Atributos do produto

Documentos e medios

Clasificacións ambientais e de exportación

Circuítos integrados

Un circuíto integrado (IC) é un chip semicondutor que leva moitos compoñentes pequenos como capacitores, díodos, transistores e resistencias.Estes pequenos compoñentes utilízanse para calcular e almacenar datos coa axuda da tecnoloxía dixital ou analóxica.Podes pensar nun IC como un pequeno chip que se pode usar como un circuíto completo e fiable.Un circuíto integrado pode ser un contador, un oscilador, un amplificador, unha porta lóxica, un temporizador, unha memoria de ordenador ou mesmo un microprocesador.

Un IC considérase un bloque fundamental de todos os dispositivos electrónicos actuais.O seu nome suxire un sistema de múltiples compoñentes interconectados embebidos nun material semicondutor delgado feito de silicio.

Historia dos circuítos integrados 

A tecnoloxía detrás dos circuítos integrados foi introducida inicialmente en 1950 por Robert Noyce e Jack Kilby nos Estados Unidos de América.A Forza Aérea dos Estados Unidos foi o primeiro consumidor deste novo invento.Jack tamén Kilby gañou o Premio Nobel de Física en 2000 pola súa invención dos CI miniaturizados.

1,5 anos despois da introdución do deseño de Kilby, Robert Noyce presentou a súa propia versión do circuíto integrado.O seu modelo resolveu varios problemas prácticos no dispositivo de Kilby.Noyce tamén usou silicio para o seu modelo, mentres que Jack Kilby utilizou xermanio. 

Robert Noyce e Jack Kilby conseguiron patentes estadounidenses pola súa contribución aos circuítos integrados.Eles loitaron con problemas legais durante varios anos.Finalmente, tanto as empresas de Noyce como de Kilby decidiron conceder licenzas cruzadas para os seus inventos e introducilos nun enorme mercado global.

Tipos de circuítos integrados

Hai dous tipos de circuítos integrados.Estes son:

1. CI analóxicos

Os circuitos integrados analóxicos teñen unha saída constantemente variable, dependendo do sinal que reciben.En teoría, tales IC poden acadar un número ilimitado de estados.Neste tipo de IC, o nivel de saída do movemento é unha función lineal do nivel de entrada do sinal.

Os CI lineais poden funcionar como amplificadores de radiofrecuencia (RF) e audiofrecuencia (AF).O amplificador operacional (op-amp) é o dispositivo que se usa normalmente aquí.Ademais, un sensor de temperatura é outra aplicación común.Os circuitos integrados lineais poden activar e desactivar varios dispositivos unha vez que o sinal alcanza un determinado valor.Podes atopar esta tecnoloxía en fornos, quentadores e aire acondicionado. 

2. CI dixitais 

Estes son diferentes dos CI analóxicos.Non operan nun rango constante de niveis de sinal.Pola contra, operan nuns niveis preestablecidos.Os CI dixitais funcionan fundamentalmente coa axuda de portas lóxicas.As portas lóxicas usan datos binarios.Os sinais dos datos binarios teñen só dous niveis coñecidos como baixo (0 lóxico) e alto (1 lóxico).

Os CI dixitais úsanse nunha ampla gama de aplicacións como ordenadores, módems, etc.

Por que son populares os circuítos integrados?

A pesar de ser inventados hai case 30 anos, os circuítos integrados aínda se utilizan en numerosas aplicacións.Imos discutir algúns dos elementos responsables da súa popularidade: 

1.Escalabilidade 

Hai uns anos, os ingresos da industria de semicondutores alcanzaron os incribles 350 mil millóns de dólares.Intel foi o maior contribuínte aquí.Tamén había outros actores, e a maioría destes pertencían ao mercado dixital.Se observas os números, verás que o 80 por cento das vendas xeradas pola industria de semicondutores foron deste mercado.

Os circuítos integrados xogaron un papel importante neste éxito.Xa ves, os investigadores da industria de semicondutores analizaron o circuíto integrado, as súas aplicacións e as súas especificacións e ampliaron a escala.

O primeiro IC que se inventou tiña só uns poucos transistores, 5 para ser específicos.E agora vimos o Xeon de 18 núcleos de Intel cun total de 5.500 millóns de transistores.Ademais, o controlador de almacenamento de IBM tiña 7.100 millóns de transistores con 480 MB de caché L4 en 2015.

Esta escalabilidade xogou un papel importante na popularidade imperante dos circuítos integrados.

2. Custo

Houbo varios debates sobre o custo dun IC.Co paso dos anos, tamén houbo unha idea errónea sobre o prezo real dun IC.A razón detrás disto é que os IC xa non son un concepto simple.A tecnoloxía avanza a unha velocidade tremendamente rápida e os deseñadores de chips deben seguir este ritmo á hora de calcular o custo do IC.

Hai uns anos, o cálculo do custo dun IC adoitaba confiar na matriz de silicio.Nese momento, a estimación do custo dun chip podíase determinar facilmente polo tamaño da matriz.Aínda que o silicio aínda é un elemento principal nos seus cálculos, os expertos tamén deben considerar outros compoñentes ao calcular o custo do IC.

Ata agora, os expertos deduciron unha ecuación bastante sinxela para determinar o custo final dun IC:

Custo final do IC = Custo do paquete + Custo da proba + Custo da matriz + Custo do envío

Esta ecuación considera todos os elementos necesarios que xogan un papel importante na fabricación do chip.Ademais diso, pode haber algúns outros factores que poden ser considerados.O máis importante a ter en conta ao estimar os custos de IC é que o prezo pode variar durante o proceso de produción por varias razóns.

