Productkenmerken

Rapporteer productinformatiefout

Bekijk vergelijkbaar

Documenten en media

Milieu- en exportclassificaties

geïntegreerde schakeling (IC), ook wel micro-elektronisch circuit, microchip of chip genoemd, een samenstel vanelektronischcomponenten, vervaardigd als een enkele eenheid, waarin geminiaturiseerde actieve apparaten (bijv.transistorsEndiodes) en passieve apparaten (bijv.condensatorenEnweerstanden) en hun onderlinge verbindingen zijn opgebouwd op een dun substraat vanhalfgeleidermateriaal (meestalsilicium).Het resultaatcircuitis dus een kleinemonolithisch‘chip’, die zo klein kan zijn als een paar vierkante centimeter of slechts een paar vierkante millimeter.De afzonderlijke circuitcomponenten zijn over het algemeen microscopisch klein van formaat.

Geïntegreerdcircuits hebben hun oorsprong in de uitvinding van detransistorin 1947 doorWilliam B. Shockleyen zijn team bij deAmerikaanse telefoon- en telegraafmaatschappij Bell Laboratoria.Shockley's team (inclusiefJohannes BardeenEnWalter H. Brattain) ontdekte dat, onder de juiste omstandigheden,elektronenzou een barrière vormen aan de oppervlakte van bepaalde dingenKristallen, en ze leerden de stroom te beheersenelektriciteitdoor hetkristaldoor deze barrière te manipuleren.Door de elektronenstroom door een kristal te beheersen, kon het team een ​​apparaat maken dat bepaalde elektrische bewerkingen kon uitvoeren, zoals signaalversterking, die voorheen door vacuümbuizen werden uitgevoerd.Ze noemden dit apparaat een transistor, naar een combinatie van de woordenoverdrachtEnweerstand.De studie naar methoden voor het maken van elektronische apparaten met behulp van vaste materialen werd bekend als vaste stofelektronica.Solid-state apparatenbleken veel steviger, gemakkelijker om mee te werken, betrouwbaarder, veel kleiner en goedkoper dan vacuümbuizen.Met behulp van dezelfde principes en materialen leerden ingenieurs al snel andere elektrische componenten te maken, zoals weerstanden en condensatoren.Nu elektrische apparaten zo klein konden worden gemaakt, bestond het grootste deel van een circuit uit de lastige bedrading tussen de apparaten.

Basis IC-typen

Analoogversusdigitale circuits

Analoog, of lineaire, circuits gebruiken doorgaans slechts een paar componenten en behoren dus tot de eenvoudigste typen IC's.Over het algemeen zijn analoge circuits verbonden met apparaten die signalen verzamelen van deomgevingof signalen terugsturen naar de omgeving.Bijvoorbeeld, eenmicrofoonzet fluctuerende stemgeluiden om in een elektrisch signaal met variërende spanning.Een analoog circuit wijzigt het signaal vervolgens op een nuttige manier, bijvoorbeeld door het te versterken of door ongewenste ruis te filteren.Een dergelijk signaal zou dan kunnen worden teruggevoerd naar een luidspreker, die de tonen zou reproduceren die oorspronkelijk door de microfoon werden opgepikt.Een ander typisch gebruik van een analoog circuit is het besturen van een apparaat als reactie op voortdurende veranderingen in de omgeving.Een temperatuursensor stuurt bijvoorbeeld een wisselend signaal naar eenthermostaat, die kan worden geprogrammeerd om een ​​airconditioner, verwarming of oven in en uit te schakelen zodra het signaal een bepaalde waarde heeft bereiktwaarde.

Een digitaal circuit daarentegen is ontworpen om alleen spanningen met specifieke gegeven waarden te accepteren.Een circuit dat slechts twee toestanden gebruikt, staat bekend als een binair circuit.Circuitontwerp met binaire grootheden, “aan” en “uit” die 1 en 0 vertegenwoordigen (dwz waar en onwaar), gebruikt de logica vanBooleaanse algebra.(Rekenkunde wordt ook uitgevoerd in debinair getalsysteemgebruikmakend van Booleaanse algebra.) Deze basiselementen worden gecombineerd in het ontwerp van IC's voor digitale computers en bijbehorende apparaten om de gewenste functies uit te voeren.

Microprocessorcircuits

Microprocessorszijn de meest gecompliceerde IC's.Ze zijn samengesteld uit miljardentransistorsdie zijn geconfigureerd als duizenden individuele digitalecircuits, die elk een specifieke logische functie uitvoeren.Een microprocessor is volledig opgebouwd uit deze logische circuits die met elkaar zijn gesynchroniseerd.Microprocessors bevatten doorgaans decentrale verwerkingseenheid(CPU) van een computer.

Net als een fanfare vervullen de circuits hun logische functie alleen op aanwijzing van de kapelmeester.De kapelmeester in een microprocessor wordt, om zo te zeggen, de klok genoemd.De klok is een signaal dat snel wisselt tussen twee logische toestanden.Elke keer dat de klok van status verandert, elke logicacircuitin de microprocessor doet iets.Berekeningen kunnen zeer snel worden gemaakt, afhankelijk van de snelheid (klokfrequentie) van de microprocessor.

Microprocessors bevatten enkele circuits, ook wel registers genoemd, die informatie opslaan.Registers zijn vooraf bepaalde geheugenlocaties.Elke processor heeft veel verschillende soorten registers.Permanente registers worden gebruikt om de voorgeprogrammeerde instructies op te slaan die nodig zijn voor verschillende bewerkingen (zoals optellen en vermenigvuldigen).Tijdelijke registers slaan nummers op die moeten worden bewerkt en ook het resultaat.Andere voorbeelden van registers zijn de programmateller (ook wel de instructieaanwijzer genoemd), die het adres in het geheugen van de volgende instructie bevat;de stapelwijzer (ook wel het stapelregister genoemd), die het adres bevat van de laatste instructie die in een geheugengebied is geplaatst dat de stapel wordt genoemd;en het geheugenadresregister, dat het adres bevat van waar degegevenswaaraan gewerkt moet worden zich bevindt of waar de verwerkte gegevens worden opgeslagen.

Microprocessors kunnen miljarden bewerkingen per seconde uitvoeren op gegevens.Naast computers zijn ook microprocessors gebruikelijkvideogamesystemen,televisies,camera's, Enauto's.

Geheugencircuits

Microprocessors moeten doorgaans meer gegevens opslaan dan in een paar registers kan worden opgeslagen.Deze aanvullende informatie wordt verplaatst naar speciale geheugencircuits.Geheugenbestaat uit dichte reeksen parallelle circuits die hun spanningstoestanden gebruiken om informatie op te slaan.Het geheugen slaat ook de tijdelijke reeks instructies of programma's voor de microprocessor op.

Fabrikanten streven er voortdurend naar om de omvang van geheugencircuits te verkleinen, om de capaciteit te vergroten zonder de ruimte te vergroten.Bovendien verbruiken kleinere componenten doorgaans minder stroom, werken ze efficiënter en zijn ze goedkoper te produceren.