مدار‌مجتمع (IC)

مدار مجتمع (IC) - ماه صنعت انرژی

مدار مجتمع (IC)

در این مقاله قصد داریم بپردایم به تاریخچه مدار مجتمع (IC) ، انواع آنها ، طراحی مدار‌مجتمع‌ها و FET‌ها توضیح دهیم.

فهرست

  • 1- تاریخچه مدار‌مجتمع‌ها
  • 2- تریف مدارمجتمع ها
  • 3- انواع مدار‌مجتمع‌ها
  • 4- FET چیست
  • 5- طراحی آی‌سی‌

مدار مجتمع (IC)

1- تاریخچه مدار‌مجتمع‌ها

مدارهای مجتمع (ic) منشأ خود را در اختراع ترانزیستور در سال 1947 توسط ویلیام بی شاکلی و تیمش در آزمایشگاه‌های بل شرکت آمریکایی تلفن و تلگراف باز می‌کنند.

تیم شاکلی (از جمله جان باردین و والتر اچ. براتین) دریافتند که در شرایط مناسب، الکترون‌ها مانعی در سطح کریستال‌های خاص تشکیل می‌دهند و آنها یاد گرفتند که با دستکاری این مانع، جریان الکتریسیته را در کریستال کنترل کنند.کنترل جریان الکترون از طریق یک کریستال به تیم اجازه داد تا دستگاهی بسازند که می‌تواند عملیات الکتریکی خاصی مانند تقویت سیگنال را که قبلا توسط لوله‌های خلاء انجام می‌شد، انجام دهد.

ویلیام بی شاکلی

مدار مجتمع (IC)

آنها نام این دستگاه را ترانزیستور گذاشتند که از ترکیب دو کلمه انتقال و مقاومت گرفته‌شده‌است. مطالعه روش های ایجاد وسایل الکترونیکی با استفاده‌از مواد جامد به الکترونیک حالت جامد معروف شد. ثابت‌شد که دستگاه‌های حالت جامد بسیار محکم‌تر، کار کردن با آن‌ها آسان‌تر، قابل اعتمادتر، کوچک‌تر و ارزان‌تر از لوله‌های خلاء هستند. با استفاده‌از همان اصول و مواد، مهندسان به زودی یاد گرفتند که سایر اجزای الکتریکی مانند مقاومت‌ها و خازن‌ها را ایجاد کنند. اکنون که وسایل الکتریکی را می‌توان آنقدر کوچک ساخت، بزرگترین بخش یک مدار سیم‌کشی نامناسب بین دستگاه‌ها بود.

مدار مجتمع (IC)

در سال 1958، جک کیلبی از تگزاس اینسترومنتز، و رابرت نویس از شرکت نیمه‌هادی فیرچایلد به طور مستقل راهی برای کاهش بیشتر اندازه مدار اندیشیدند. آنها مسیرهای بسیار نازکی از فلز (معمولاً آلومینیوم یا مس) را مستقیماً روی همان قطعه ای از مواد قرار دادند که دستگاه‌های خود قرار داشتند. این مسیرهای کوچک مانند سیم عمل میکردند. با این تکنیک می‌توان یک مدار کامل را روی یک تکه ماده جامد “یکپارچه” کرد و یک مدار مجتمع (IC) ایجاد کرد. آی‌سی‌ها می‌توانند شامل صدها هزار ترانزیستور منفرد روی یک تکه ماده به اندازه یک نخود باشند. کار با بسیاری از لوله‌های خلاء به طور غیرواقعی ناخوشایند و گران بود. اختراع مدار یکپارچه فناوری های عصر اطلاعات را امکان‌پذیر کرد. آی‌سی‌ها در حال حاضر به طور گسترده در همه جنبه‌های زندگی استفاده‌می‌شوند، از ماشین‌ها‌گرفته تا توسترها و سواری در شهربازی.

مدار مجتمع (IC)

2- مدار مجتمع  (ic)

مدار مجتمع (IC)، همچنین به نام مدار میکروالکترونیک، ریزتراشه، یا تراشه، مجموعه ای از اجزای الکترونیکی، ساخته‌شده به‌عنوان یک واحد، که در آن دستگاه‌های فعال کوچک (مانند ترانزیستورها و دیودها) و دستگاه‌های غیرفعال (مانند خازن‌ها و مقاومت‌ها) ساخته‌شده‌است که اتصالات آنها بر روی یک بستر نازک از مواد نیمه‌هادی (معمولاً سیلیکون) ساخته‌شده‌است. بنابراین مدار حاصل یک “تراشه” یکپارچه کوچک‌است که ممکن‌است به کوچکی چند سانتی متر مربع یا فقط چند میلی متر مربع باشد. اجزای مدار مجزا معمولاً از نظر اندازه میکروسکوپی هستند.

