Circuito integrado – Saiba Tudo Sobre

Os Circuitos Integrados (IC) são definidos como o circuito que compreende elementos inseparáveis ​​e eletricamente interligados de tal forma que o Circuito Integrado não pode ser separado por razões comerciais e de construção. Inúmeras tecnologias podem ser usadas para construir esse circuito. Hoje, o que chamamos de ICs era originalmente conhecido como Circuito Integrado Monolítico.

Acredita-se que Kilby tenha criado o primeiro IC funcional em 1958 e ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2000 por seu trabalho árduo. O primeiro comprador desta invenção foi a Força Aérea dos Estados Unidos.

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O que é um circuito integrado?

O Circuito Integrado (IC), às vezes chamado de chip ou microchip, é um wafer semicondutor (silício) que é formado pela fabricação de vários componentes elétricos e eletrônicos, tais como: resistores, capacitores, transistores, etc. Um IC pode funcionar como um amplificador, oscilador, temporizador, contador, memória de computador ou microprocessador.

Um IC é classificado como linear (analógico) ou digital, dependendo de sua futura aplicação. Os circuitos integrados distorceram tudo isso. A ideia fundamental era obter um circuito completo, com muitos componentes e conexões entre eles, e reconstruir tudo de forma microscópica na superfície de um pedaço de silício. Foi uma ideia incrivelmente inteligente e tornou possível todos os tipos de dispositivos “microeletrônicos”, desde relógios digitais e calculadoras de bolso até foguetes e armas de pouso na lua com navegação por satélite embutida.

Tipos de circuitos integrados

Todos os dispositivos eletrônicos que usamos em nosso dia a dia, como telefones celulares, laptops, geladeiras, computadores, televisores e todos os outros dispositivos elétricos e eletrônicos, são feitos com alguns circuitos simples ou complexos. Os circuitos eletrônicos são feitos usando vários componentes elétricos e eletrônicos conectados entre si por patch cords ou fios condutores para o fluxo de corrente elétrica através dos vários componentes do circuito, como resistores, capacitores, indutores, diodos, transistores, etc.

Os circuitos podem ser classificados em diferentes tipos com base em diferentes critérios, tais como, dependendo das conexões: circuitos em série e circuitos paralelos; com base no tamanho e processo de fabricação do circuito: circuitos integrados e circuitos discretos; e, dependendo do sinal utilizado no circuito: circuitos analógicos e circuitos digitais.

Os circuitos integrados são classificados em circuitos integrados analógicos, circuitos integrados digitais e circuitos integrados mistos.

Circuitos integrados digitais

Este tipo de CI tem dois níveis definidos: 1 e 0, o que implica que eles funcionam em matemática binária, onde 1 significa ligado e 0 significa desligado. Esses circuitos integrados são diligentemente realizados, pois contêm vários flip-flops, multiplexadores, portas lógicas digitais e outros componentes eletrônicos, todos integrados em um único chip. Exemplos de circuitos integrados digitais incluem microcontroladores e microprocessadores.

A figura acima mostra as etapas envolvidas no projeto de um circuito integrado digital típico. Esses circuitos integrados digitais são freqüentemente usados ​​em computadores, microprocessadores, processadores de sinais digitais, redes de computadores e contadores de frequência. Existem diferentes tipos de circuitos integrados digitais, como:

  • Circuitos Integrados Programáveis
  • Circuitos Lógicos Integrados
  • Chips de Memória
  • Circuitos integrados de gerenciamento de energia
  • Circuitos de interface integrados.

Circuitos Integrados Analógicos

Os circuitos integrados analógicos funcionam endereçando sinais contínuos e são capazes de realizar tarefas como filtragem, amplificação, demodulação e modulação, etc. Os sensores OP-AMP são essencialmente circuitos integrados analógicos.

Estes são subdivididos em circuitos integrados lineares e circuitos integrados de radiofrequência. Na verdade, a relação entre a tensão e a corrente pode não ser linear em alguns casos ao longo de uma longa faixa do sinal analógico contínuo.

O CI analógico freqüentemente usado é um amplificador operacional, semelhante ao amplificador diferencial, mas tem um ganho de voltagem muito alto. Ele consiste em um número muito menor de transistores em comparação com os circuitos integrados digitais, e ferramentas de simulação computadorizadas são usadas para desenvolver circuitos integrados específicos de aplicativos analógicos (ASICs analógicos).

