อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานทุกชิ้นสร้างเป็นหน่วยเดียว ก่อนการประดิษฐ์ของ วงจรรวม (ICs) ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวไดโอดตัวต้านทานตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำไม่ต่อเนื่องกัน วงจรหรือระบบใด ๆ สามารถสร้างเอาต์พุตที่ต้องการตามอินพุต ระบบใด ๆ ที่สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้ส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องและโดย IC ร่างกายเราไม่สามารถใส่ได้ทั้งหมด วงจรไม่ต่อเนื่องหลายวงจร บนแผ่นซิลิกอนเรียกง่ายๆว่าวงจรรวม วงจรรวมประกอบด้วยเวเฟอร์ซิลิกอนไม่ได้ใส่ (หรือวาง) ลงบนซิลิคอนเวเฟอร์ ดังนั้นสิ่งสำคัญคือการสร้าง IC ส่วนประกอบแยกทั้งหมดที่ประมวลผลบนเวเฟอร์ซิลิกอน แต่แล้วอีกครั้งเรามีปัญหาวงจรแยกบางส่วนอาจไม่สามารถสร้างขึ้นบนเวเฟอร์ซิลิกอนได้ในขณะที่เรากำลังผลิต IC
ความแตกต่างระหว่างวงจรไม่ต่อเนื่องและวงจรรวม
วงจรไม่ต่อเนื่อง
วงจรแยกถูกสร้างขึ้นจากส่วนประกอบที่ผลิตแยกกัน ต่อมาส่วนประกอบเหล่านี้จะเชื่อมต่อเข้าด้วยกันโดยใช้สายไฟบนแผงวงจรหรือ แผงวงจรพิมพ์ . ทรานซิสเตอร์เป็นหนึ่งในส่วนประกอบหลักที่ใช้ในวงจรไม่ต่อเนื่องและสามารถใช้การรวมกันของทรานซิสเตอร์เหล่านี้เพื่อสร้างลอจิกเกต เหล่านี้ ลอจิกเกตสามารถใช้เพื่อรับเอาต์พุตที่ต้องการจากอินพุต . วงจรแยกสามารถออกแบบให้ทำงานที่แรงดันไฟฟ้าสูงขึ้น
วงจรไม่ต่อเนื่องบน PCB
ข้อเสียของวงจรไม่ต่อเนื่อง
- การประกอบและเดินสายส่วนประกอบแยกแต่ละชิ้นใช้เวลานานกว่าและใช้พื้นที่มากขึ้น
- การเปลี่ยนส่วนประกอบที่ล้มเหลวมีความซับซ้อนในวงจรหรือระบบที่มีอยู่
- จริงๆแล้วองค์ประกอบต่างๆเชื่อมต่อกันโดยใช้กระบวนการบัดกรีซึ่งอาจทำให้ความน่าเชื่อถือน้อยลง
- เพื่อเอาชนะปัญหาด้านความน่าเชื่อถือและการอนุรักษ์พื้นที่จึงได้มีการพัฒนาวงจรรวม
วงจรรวม
วงจรรวมเป็นกล้องจุลทรรศน์ อาร์เรย์ของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ และ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (ตัวต้านทานตัวเก็บประจุตัวเหนี่ยวนำ ... ) ที่กระจายหรือฝังลงบนพื้นผิวของ วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ เวเฟอร์เช่นซิลิคอน วงจรรวมที่คิดค้นโดย Jack Kilby ในปี 1950 ชิปมักเรียกว่าวงจรรวม (IC)
โครงสร้างพื้นฐานของ IC
IC เหล่านี้บรรจุในฝาปิดด้านนอกที่เป็นของแข็งซึ่งสามารถทำจากวัสดุฉนวนที่มีการนำความร้อนสูงและมีขั้วสัมผัส (หรือที่เรียกว่าพิน) ของวงจรที่ออกมาจากตัวของ IC
ขึ้นอยู่กับการกำหนดค่าพิน IC ประเภทต่างๆ มีบรรจุภัณฑ์
- แพ็คเกจ Dual In-line (DIP)
- พลาสติก Quad Flat Pack (PQFP)
- Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA)
