Circuito integrado como funciona

Diodo

O projeto de circuito integrado, ou projeto de CI, é uma parte de um corpo maior de conhecimento conhecido como engenharia eletrônica. Na disciplina de engenharia eletrônica, há um processo conhecido como projeto de circuitos. O objetivo do projeto de circuitos é montar uma coleção de elementos de circuitos interligados que realizam uma função objetiva específica. A capacidade de adicionar ou multiplicar números é um exemplo simples. O desenvolvimento de um microprocessador que executa instruções de computador para executar tarefas complexas é outro exemplo.
Os elementos de circuito utilizados neste processo começam com blocos de construção fundamentais, como transistores, resistências, capacitores e fios. Estes elementos são combinados para formar funções mais complexas, tais como portões lógicos ou amplificadores de precisão, que são então combinados para formar funções mais complexas, tais como vendedores e multiplicadores. Este processo continua a se construir sobre si mesmo, resultando na disponibilidade de blocos de construção de circuitos cada vez mais complexos.
O projeto do circuito utiliza elementos discretos e pré-fabricados para formar o circuito. No caso do projeto de circuitos integrados, há uma diferença importante. Aqui, os elementos do circuito são feitos de componentes miniaturizados que são implementados em um substrato de silício usando um processo chamado fotolitografia. O processo de fotolitografia cria várias formas geométricas no substrato de silício onde as propriedades elétricas da região definida por essa forma são alteradas. Os elementos básicos do circuito são criados quando estas regiões são combinadas e sobrepostas umas às outras.

Circuito integrado qual geração

Os circuitos integrados (ICs) são uma pedra-chave da eletrônica moderna. Eles são o coração e o cérebro da maioria dos circuitos. Eles são os pequenos “chips” pretos onipresentes que você encontra em praticamente todas as placas de circuito. A menos que você seja algum tipo de mago da eletrônica analógica louco, você provavelmente terá pelo menos um CI em cada projeto eletrônico que construir, então é importante entendê-los, por dentro e por fora.
Um CI é uma coleção de componentes eletrônicos – resistores, transistores, capacitores, etc. — Todos enfiados em um chip minúsculo e conectados entre si para atingir um objetivo comum. Eles vêm em todos os tipos de sabores: portas lógicas de circuito único, ampères op, 555 temporizadores, reguladores de tensão, controladores de motor, microcontroladores, microprocessadores, FPGAs… a lista só vai em frente.
Os circuitos integrados são um dos conceitos mais fundamentais da eletrônica. No entanto, eles se baseiam em alguns conhecimentos anteriores, portanto, se você não estiver familiarizado com estes tópicos, considere primeiro ler seus tutoriais…
A verdadeira “carne” de um CI é uma camada complexa de pastilhas semicondutoras, cobre e outros materiais, que se interligam para formar transistores, resistências ou outros componentes em um circuito. A combinação cortada e formada dessas hóstias é chamada de matriz.

Capacitor

caixa externa de cerâmica com pinos de metal em cada lado para encaixar em uma placa de circuito eletrônico maior (a coisa marrom que você pode ver no fundo). O circuito real que faz o trabalho é um pequeno chip embutido dentro do DIP; você pode ver como ele está conectado aos pinos externos do DIP na próxima foto.
Foto: Os circuitos integrados se encaixam em placas de circuito impresso (PCBs), como o verde que você pode ver aqui. Observe os trilhos finos que ligam as “pernas” (terminais) de dois circuitos integrados diferentes juntos. Outras pistas ligam os circuitos integrados a componentes eletrônicos convencionais, tais como resistências e capacitores. Você pode pensar nas pistas como “ruas” fazendo caminhos entre “edifícios” onde coisas úteis são feitas (os próprios componentes). Há também uma versão miniaturizada de uma placa de circuito dentro de um circuito integrado: as pistas são criadas em forma microscópica na superfície de uma pastilha de silício.
Foto: Um circuito integrado a partir do interior. Se você pudesse levantar a tampa de um microchip típico como o da foto superior (e você não pode acreditar em mim com muita facilidade, eu tentei!), isto é o que você encontraria no interior. O circuito integrado é o quadrado minúsculo no centro. As conexões se esgotam a partir dele até os terminais (pinos ou pernas metálicas) ao redor da borda. Quando você conecta algo a um destes terminais, você está realmente conectando ao próprio circuito. Você pode quase ver o padrão dos componentes eletrônicos na superfície do próprio chip. Foto por cortesia da NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Tubo de vácuo

Um circuito integrado, ou IC, é um pequeno chip que pode funcionar como amplificador, oscilador, temporizador, microprocessador ou mesmo memória de computador. Um CI é um pequeno wafer, geralmente feito de silício, que pode conter de centenas a milhões de transistores, resistências e capacitores. Estes componentes eletrônicos extremamente pequenos podem realizar cálculos e armazenar dados usando tecnologia digital ou analógica.
Os circuitos integrados digitais utilizam portões lógicos, que funcionam apenas com valores de um e zeros. Um sinal baixo enviado a um componente em um CI digital resultará em um valor 0, enquanto um sinal alto cria um valor de 1. Os CIs digitais são do tipo que você normalmente encontrará em computadores, equipamentos de rede e na maioria dos eletrônicos de consumo.
Os circuitos integrados analógicos, ou lineares, funcionam com valores contínuos. Isto significa que um componente em um CI linear pode pegar um valor de qualquer tipo e emitir outro valor. O termo “linear” é usado uma vez que o valor de saída é uma função linear da entrada. Por exemplo, um componente em um CI linear pode multiplicar um valor de entrada por um fator de 2,5 e emitir o resultado. Os circuitos integrados lineares são tipicamente usados na amplificação de áudio e radiofreqüência.