IC vs kiip
Integraallülituse leiutaja Jack Kilby enda sõnade kohaselt on integraallülitus pooljuhtmaterjalist koosnev korpus, kus kõik elektroonilise vooluahela komponendid on täielikult integreeritud. Tehniliselt on integreeritud vooluahel elektrooniline vooluahel või seade, mis on ehitatud pooljuhtsubstraadile (alusele) kihi abil mikroelementide difusiooni teel sellele. Integreeritud vooluahela tehnoloogia leiutamine 1958. aastal tegi maailmas enneolematu pöörde. Kiip on levinud termin, mida kasutatakse integraallülituste jaoks.
Lisateave integreeritud vooluahelate kohta
Integreeritud vooluahelad ehk IC-d on seadmed, mida tänapäeval kasutatakse peaaegu igas elektroonikaseadmes. Pooljuhttehnoloogia ja valmistamismeetodite väljatöötamine viib integraallülituste leiutamiseni. Enne mikrolülituse leiutamist kasutasid kõik arvutusülesannete jaoks mõeldud seadmed loogikaväravate ja lülitite jaoks vaakumtorusid. Vaakumtorud on oma olemuselt suhteliselt suured ja palju energiat tarbivad seadmed. Mis tahes vooluahela jaoks tuli diskreetse vooluahela elemendid ühendada käsitsi. Nende tegurite mõju põhjustas üsna väikeste arvutusülesannete jaoks üsna suured ja kallid elektroonikaseadmed. Seetõttu oli viis aastakümmet tagasi olnud arvuti tohutult suur ja väga kallis ning personaalarvutid olid väga kauge unistus.
Pooljuhtpõhised transistorid ja dioodid, millel on suurem energiatõhusus ja mikroskoopilised mõõtmed, asendasid vaakumtorud ja nende kasutusalad. Seega saaks väikesele pooljuhtmaterjalile integreerida suure vooluahela, mis võimaldab luua keerukamaid elektroonilisi seadmeid. Kuigi esimestel integraallülitustel oli ainult väike arv transistoreid, on praegu miljardit transistorit integreeritud pöidla piirkonnas. Inteli kuuetuumaline Core i7 (Sandy Bridge-E) protsessor sisaldab 2 270 000 000 transistorit 434 mm² suuruses ränitükis. IC-s sisalduvate transistoride arvu põhjal liigitatakse need mitmesse põlvkonda.
SSI - väikesemahuline integreerimine - mitu transistorit (<100)
MSI - Medikumi skaala integreerimine - sadu transistore (<1000)
LSI - suuremahuline integreerimine - tuhanded transistorid (10 000 ~ 10000)
VLSI - väga suurte mõõtmetega integreerimine - miljonitest miljarditesse (106 ~ 10 9)
Ülesande põhjal jaotatakse IC-d kolme kategooriasse: digitaalne, analoog ja segasignaal. Digitaalsed mikroprotsessorid, mis on kavandatud töötama diskreetsetel pingetasemetel ja sisaldavad digitaalseid elemente nagu plätud, multiplekserid, demultiplekserite kooderid, dekoodrid ja registrid. Digitaalsed IC-d on tavaliselt mikroprotsessorid, mikrokontrollerid, taimerid, väljaga programmeeritavad loogikamassiivid (FPGA) ja mäluseadmed (RAM, ROM ja Flash), analoog-IC-d aga andurid, operatsioonivõimendid ja kompaktsed toitehalduse ahelad. Analoog-digitaalsed muundurid (ADC) ja digitaal-analoog muundurid kasutavad nii analoogseid kui ka digitaalseid elemente; seetõttu töötlevad need IC-d nii diskreetseid kui ka pidevaid pingeväärtusi. Kuna mõlemat signaalitüüpi töödeldakse, nimetatakse neid sega IC-deks.
Mikrofonid on pakitud kõrge soojusjuhtivusega isoleermaterjalist valmistatud tahkesse väliskattesse, kus vooluahela kontaktklemmid (tihvtid) ulatuvad mikrokomponendi korpusest. Tihvtide konfiguratsiooni põhjal on saadaval palju IC-de pakendeid. Pakendiliikide näideteks on Dual In-line Package (DIP), Plastic Quad Flat Pack (PQFP) ja Flip-Chip Ball Grid Array (FCBGA).
Mis vahe on integraallülitusel ja kiibil?
• Integreeritud vooluringi nimetatakse ka kiibiks, kuna näo IC-d on paketis, mis sarnaneb kiibiga.
• Integreeritud vooluringide komplekt, mida sageli nimetatakse kiibikomplektiks, kui IC-komplekt.
