Bagaimana Sirkuit Terpadu Bekerja, Secara Fisik?

Bagaimana Sirkuit Terpadu Bekerja, Secara Fisik?

Sirkuit terintegrasi Diartikan sebagai rangkaian yang terdiri dari elemen-elemen yang tidak dapat dipisahkan dan saling berhubungan secara elektrik sedemikian rupa sehingga IC tidak dapat dipisahkan karena alasan perdagangan dan konstruksi. Berbagai teknologi dapat digunakan untuk membangun sirkuit semacam itu. Sekarang apa yang kita sebut IC, pada awalnya dikenal sebagai sirkuit terintegrasi monolitik. Dipercaya bahwa Kilby menciptakan IC kerja pertama pada tahun 1958 dan dia memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 2000 untuk kerja kerasnya. Pembeli pertama untuk penemuan ini adalah Angkatan Udara AS.



Apa itu Sirkuit Terpadu?

Sirkuit terpadu (IC), kadang-kadang disebut chip atau microchip, adalah wafer semikonduktor tempat dibuatnya ribuan atau jutaan resistor, kapasitor, dan transistor kecil. Sebuah IC dapat berfungsi sebagai penguat, osilator, timer, counter, memori komputer, atau mikroprosesor. IC yang tepat dikategorikan sebagai linier (analog) atau digital tergantung pada aplikasi masa depannya. Sirkuit terpadu mendistorsi semua itu. Ide dasarnya adalah untuk mendapatkan rangkaian lengkap, dengan banyak komponen dan koneksi di antara mereka, dan merekonstruksi semuanya dalam bentuk mikroskopis kecil di permukaan selembar silikon. Itu adalah ide yang sangat cerdas dan telah memungkinkan semua jenis gadget 'mikroelektronika' mulai dari jam tangan digital dan kalkulator saku hingga roket pendaratan di bulan dan senjata dengan navigasi satelit built-in.


Bagaimana Sirkuit Terpadu Dibuat?

Bagaimana kita membangun sebuah chip memori atau prosesor untuk sebuah komputer? Semuanya dimulai dengan elemen senyawa mentah seperti silikon, yang diolah secara kimiawi atau diolah untuk membuatnya dan memiliki sifat listrik yang berbeda.





Simbol Sirkuit Terpadu

Simbol Sirkuit Terpadu

Semikonduktor Doping

Secara konvensional, orang berpikir tentang pemasangan peralatan ke dalam dua kategori yang rapi: yang memungkinkan listrik mengalir melaluinya dengan cukup mudah (konduktor) dan yang tidak (isolator). Logam merupakan penyusun sebagian besar konduktor, sedangkan non logam seperti plastik, kayu, dan kaca adalah isolatornya. Faktanya, pengaruhnya jauh lebih kompleks daripada ini, terutama jika berkaitan dengan penentuan unsur di tengah tabel periodik (dalam golongan 14 dan 15), terutama silikon dan germanium. Biasanya, isolator adalah elemen yang disiapkan untuk bekerja lebih seperti konduktor jika kita memasukkan sejumlah kecil pengotor ke dalamnya dalam prosedur yang dikenal sebagai doping.



Desain Sirkuit Terpadu

Desain Sirkuit Terpadu

Jika Anda menambahkan antimon ke silikon, Anda memberinya sedikit elektron ekstra daripada yang biasanya mencakup daya untuk menghantarkan listrik. Silikon yang 'didoping' dengan cara itu disebut silikon tipe-n. Ketika Anda menambahkan boron dan bukan antimon, Anda mengambil beberapa elektron silikon, meninggalkan 'lubang' yang berfungsi sebagai 'elektron negatif', selanjutnya, mentranspor arus listrik positif dengan cara yang berlawanan. Jenis silikon seperti itu disebut tipe-p. Menempatkan area silikon tipe-n dan tipe-p berdampingan untuk membuat persimpangan di mana elektron bertindak dengan cara yang sangat menarik adalah cara kita menghasilkan secara elektronik, perangkat semikonduktor seperti dioda, transistor, dan memori.

Di dalam Pabrik Chip

Prosedur pembuatan integrated circuit dimulai dari satu kristal silikon berukuran besar, berbentuk seperti pipa padat yang panjang, yang di “iris salami” menjadi cakram tipis (seukuran cakram padat) yang disebut wafer. Wafer ditandai di banyak area persegi atau persegi panjang yang identik, yang masing-masing akan membentuk satu chip silikon (kadang-kadang disebut microchip). Ribuan, jutaan, atau milyaran peralatan kemudian diproduksi pada setiap chip dengan mendoping area permukaan yang berbeda untuk mengubahnya menjadi silikon tipe-n atau tipe-p.


