Entegre Devrenin Temelleri

Yeni gadget’ınızın yapımına neyin girdiğini hiç merak ettiniz mi? Elektronik devreler, bir silikon parçası üzerinde dirençler ve diyotlarla oluşturulmuş bireysel transistörlerden oluşur. Bireysel bileşenler genellikle çipin yüzeyine alüminyum “teller” kullanılarak bağlanır. Bu süreç, IC veya entegre devrelerin oluşumuyla sonuçlanır. Bu IC’ler milyonlarca veya sadece birkaç transistör içerir. IC’ler, video oyunlarının, bilgisayarların, dijital saatlerin ve günümüzün yüksek teknolojili araçlarının çoğunun oluşturulmasından sorumludur.

IC’ler genellikle ikiye ayrılır: analog / doğrusal ve dijital / mantık. Ancak en karmaşık IC’ler, bir çip oluştururken dijital ve analog işlevleri birleştirir. Örnek olarak, dijital çipler bazen bir analog / doğrusal voltaj regülatörü içerirken, bazı analog çipler dahili dijital sayaç içerir. Entegre devrelerin birleştirilmesi genellikle performansı artırmak veya bir ürüne, genellikle yalnızca zamanlayıcılarla mümkün olan sayaçlara zaman gecikmeleri vermek gibi yeni özellikler eklemek için yapılır. Bu çipler çok sayıda farklı paket halinde gelir. Günümüzde, en popüler ve alışılmış türler DIP (Dual In-line Paket) çeşitleridir. Seramik veya plastikler, dört ile 100 arasında değişen pimlere sahip standart DIP’lerin olağan bileşenleridir. Metaller de DIP’lerin yapımında kullanılır, ancak çoğu üretici bunları daha uygun maliyetli plastik DIP’lerle değiştirmeyi tercih eder.

Kombinasyon IC’leri ve DIP’lerin popülaritesine rağmen, ayrı entegre devreler için hala talepler vardır. Analog IC’lerin çıkış ve giriş voltajı seviyeleri geniş bir spektrumda büyük farklılıklar gösterir. Ancak bu değişikliklere rağmen, çıkış voltajları hala bir çizgi grafiği oluşturan giriş voltajlarıyla doğru orantılıdır. Analog IC’lerin doğrusal olarak adlandırılmasının nedeni budur. Farklı analog IC türleri vardır, ancak en popüler ve yaygın türleri arasında voltaj regülatörleri ve işlemsel yükselticiler bulunur. Voltaj regülatörleri, girişlere uygulanan voltajları değişken voltajlara dönüştürür. Standart voltaj regülatörleri, standart bir op-amp’in yapabileceğinden daha fazla güce ihtiyaç duyan sürüş yüklerini yönetmek için çipler için fazla transistörlere sahiptir. Bu voltaj regülatörlerinin çoğunda metal tırnaklar bulunur veya yongalardan aşırı ısıyı yaymaya yardımcı olmak için metal ambalaj içerir. TV, radyo, bilgisayarlar ve telefon iletişimi için faz kilitlemeli döngüler ve ses amplifikatörleri gibi op-amp’leri içeren özel doğrusal IC’ler yapılır. Operasyonel amplifikatörler genellikle en kullanışlı ve çok yönlü olarak kabul edilir. Tasarımları temelde matematiksel işlemler yapmak için tasarlanmış olsa da, aynı zamanda girişlerin voltaj ve sinyallerindeki farklılıkları da artırır.

Dijital entegre devreler, tasarımların karmaşıklığına bakılmaksızın “kapılar” dan oluşur. Bu kapılar, açılıp kapanan anahtarlar gibi çalışır. Bir dijital IC birkaç geçit içerir ve iki giriş kapısı olan bir IC genellikle bir mantık geçidi olarak adlandırılır. Girişler ve kapılardaki artış, bir IC’nin mantıksal işlemleri gerçekleştirme yeteneğini artırır. Sonuç olarak, dijital IC’ler genellikle bilgi transferlerinde ve değişimlerinde kullanılır. IC’ler, bilgisayarlar gibi ortalama cihazların sadece küçük bileşenleridir. Ancak bu cihazlar, bu IC’lerin çalışmasının verimliliğine güveniyor.