Bagaimana Komponen IC (Integrated Circuit) Bekerja, Secara Fisik?
Rangkaian Terpadu atau IC - Integrated Circuit adalah rangkaian yang terdiri dari elemen-elemen yang tidak dapat dipisahkan dan saling berhubungan secara elektrik sedemikian rupa sehingga IC tidak dapat dipisahkan dengan alasan penjualan dan konstruksi. Berbagai teknologi dapat digunakan untuk membangun rangkaian seperti itu.
Hari ini apa yang kita sebut IC, awalnya dikenal sebagai rangkaian terpadu monolitik. Dipercayai bahwa Kilby menciptakan IC pertama yang bekerja pada tahun 1958 dan ia memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 2000 atas kerja kerasnya. Pembeli pertama untuk penemuan ini adalah Angkatan Udara AS.
Rangkaian 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 pintar dan telah memungkinkan semua jenis "mikroelektronik" perangkat mulai dari jam tangan digital dan kalkulator saku hingga roket pendaratan di Bulan dan senjata dengan navigasi satelit bawaan.
Faktanya, efeknya jauh lebih kompleks dari ini, terutama dalam hal mendefinisikan elemen di tengah tabel periodik (dalam kelompok 14 dan 15), terutama silikon dan germanium. Biasanya, isolator adalah elemen yang dipersiapkan untuk melakukan lebih seperti konduktor jika kita memasukkan sejumlah kecil pengotor ke mereka dalam prosedur yang dikenal sebagai doping.
Jika Anda menambahkan antimon ke silikon, Anda memberinya sedikit elektron ekstra daripada yang biasanya mencakup daya untuk menghantarkan listrik. Silikon "didoping" dengan cara itu disebut silikon tipe-n. Ketika Anda menambahkan boron alih-alih antimon, Anda mengambil beberapa elektron silikon, meninggalkan "lubang/holes" yang berfungsi sebagai "elektron negatif,"; selanjutnya, mengangkut arus listrik positif dengan cara yang berlawanan.
Jenis silikon seperti ini disebut tipe-p. Menempatkan bidang silikon tipe-n dan tipe-p berdampingan untuk menciptakan persimpangan di mana elektron bertindak dengan cara yang sangat menarik adalah cara di mana kita menghasilkan secara elektronik, perangkat semikonduktor seperti Dioda, Transistor, dan Memori.
Ribuan, jutaan, atau milyaran aparatus kemudian diproduksi pada setiap keping dengan mendoping bidang yang berbeda pada permukaannya untuk mengubahnya menjadi silikon tipe-n atau tipe-p.
Doping diselesaikan oleh beragam proses yang berbeda. Di salah satu dari mereka, yang dikenal sebagai sputtering, ion dari bahan doping ditembakkan pada wafer silikon seperti peluru dari pistol.
Satu lagi prosedur yang disebut deposisi uap melibatkan memasukkan bahan doping sebagai gas dan membiarkannya berkonsentrasi sehingga atom pengotor menghasilkan film tipis pada permukaan wafer silikon. Epitaksi balok molekul adalah bentuk pernyataan yang jauh lebih akurat.
Tentu saja, membangun IC yang mengemas ratusan, jutaan, atau miliaran peralatan ke dalam chip silikon seukuran kuku semuanya sedikit lebih sulit daripada kedengarannya. Bayangkan kekacauan ketika sebuah titik kotoran bisa menjadi alasan ketika Anda bekerja pada skala mikroskopis (atau kadang-kadang bahkan Nanoskopik).
Itu sebabnya semikonduktor disiapkan di lingkungan laboratorium tanpa noda yang disebut clean rooms, di mana udara disaring dengan cermat dan karyawan harus masuk dan keluar melalui kunci udara dan menggunakan semua jenis pakaian pelindung.
Komponen listrik digabungkan bersama sedemikian rupa sehingga mereka dapat melakukan banyak tugas dan perhitungan. Silikon dikenal sebagai wafer dalam perakitan ini.