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Circuitos Integrados de Sinal Misto

Os circuitos integrados obtidos pela combinação de circuitos integrados analógicos e digitais em um único chip são chamados de Circuitos Integrados de Sinal Misto. Esses ICs funcionam como conversores digital para analógico, conversores analógico para digital e ICs de relógio / temporização.

Outros tipos de circuitos integrados

Circuitos Lógicos

Esses circuitos integrados são projetados usando portas lógicas que funcionam com entrada e saída binárias (0 ou 1). Eles são usados ​​principalmente como tomadores de decisão. De acordo com a lógica ou tabela verdade das portas lógicas, todas as portas lógicas conectadas ao IC fornecem uma saída baseada no circuito conectado dentro do IC, portanto, essa saída é usada para realizar uma tarefa específica. Alguns ICs lógicos são mostrados acima.

Comparadores

Os CIs de comparação são usados ​​como comparadores para comparar as entradas e, em seguida, produzir uma saída com base na comparação do CI.

Circuitos de comutação integrados

Os CIs de chaveamento são projetados com o uso de transistores e são usados ​​para realizar operações de chaveamento. A figura acima é um exemplo que mostra um switch IC SPDT.

Amplificadores de áudio

Os amplificadores de áudio são um dos muitos tipos de circuitos integrados usados ​​para amplificação de áudio. Eles geralmente são usados ​​em alto-falantes de áudio, circuitos de televisão, etc. O circuito acima mostra o IC do amplificador de áudio de baixa tensão.

Amplificadores operacionais

Amplificadores operacionais são circuitos integrados frequentemente usados, semelhantes aos amplificadores de áudio usados ​​para amplificação de áudio. Esses amplificadores operacionais são usados ​​para fins de amplificação e esses ICs funcionam de forma semelhante aos circuitos amplificadores de transistor. A configuração do pino IC do 741 op amp é mostrada na figura acima.

Circuitos de temporizador integrados

Os temporizadores são circuitos integrados para fins especiais usados ​​para contar e rastrear o tempo nas aplicações pretendidas. O diagrama de bloco do circuito interno do IC do temporizador LM555 é mostrado no circuito acima.

Os circuitos integrados também são classificados com base no processo de fabricação e na tecnologia de embalagem. Existem vários tipos de circuitos integrados entre os quais, um circuito integrado funcionará como um temporizador, contador, registrador, amplificador, oscilador, porta lógica, somador, microprocessador, etc.

Os circuitos integrados convencionais são reduzidos no uso prático, devido à invenção da nanoeletrônica e à miniaturização dos circuitos integrados que continua com essa tecnologia nanoeletrônica. No entanto, os circuitos integrados convencionais ainda não foram substituídos pela nanoeletrônica, mas o uso de circuitos integrados convencionais está diminuindo parcialmente.

Para que serve um circuito integrado?

O circuito integrado usa um material semicondutor (chips de leitura) como a mesa de trabalho e o silício é frequentemente selecionado para a tarefa. Posteriormente, os componentes elétricos, como diodos, transistores e resistores, etc. são adicionados a este chip de forma minimizada. Os componentes elétricos são interligados de tal forma que podem realizar várias tarefas e cálculos. O silício é conhecido como wafer neste conjunto.

Aplicações de Circuito Integrado

As aplicações de um circuito integrado são as seguintes:

  • Radar
  • Relógios de pulso
  • Televisores
  • Fabricantes de suco
  • Computador / Computador
  • Processadores de Vídeo
  • Amplificadores de áudio
  • Dispositivos de Memória
  • Dispositivos Lógicos
  • Codificadores e decodificadores de radiofrequência

Neste artigo, discutimos brevemente sobre o circuito integrado, incluindo o que é um circuito integrado, como funcionam os circuitos integrados, etc. Dois tipos de métodos têm sido usados ​​para construir circuitos integrados com a ajuda de um semicondutor de dopagem, dentro de uma fábrica de chips.

Cobrimos os diferentes tipos de circuitos integrados, como circuitos integrados digitais, circuitos integrados analógicos e, finalmente, sinais mistos com exemplos. Além disso, os usos de circuitos integrados e aplicações de circuitos integrados também foram discutidos.

Além disso, para qualquer dúvida sobre este conceito ou para implementar os projetos elétricos e eletrônicos, dê suas valiosas sugestões comentando na seção de comentários abaixo. Aqui está uma pergunta para você, qual é a principal função de um IC?