مدار مجتمع (IC)

3- انواع مدار‌مجتمع‌ها( ic )

مدارهای آنالوگ در مقابل دیجیتال

مدارهای آنالوگ یا خطی معمولاً فقط از چند جزء استفاده می‌کنند و بنابراین برخی از ساده ترین انواع IC ها هستند. به طور کلی، مدارهای آنالوگ به دستگاه‌هایی متصل می‌شوند که سیگنال‌ها را از محیط جمع‌آوری میکنند یا سیگنال‌ها را به محیط ارسال می‌کنند. به‌عنوان مثال، یک میکروفون صداهای نوسان صوتی را به یک سیگنال الکتریکی با ولتاژ متغیر تبدیل میکند. سپس یک مدار آنالوگ سیگنال را به روش‌های مفیدی تغییر می‌دهد – مانند تقویت آن یا فیلتر کردن آن از نویز نامطلوب ، چنین سیگنالی ممکن‌است پس از آن به یک بلندگو بازگردانده‌شود، که صداهایی را که در ابتدا توسط میکروفون گرفته شده‌است، بازتولید میکند. یکی دیگر از کاربردهای معمول مدار آنالوگ، کنترل برخی دستگاه‌ها در پاسخ به تغییرات مداوم در محیط‌است.

به‌عنوان مثال، یک سنسور دما سیگنال متفاوتی را به یک ترموستات می‌فرستد، که می‌تواند برنامه‌ریزی شود تا یک تهویه مطبوع، بخاری یا اجاق گاز را هنگامی که سیگنال به مقدار معینی رسید روشن و خاموش کند. از سوی دیگر، یک مدار دیجیتال طوری طراحی شده‌است که فقط ولتاژهایی با مقادیر مشخص را بپذیرد. مداری که فقط از دو حالت استفاده‌می‌کند به‌عنوان مدار باینری شناخته‌می‌شود. طراحی مدار با مقادیر دودویی، “روشن” و “خاموش” نشان دهنده 1 و 0 (یعنی درست و نادرست)، از منطق جبر بولی استفاده‌میکند. (همچنین محاسبات در سیستم اعداد باینری با استفاده از جبر بولی انجام‌می‌شود.) این عناصر اساسی در طراحی IC برای رایانه‌های دیجیتال و دستگاه‌های مرتبط برای انجام عملکردهای مورد نظر ترکیب شده‌اند.

مدارهای ریزپردازنده

ریزپردازنده‌ها پیچیده ترین آی‌سی‌ها هستند. آنها از میلیاردها ترانزیستور تشکیل شده‌اند که به‌عنوان هزاران مدار دیجیتال مجزا پیکربندی شده‌اند، که هر کدام عملکرد منطقی خاصی را انجام میدهند. یک ریزپردازنده به طور کامل از این مدارهای منطقی هماهنگ با یکدیگر ساخته‌شده‌است. ریزپردازنده ها معمولاً شامل واحد پردازش مرکزی (CPU) یک کامپیوتر‌هستند. دقیقاً مانند یک باند راهپیمایی، مدارها عملکرد منطقی خود را فقط در یک جهت توسط مدیر گروه انجام میدهند. استاد گروه در یک ریزپردازنده، به اصطلاح، ساعت نامیده‌میشود. ساعت سیگنالی‌است که به سرعت بین دو حالت منطقی تغییر میکند. هر بار که ساعت تغییر حالت میدهد، هر مدار منطقی در ریزپردازنده کاری انجام میدهد. بسته به سرعت (فرکانس ساعت) ریزپردازنده، محاسبات را می‌توان خیلی سریع انجام داد.