Ademais, calquera decisión técnica tomada durante o proceso de fabricación pode ter un impacto significativo no custo do proxecto.

3. Fiabilidade

A produción de circuítos integrados é unha tarefa moi delicada xa que require que todos os sistemas funcionen continuamente durante millóns de ciclos.Os campos electromagnéticos externos, as temperaturas extremas e outras condicións de funcionamento xogan un papel importante no funcionamento do IC.

Non obstante, a maioría destes problemas elimínanse co uso de probas de alto estrés controladas correctamente.Non proporciona novos mecanismos de falla, aumentando a fiabilidade dos circuítos integrados.Tamén podemos determinar a distribución de fallos nun tempo relativamente curto mediante o uso de tensións máis altas.

Todos estes aspectos axudan a asegurarse de que un circuíto integrado é capaz de funcionar correctamente.

Ademais, aquí tes algunhas características para determinar o comportamento dos circuítos integrados:

Temperatura

A temperatura pode variar drasticamente, facendo que a produción de IC sexa extremadamente difícil.

Voltaxe.

Os dispositivos funcionan a unha tensión nominal que pode variar lixeiramente.

Proceso

As variacións de proceso máis vitais utilizadas para os dispositivos son a tensión de limiar e a lonxitude da canle.A variación do proceso clasifícase como:

• Lote a lote
• Oblea a hostia
• Morrer para morrer

Paquetes de circuítos integrados

O paquete envolve a matriz dun circuíto integrado, facilitando a conexión a el.Cada conexión externa da matriz está ligada cun pequeno anaco de fío de ouro a un alfinete do paquete.Os pinos son terminais extrusionados que son de cor prata.Pasan polo circuíto para conectarse con outras partes do chip.Estes son moi esenciais xa que percorren o circuíto e conéctanse aos cables e ao resto dos compoñentes dun circuíto.

Hai varios tipos diferentes de paquetes que se poden usar aquí.Todos eles teñen tipos de montaxe únicos, dimensións únicas e número de pinos.Vexamos como funciona isto.

Contador de pins

Todos os circuítos integrados están polarizados e cada pin é diferente en función da súa función e localización.Isto significa que o paquete debe indicar e separar todos os pinos entre si.A maioría dos IC usan un punto ou unha muesca para mostrar o primeiro pin.

Unha vez que identificas a localización do primeiro pin, o resto dos números de pin aumentan nunha secuencia a medida que avanzas no sentido antihorario polo circuíto.

Montaxe

O montaxe é unha das características únicas dun tipo de paquete.Todos os paquetes pódense clasificar segundo unha das dúas categorías de montaxe: montaxe en superficie (SMD ou SMT) ou orificio pasante (PTH).É moito máis doado traballar con paquetes de orificios pasantes xa que son máis grandes.Están deseñados para ser fixados nun lado dun circuíto e soldados a outro.

Os paquetes de montaxe en superficie veñen en diferentes tamaños, desde pequenos ata minúsculos.Están fixados nun lado da caixa e están soldados á superficie.Os alfinetes deste paquete son ou ben perpendiculares ao chip, espreme-los lateralmente ou, ás veces, están situados nunha matriz na base do chip.Os circuítos integrados en forma de montaxe en superficie tamén requiren ferramentas especiais para montar.

Dobre en liña

O paquete en liña dual (DIP) é un dos paquetes máis comúns.Este é un tipo de paquete IC de orificio pasante.Estes pequenos chips conteñen dúas filas paralelas de pinos que se estenden verticalmente nunha carcasa rectangular negra de plástico.

Os pinos teñen un espazo de aproximadamente 2,54 mm entre eles, un estándar perfecto para encaixar en placas de proba e algunhas outras placas de prototipado.Dependendo do número de pins, as dimensións xerais do paquete DIP poden variar de 4 a 64.

A rexión entre cada fila de pinos está espaciada para permitir que os IC DIP se superpoñan á rexión central dunha placa.Isto asegúrate de que os pinos teñan a súa propia fila e non sexan curtos.

Esquema pequeno

Os paquetes de circuítos integrados de contorno pequeno ou SOIC son similares a un montaxe en superficie.Constitúese dobrando todos os pinos nun DIP e encollendo.Podes montar estes paquetes cunha man firme e mesmo co ollo pechado. Así de sinxelo!

Quad Flat

Os paquetes Quad Flat dispoñen alfinetes nas catro direccións.O número total de pinos nun IC cuádruple plano pode variar desde oito pinos nun lado (32 en total) ata setenta pinos nun lado (300+ en total).Estes pinos teñen un espazo de aproximadamente 0,4 mm a 1 mm entre eles.As variantes máis pequenas do paquete cuádruple plano consisten en paquetes de baixo perfil (LQFP), finos (TQFP) e moi finos (VQFP).

Arrays Ball Grid

Ball Grid Arrays ou BGA son os paquetes de IC máis avanzados.Estes son pequenos paquetes incriblemente complicados nos que pequenas bólas de soldadura están configuradas nunha reixa bidimensional na base do circuíto integrado.Ás veces, os expertos colocan as bolas de soldadura directamente na matriz.

Os paquetes Ball Grid Arrays adoitan utilizarse para microprocesadores avanzados, como o Raspberry Pi ou o pcDuino.