ประเภทของบรรจุภัณฑ์ ICs
ทรานซิสเตอร์เป็นส่วนประกอบหลักในการผลิต IC . ทรานซิสเตอร์เหล่านี้อาจเป็นทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์หรือทรานซิสเตอร์แบบฟิลด์เอฟเฟกต์ขึ้นอยู่กับการใช้ไอซี เนื่องจากเทคโนโลยีมีการเติบโตในแต่ละวันจำนวนทรานซิสเตอร์ที่รวมอยู่ใน IC ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ขึ้นอยู่กับจำนวนของทรานซิสเตอร์ใน IC หรือชิป IC จะแบ่งออกเป็นห้าประเภทดังต่อไปนี้
ส. เลขที่ | หมวด IC | จำนวนทรานซิสเตอร์ที่รวมอยู่ในชิป IC ตัวเดียว |
1 | การบูรณาการขนาดเล็ก (SSI) | สูงถึง 100 |
สอง | การรวมมาตราส่วนปานกลาง (MSI) | ตั้งแต่ 100 ถึง 1,000 |
3 | การผสานรวมขนาดใหญ่ (LSI) | ตั้งแต่ 1,000 ถึง 20K |
4 | การรวมมาตราส่วนขนาดใหญ่มาก (VLSI) | จาก 20K ถึง 1000000 |
5 | การรวมเครื่องชั่งขนาดใหญ่พิเศษ (ULSI) | ตั้งแต่ 10,00,000 ถึง 1,00,00,000 |
ข้อดีของวงจรรวมมากกว่าวงจรไม่ต่อเนื่อง
- วงจรรวมที่มีขนาดค่อนข้างเล็กเกือบ 20,000 ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์สามารถรวมอยู่ในชิป IC หนึ่งตารางนิ้ว
- วงจรที่ซับซ้อนจำนวนมากถูกสร้างขึ้นบนชิปตัวเดียวและด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบวงจรที่ซับซ้อน และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ
- IC’s จะให้ความน่าเชื่อถือสูง จำนวนการเชื่อมต่อที่น้อยกว่า
- มีจำหน่ายในราคาประหยัดเนื่องจากการผลิตจำนวนมาก
- IC ใช้พลังงานน้อยมากหรือใช้พลังงานน้อย
- สามารถเปลี่ยนจากวงจรอื่นได้อย่างง่ายดาย
ข้อเสียของวงจรรวม
- หลังจากการสร้าง IC แล้วจะไม่สามารถปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์ที่วงจรรวมจะทำงานได้
- เมื่อส่วนประกอบใน IC ได้รับความเสียหายจะต้องเปลี่ยน IC ใหม่ทั้งหมด
- สำหรับค่าความจุที่สูงขึ้น (> 30pF) ใน IC เราควรต้องเชื่อมต่อส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องภายนอก
- ไม่สามารถผลิตไอซีกำลังสูง (มากกว่า 10W)
จากข้อมูลข้างต้นเราสามารถสรุปได้ว่าโดยทั่วไปแล้ววงจรรวมเป็นวงจรขนาดเล็กที่ประดิษฐ์ขึ้นบนชิปซิลิกอนตัวเดียวดังนั้นจึงให้ผลลัพธ์ที่ประหยัดได้มากในแง่ของพื้นที่ ในขณะที่วงจรแยกประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้งานและแบบพาสซีฟต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อกับก PCB ด้วยความช่วยเหลือของกระบวนการบัดกรี . เราหวังว่าคุณจะมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับแนวคิดนี้นอกจากนี้คำถามใด ๆ เกี่ยวกับแนวคิดนี้หรือ เพื่อดำเนินโครงการอิเล็กทรอนิกส์ โปรดแสดงความคิดเห็นของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง นี่คือคำถามสำหรับคุณ หน้าที่หลักของ IC คืออะไร เหรอ?