Di dalam Chip Bekerja

Di dalam Chip Bekerja

Doping diselesaikan oleh berbagai proses yang berbeda. Di salah satunya, yang dikenal sebagai sputtering, ion bahan doping ditembakkan ke wafer silikon seperti peluru dari pistol. Satu lagi prosedur yang disebut deposisi uap melibatkan memasukkan bahan doping sebagai gas dan membiarkannya terkonsentrasi sedemikian rupa sehingga atom pengotor menghasilkan film tipis pada permukaan wafer silikon. Epitaxial berkas molekul adalah bentuk pernyataan yang jauh lebih akurat.

Tentu saja, sirkuit terpadu bangunan yang mengemas ratusan, jutaan, atau milyaran peralatan ke dalam chip silikon seukuran kuku semuanya sedikit lebih sulit daripada kedengarannya. Bayangkan kekacauan ketika titik tanah bisa bernalar ketika Anda bekerja pada skala mikroskopis (atau kadang-kadang bahkan Nanoscopic). Itulah mengapa semikonduktor disiapkan di lingkungan laboratorium tanpa noda yang disebut kamar bersih, di mana udaranya disaring dengan cermat dan karyawan harus keluar masuk melalui kunci udara yang menghabiskan semua jenis pakaian pelindung.

Jenis Sirkuit Terpadu

Berbagai jenis sirkuit terintegrasi yang meliputi berikut ini

Sirkuit Terpadu Digital

Jenis IC ini memiliki dua tingkat yang ditentukan: 1 dan 0 yang menyiratkan bahwa keduanya bekerja pada matematika biner di mana 1 berarti on dan 0 berarti off. IC semacam itu dicapai dengan rajin karena mengandung lebih dari jutaan sandal jepit, gerbang logika dan yang lainnya, semuanya digabungkan ke dalam satu chip. Contoh IC digital termasuk mikrokontroler dan mikroprosesor .

Jenis Sirkuit Terpadu

Jenis Sirkuit Terpadu

  • IC Logika
  • Chip Memori,
  • IC antarmuka (pemindah level, serializer / de-serializer, dll.)
  • IC Manajemen Daya
  • Perangkat yang Dapat Diprogram

Sirkuit Terpadu Analog

Itu sirkuit terintegrasi analog bekerja dengan menangani sinyal kontinu dan mampu melakukan tugas-tugas seperti pemfilteran, penguatan, demodulasi dan modulasi dll. Sensor, OP-AMP pada dasarnya adalah IC Analog .

  • IC linier
  • IC RF

Sinyal Campuran

Ketika IC digital dan analog digunakan pada satu chip, IC yang dihasilkan dikenal sebagai sirkuit terintegrasi sinyal campuran.

  • IC Akuisisi Data (termasuk konverter A / D, konverter D / A, potensiometer digital)
  • IC jam / waktu

Penggunaan Sirkuit Terpadu

Sirkuit terpadu menggunakan bahan semikonduktor (baca chip) sebagai meja kerja dan seringkali silikon dipilih untuk tugas tersebut. Setelah itu, komponen listrik seperti dioda, transistor dan resistor, dll. ditambahkan ke chip ini dalam bentuk yang diperkecil. Komponen listrik disatukan sedemikian rupa sehingga mampu melakukan banyak tugas dan perhitungan. Silikon dikenal sebagai wafer dalam perakitan ini.

Aplikasi Sirkuit Terpadu

Aplikasi IC meliputi yang berikut ini

  • Radar
  • Jam tangan
  • Televisi
  • Pembuat Jus
  • Buah
  • Prosesor Video
  • Amplifier Audio
  • Perangkat Memori
  • Perangkat Logika
  • Frekuensi Radio Encoder dan Decoder

Pada artikel kali ini sudah kita bahas secara singkat mengenai integrated circuit termasuk apa itu integrated circuit, bagaimana integrated circuit dibuat, dan lain sebagainya. Dua jenis metode telah digunakan untuk membangun sirkuit terintegrasi dengan bantuan semikonduktor doping, di dalam pabrik chip. Kami telah berurusan dengan berbagai jenis sirkuit terintegrasi seperti sirkuit terintegrasi digital, sirkuit terintegrasi analog dan akhirnya sinyal campuran dengan contoh. Selain itu penggunaan integrated circuit dan aplikasi integrated circuit juga telah dibahas.

Selanjutnya, untuk setiap pertanyaan tentang konsep ini atau untuk melaksanakan proyek listrik dan elektronik , tolong berikan saran berharga Anda dengan berkomentar di bagian komentar di bawah. Ini pertanyaan untukmu, apa fungsi utama dari sebuah IC?