Dua jenis metode telah digunakan untuk membangun IC dengan bantuan semikonduktor doping, di dalam pabrik chip. Kami telah berurusan dengan berbagai jenis IC (Integrated Circuit) seperti IC digital, IC analog dan akhirnya IC sinyal campuran dengan contoh. Selain itu penggunaan IC dan aplikasi IC juga telah dibahas.
Hari ini apa yang kita sebut IC, awalnya dikenal sebagai rangkaian terpadu monolitik. Dipercayai bahwa Kilby menciptakan IC pertama yang bekerja pada tahun 1958 dan ia memenangkan Hadiah Nobel dalam Fisika pada tahun 2000 atas kerja kerasnya. Pembeli pertama untuk penemuan ini adalah Angkatan Udara AS.
Apa itu IC?
Integrated circuit (IC), kadang-kadang disebut chip atau microchip, adalah wafer semikonduktor tempat ribuan atau jutaan Resistor, Kapasitor, Dioda dan Transistor kecil dibuat. IC dapat berupa fungsi sebagai Penguat (amplifier), Osilator, Timer, Counter, Memori komputer, atau Mikroprosesor. IC yang tepat dikategorikan sebagai linier (analog) atau digital tergantung pada aplikasi yang akan datang.Rangkaian 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 pintar dan telah memungkinkan semua jenis "mikroelektronik" perangkat mulai dari jam tangan digital dan kalkulator saku hingga roket pendaratan di Bulan dan senjata dengan navigasi satelit bawaan.
Bagaimana IC dibuat?
Bagaimana kita membangun memori atau chip prosesor untuk komputer? Semuanya dimulai dengan elemen senyawa mentah seperti silikon, yang diolah secara kimia atau didoping untuk membuatnya dan memiliki sifat listrik yang berbeda.Doping Semikonduktor
Secara konvensional, orang berpikir tentang pemasangan peralatan ke dalam dua kategori rapi: yang memungkinkan listrik mengalir melaluinya dengan mudah (konduktor) dan yang tidak (isolator). Logam membentuk sebagian besar konduktor, sedangkan bukan logam seperti plastik, kayu, dan kaca adalah isolatornya.Faktanya, efeknya jauh lebih kompleks dari ini, terutama dalam hal mendefinisikan elemen di tengah tabel periodik (dalam kelompok 14 dan 15), terutama silikon dan germanium. Biasanya, isolator adalah elemen yang dipersiapkan untuk melakukan lebih seperti konduktor jika kita memasukkan sejumlah kecil pengotor ke mereka dalam prosedur yang dikenal sebagai doping.
Jika Anda menambahkan antimon ke silikon, Anda memberinya sedikit elektron ekstra daripada yang biasanya mencakup daya untuk menghantarkan listrik. Silikon "didoping" dengan cara itu disebut silikon tipe-n. Ketika Anda menambahkan boron alih-alih antimon, Anda mengambil beberapa elektron silikon, meninggalkan "lubang/holes" yang berfungsi sebagai "elektron negatif,"; selanjutnya, mengangkut arus listrik positif dengan cara yang berlawanan.
Jenis silikon seperti ini disebut tipe-p. Menempatkan bidang silikon tipe-n dan tipe-p berdampingan untuk menciptakan persimpangan di mana elektron bertindak dengan cara yang sangat menarik adalah cara di mana kita menghasilkan secara elektronik, perangkat semikonduktor seperti Dioda, Transistor, dan Memori.
Di dalam Chip IC
Prosedur pembuatan rangkaian terpadu dimulai dengan kristal tunggal besar silikon, berbentuk seperti pipa padat panjang, yang "salami diiris" menjadi cakram tipis (seukuran cakram kompak) yang disebut wafer. Wafer ditandai di banyak daerah persegi atau persegi yang identik, masing-masing akan membangun chip silikon tunggal (kadang-kadang disebut microchip).Ribuan, jutaan, atau milyaran aparatus kemudian diproduksi pada setiap keping dengan mendoping bidang yang berbeda pada permukaannya untuk mengubahnya menjadi silikon tipe-n atau tipe-p.
