transistors in een chip hebben. gebied zo groot als een menselijke vingernagel.Deze vorderingen volgen ongeveerDe wet van Moore, zorgen ervoor dat de computerchips van vandaag miljoenen keren de capaciteit en duizenden keren de snelheid bezitten van de computerchips van begin jaren zeventig.

IC's hebben twee belangrijke voordelen ten opzichte vandiscrete circuits: kosten en prestaties.De kosten zijn laag omdat de chips, met al hun componenten, als één geheel worden afgedruktfotolithografiein plaats van per transistor te worden geconstrueerd.Bovendien gebruiken verpakte IC's veel minder materiaal dan discrete circuits.De prestaties zijn hoog omdat de componenten van de IC snel schakelen en relatief weinig stroom verbruiken vanwege hun kleine formaat en nabijheid.Het grootste nadeel van IC's zijn de hoge kosten voor het ontwerpen ervan en het vervaardigen van de benodigde onderdelenfotomaskers.Deze hoge initiële kosten betekenen dat IC's alleen commercieel levensvatbaar zijnhoge productievolumesworden verwacht.

Terminologie[bewerking]

Eengeïntegreerde schakelingis gedefinieerd als:^[1]

Een circuit waarin alle of sommige circuitelementen onlosmakelijk met elkaar zijn verbonden en elektrisch met elkaar zijn verbonden, zodat het voor constructie- en commerciële doeleinden als ondeelbaar wordt beschouwd.

Circuits die aan deze definitie voldoen, kunnen worden geconstrueerd met behulp van veel verschillende technologieën, waaronderdunnefilmtransistoren,dikkefilmtechnologieën, ofhybride geïntegreerde schakelingen.Echter bij algemeen gebruikgeïntegreerde schakelingis gaan verwijzen naar de circuitconstructie uit één stuk die oorspronkelijk bekend stond als amonolithische geïntegreerde schakeling, vaak gebouwd op één enkel stuk silicium.^[2][3]

Geschiedenis

Een vroege poging om verschillende componenten in één apparaat te combineren (zoals moderne IC's) was deLoewe 3NFvacuümbuis uit de jaren 20.In tegenstelling tot IC's is het ontworpen met het doel ombelastingontduikingNet als in Duitsland kenden radio-ontvangers een belasting die werd geheven afhankelijk van het aantal buishouders dat een radio-ontvanger had.Hierdoor konden radio-ontvangers een enkele buishouder hebben.

De eerste concepten van een geïntegreerd circuit gaan terug tot 1949, toen een Duitse ingenieurWerner Jacobi^[4](Siemens AG)^[5]heeft een patent aangevraagd voor een halfgeleiderversterker met geïntegreerde schakelingen^[6]toont er vijftransistorsop een gemeenschappelijk substraat in drie fasenversterkerregeling.Jacobi onthulde klein en goedkoopgehoorapparatenals typische industriële toepassingen van zijn patent.Een onmiddellijk commercieel gebruik van zijn patent is niet gemeld.

Een andere vroege voorstander van het concept wasGeoffrey Dummer(1909-2002), een radarwetenschapper die voor deKoninklijk Radar Instituutvan de BrittenMinisterie van Defensie.Dummer presenteerde het idee aan het publiek op het Symposium on Progress in Quality Electronic Components inWashington, gelijkstroomop 7 mei 1952.^[7]Hij gaf vele symposia publiekelijk om zijn ideeën te propageren en probeerde in 1956 tevergeefs een dergelijk circuit op te bouwen. Tussen 1953 en 1957Sidney Darlingtonen Yasuo Tarui (Elektrotechnisch Laboratorium) stelde vergelijkbare chipontwerpen voor waarbij verschillende transistors een gemeenschappelijk actief gebied konden delen, maar dat was er nietelektrische isolatieom ze van elkaar te scheiden.^[4]

De monolithische chip met geïntegreerde schakelingen werd mogelijk gemaakt door de uitvindingen van devlak procesdoorJean HoeniEnp-n-overgangsisolatiedoorKurt Lehovec.Hoerni's uitvinding werd voortgebouwdMohamed M. Atalla's werk over oppervlaktepassivering, evenals het werk van Fuller en Ditzenberger over de diffusie van boor- en fosforonzuiverheden in silicium,Carl Fröschen het werk van Lincoln Derick op het gebied van oppervlaktebescherming, enChih Tang Sah's werk over diffusiemaskering door het oxide.^[8]