Merkmale von integrierten Schaltkreisen
Die integrierte Schaltung (IC) ist eines der komplexesten Dinge je gemacht habe. Sie bestehen aus kleinen Quadraten aus Silizium, mit mikroskopischen Mustern bedruckt. Die Muster können Hunderte von Millionen von Transistoren, Widerstände und andere elektronische Bauteile enthalten. Kostengünstig und allgegenwärtig, sie macht unsere PCs, Mobiltelefone und Musikplayer. Sie alles von Toastern zu Autos effizienter gestalten. Chip-Designer noch komfortabler zu dem Stand der Technik, drücken sie mehr Funktionalität in immer kleinere Pakete.
Materialien
Integrierte Schaltungen bestehen aus halbleitenden Materialien, die auf halbem Weg zwischen guten Dirigenten, wie Kupfer und Isolatoren wie Kunststoff sind. Silizium ist der aktuelle Liebling. Hochreine Silizium wird gemischt mit kleinen, genauen Mengen anderer Elemente elektronische Materialien mit unterschiedlichen Eigenschaften zu erstellen.
Verpackung
Der IC-Chip ist zu klein und zart direkt behandelt werden. Jeder Chip ist auf eine winzige Gold oder Aluminium-Drähte gebunden und in einen flachen Block aus Kunststoff oder Keramik festgelegt. Der Block hat Metall Pins auf der Außenseite, was zu der Drähte im Inneren. Die Pins bilden eine solide mechanische und elektrische Verbindung mit anderen Komponenten in einem System. Der Kunststoff-Block schützt den IC-Chip und hält es kühl. Der Hersteller und die Teilenummer ist in der Regel oben gedruckt.
ICs kommen in einer Vielzahl von Pakettypen. Einfachen Chips kommen in einer Dual-Inline-Paket oder DIP. Dies sind lange Rechtecke mit vier, sieben, acht oder mehr Pins auf beiden Seiten. Chip-Komplexität zugenommen hat, haben Designer mehr Stifte hinzugefügt. Einige Mikroprozessor-Chips haben Hunderte von Pins. Diese sind in ordentlichen Reihen auf der Unterseite des Chips angeordnet.
Größe
Die Größe des tatsächlichen IC Chips schwankt zwischen 1 Quadrat mm und mehr als 200. Das Plastik Gehäuse, das den Chip enthält ist ein paar Mal größer. Ihre Dicke reichen von Bruchteilen eines Millimeters bis wenige Millimeter.
Dichte
In 2009, Transistoren auf einige Computerchips Maßnahme 45 Nanometer (Milliardstel Meter) auf einer Seite. Diese Chips haben mehr als 100 Millionen Transistoren. Seit den 1960er Jahren gelungen die Halbleiterindustrie, die Anzahl der Transistoren auf einem Chip alle zwei Jahre einen Trend, bekannt als das Moore'sche Gesetz zu verdoppeln. Wie die Anzahl der Transistor steigt, steigt auch der Chip-Funktionalität.
Integration
Diskrete Bauelementen, wie Transistoren und LEDs, bestehen aus einzelnen Silizium-Chips. Integrierte Schaltungen haben ihren Namen, weil sie viele verschiedene Geräte auf demselben Chip kombinieren. Da die Transistoren auf einem Chip so klein sind, werden viele Sub-Funktionen, verwendet durch viele Chips erfolgen soll, nun von einem durchgeführt. Ein Mikrocontroller enthält beispielsweise eine komplette Mikroprozessor, Speicher und Schnittstelle alles in einem Gerät.