مدار مجتمع (IC)

ریزپردازنده ها حاوی مدارهایی هستند‌که به نام ثبات‌ها شناخته‌می‌شوند و اطلاعات را ذخیره می‌کنند. رجیسترها مکان‌های حافظه از پیش تعیین شده هستند. هر پردازنده دارای انواع مختلفی از ثبات‌است. ثبات‌های دائمی برای ذخیره دستورالعمل‌های از پیش برنامه ریزی شده مورد نیاز برای عملیا‌ت‌های مختلف (مانند جمع و ضرب) استفاده‌می‌شود. رجیسترهای موقت شماره‌هایی را که قرار‌است عمل کنند و همچنین نتیجه را ذخیره می‌کند. نمونه‌های دیگر ثبات‌ها شامل شمارنده برنامه (همچنین نشانگر دستورالعمل نیز نامیده‌می‌شود)، که حاوی آدرس در حافظه دستورالعمل بعدی‌است. 

نشانگر پشته (که به آن ثبات پشته نیز گفته‌می‌شود)، که حاوی آدرس آخرین دستورالعملی‌است که در ناحیه ای از حافظه به نام پشته قرار داده شده‌است. و رجیستر آدرس حافظه که حاوی آدرس محل قرارگیری داده‌هایی که قرار‌است روی آن کار شود یا داده هایی که پردازش شده اند ذخیره‌می‌شوند. ریزپردازنده‌ها می‌توانند میلیاردها عملیات را در ثانیه بر روی داده‌ها انجام دهند. علاوه بر کامپیوترها، ریزپردازنده‌ها در سیستم‌های بازی‌های ویدئویی، تلویزیون‌ها، دوربین‌ها و خودروها نیز رایج هستند.

مدارهای حافظه

ریزپردازنده‌ها معمولاً باید داده‌های بیشتری را نسبت به مقداری که در چند رجیستر نگهداری می‌شوند، ذخیره کنند. این اطلاعات اضافی به مدارهای حافظه ویژه منتقل میشود. حافظه از آرایه های متراکم مدارهای موازی تشکیل شده‌است که از حالت‌های ولتاژ خود برای ذخیره اطلاعات استفاده‌می‌کنند. حافظه همچنین توالی موقت دستورالعمل ها یا برنامه ها را برای ریزپردازنده ذخیره می‌کند. تولیدکنندگان به طور مستمر در تلاش برای کاهش اندازه مدارهای حافظه هستند تا قابلیت را بدون افزایش فضا افزایش دهند. علاوه بر این، اجزای کوچکتر معمولاً انرژی کمتری مصرف میکنند، کارآمدتر عمل میکنند و هزینه ساخت کمتری دارند.

پردازنده‌های سیگنال دیجیتال

سیگنال یک شکل موج آنالوگ‌است – هر چیزی در محیط که میتواند به صورت الکترونیکی گرفته‌شود. سیگنال دیجیتال یک شکل موج آنالوگ‌است که برای دستکاری سریع به یک سری اعداد باینری تبدیل شده‌است. همانطور که از نام آن پیداست، یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) سیگنال‌ها را به صورت دیجیتالی، به‌عنوان الگوهای 1 و 0 پردازش میکند. به‌عنوان مثال، با استفاده‌از مبدل آنالوگ به دیجیتال، که معمولاً مبدل A-to-D یا A/D نامیده‌میشود، می‌توان صدای ضبط شده یک نفر را به 1 و 0 دیجیتال تبدیل کرد. سپس نمایش دیجیتالی صدا را می‌توان با استفاده‌از فرمول‌های پیچیده ریاضی توسط DSP تغییر داد.

مدار مجتمع (IC)

برای مثال، الگوریتم DSP در مدار ممکن‌است به گونه‌ای پیکربندی شود که شکاف‌های بین کلمات گفته‌شده را به‌عنوان نویز پس‌زمینه تشخیص دهد و نویز محیط را به صورت دیجیتالی از شکل موج حذف کند. در نهایت، سیگنال پردازش‌شده را می‌توان دوباره توسط یک مبدل D/Aبه سیگنال آنالوگ برای گوش دادن تبدیل کرد. پردازش دیجیتال می‌تواند نویز پس‌زمینه را به‌قدری سریع فیلتر کند که تأخیر قابل‌توجهی وجود نداشته‌باشد و به نظر می‌رسد سیگنال در «زمان واقعی» شنیده‌می‌شود. به‌عنوان مثال، چنین پردازشی پخش تلویزیونی «زنده» را قادر میسازد تا بر سیگنال‌های یک بازیکن در یک بازی فوتبال آمریکایی تمرکز کند.