Doping diselesaikan oleh beragam proses yang berbeda. Di salah satu dari mereka, yang dikenal sebagai sputtering, ion dari bahan doping ditembakkan pada wafer silikon seperti peluru dari pistol.
Satu lagi prosedur yang disebut deposisi uap melibatkan memasukkan bahan doping sebagai gas dan membiarkannya berkonsentrasi sehingga atom pengotor menghasilkan film tipis pada permukaan wafer silikon. Epitaksi balok molekul adalah bentuk pernyataan yang jauh lebih akurat.
Tentu saja, membangun IC yang mengemas ratusan, jutaan, atau miliaran peralatan ke dalam chip silikon seukuran kuku semuanya sedikit lebih sulit daripada kedengarannya. Bayangkan kekacauan ketika sebuah titik kotoran bisa menjadi alasan ketika Anda bekerja pada skala mikroskopis (atau kadang-kadang bahkan Nanoskopik).
Itu sebabnya semikonduktor disiapkan di lingkungan laboratorium tanpa noda yang disebut clean rooms, di mana udara disaring dengan cermat dan karyawan harus masuk dan keluar melalui kunci udara dan menggunakan semua jenis pakaian pelindung.
Jenis jenis Integrated Circuit
Berbagai jenis IC (Integrated Circuit / Rangkaian Terpadu) yang meliputi berikut iniIC Digital
Jenis IC ini memiliki dua tingkat yang ditentukan: 1 dan 0 yang menyiratkan bahwa mereka bekerja pada matematika biner di mana 1 berdiri untuk ON dan 0 berdiri untuk OFF. IC semacam itu dilakukan dengan tekun karena mengandung lebih dari jutaan flip-flop, gerbang logika, dan yang lainnya, semuanya dimasukkan ke dalam satu chip. Contoh IC digital termasuk mikrokontroler dan mikroprosesor .- IC logika
- Chip memori,
- Interface IC (level shifters, serializer / de-serializer, dll.)
- IC Manajemen Daya
- Perangkat yang Dapat Diprogram
IC Analog
IC analog bekerja dengan mengatasi sinyal terus menerus dan mampu melakukan tugas-tugas seperti penyaringan, amplifikasi, demodulasi dan modulasi dll Sensor, OP-AMP ini adalah IC dasarnya Analog.- IC Linier
- IC RF
IC Sinyal Campuran
Ketika IC digital dan analog digunakan pada satu chip; IC yang dihasilkan dikenal sebagai IC sinyal campuran.- IC Akuisisi Data (termasuk konverter Analog ke Digital, konverter Digital ke Analog, Potensiometer digital)
- Jam / timing IC
Penggunaan IC (Integrated Circuit / Rangkaian Terpadu)
IC menggunakan bahan semikonduktor (chip yang dibaca) 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 digabungkan bersama sedemikian rupa sehingga mereka dapat melakukan banyak tugas dan perhitungan. Silikon dikenal sebagai wafer dalam perakitan ini.
Aplikasi IC (Integrated Circuit / Rangkaian Terpadu)
Aplikasi IC mencakup hal-hal berikut- Radar
- Jam tangan
- Televisi
- Pembuat Jus
- PC
- Pengolah Video
- Amplifier Audio
- Perangkat Memori
- Perangkat Logika
- Encoder dan Dekoder Frekuensi Radio
Dua jenis metode telah digunakan untuk membangun IC dengan bantuan semikonduktor doping, di dalam pabrik chip. Kami telah berurusan dengan berbagai jenis IC (Integrated Circuit) seperti IC digital, IC analog dan akhirnya IC sinyal campuran dengan contoh. Selain itu penggunaan IC dan aplikasi IC juga telah dibahas.