DSP ها همچنین برای تولید جلوه های دیجیتال در تلویزیون زنده استفاده‌می‌شوند. به‌عنوان مثال، خطوط نشانگر زرد نشان داده‌شده در طول بازی فوتبال واقعاً در زمین نیستند. یک DSP خطوط را بعد از گرفتن عکس توسط دوربین ها اما قبل از پخش آن اضافه میکند. به همین ترتیب، برخی از تبلیغاتی که در حصارها و بیلبوردهای استادیوم در طول رویدادهای ورزشی تلویزیونی دیده‌می‌شوند، واقعاً وجود ندارند.

مدار مجتمع (IC)

آی‌سی‌های مخصوص برنامه

یک آی‌سی‌ مخصوص(ASIC) می‌تواند مدار دیجیتال یا آنالوگ باشد. همانطور که از نام آنها پیداست، ASIC‌ها قابل تنظیم مجدد نیستند. آنها فقط یک عملکرد خاص را انجام میدهند. به‌عنوان مثال، یک آی‌سی‌ کنترل کننده سرعت برای یک ماشین کنترل از راه دور برای انجام یک کار به سختی سیم کشی شده‌است و هرگز نمی‌تواند به یک ریزپردازنده تبدیل شود. یک ASIC دارای هیچ توانایی برای پیروی از دستورالعمل های جایگزین نیست.

آی‌‌سی‌های فرکانس رادیویی

آی‌سی‌های فرکانس رادیویی (RFIC) به طور گسترده در تلفن های همراه و دستگاه‌های بی سیم استفاده می‌شود. RFICها مدارهای آنالوگ هستند‌که معمولاً در محدوده فرکانس 3 کیلوهرتز تا 2.4 گیگاهرتز (3000 هرتز تا 2.4 میلیارد هرتز) کار میکنند، مدارهایی که در حدود  THz1 (1 تریلیون هرتز) در حال توسعه هستند. آنها معمولاً به‌عنوان ASIC در نظر گرفته‌میشوند حتی اگر برخی از آنها برای چندین برنامه مشابه قابل تنظیم باشند . بیشتر مدارهای نیمه‌هادی که بالاتر از 500 مگاهرتز (500 میلیون هرتز) کار می‌کنند باعث‌میشوند که قطعات الکترونیکی و مسیرهای اتصال آنها به روش‌های غیرعادی با یکدیگر تداخل پیدا کنند. مهندسان باید از تکنیک‌های طراحی ویژه برای مقابله با فیزیک فعل و انفعالات میکروالکترونیکی فرکانس بالا استفاده‌کنند.

آی‌سی‌های مایکروویو یکپارچه

نوع خاصی از RFIC به‌عنوان IC مایکروویو یکپارچه( (MMIC؛ همچنین IC یکپارچه مایکروویو شناخته‌میشود. این مدارها معمولاً در محدوده 2 تا 100 گیگاهرتز یا فرکانس‌های مایکروویو کارمی‌کنند و در سیستم‌های رادار، در ارتباطات ماهواره‌ای و به‌عنوان تقویت‌کننده برق برای تلفن‌های همراه استفاده‌میشوند. همانطور که صدا در آب سریعتر از هوا حرکت می‌کند، سرعت الکترون در هر نوع ماده نیمه‌هادی متفاوت‌است. سیلیکون مقاومت بسیار زیادی برای مدارهای فرکانس مایکروویو ارائه میدهد و بنابراین ترکیب آرسنید گالیم (GaAs) اغلب برای MMIC استفاده‌میشود. متأسفانه GaAs از نظر مکانیکی بسیار کمتر از سیلیکون صدا دارد. به راحتی میشکند، بنابراین ساخت ویفرهای GaAs معمولاً بسیار گران تر از ویفرهای سیلیکونی‌است.

همه چیز در مورد خازن و انواع آن

مقاومت الکتریکی

مدار مجتمع (IC)

طراحی اولیه نیمه‌هادی

هر ماده ای را می‌توان به یکی از سه نوع رسانا، عایق یا نیمه‌هادی طبقه بندی کرد. یک رسانا (مانند مس یا آب نمک) به راحتی می‌تواند الکتریسیته را هدایت کند زیرا دارای الکترون‌های آزاد فراوانی است. یک عایق (مانند سرامیکی یا هوای خشک) الکتریسیته را بسیار ضعیف هدایت میکند زیرا الکترون آزاد کمی دارد یا اصلاً وجود ندارد. یک نیمه‌هادی (مانند سیلیکون یا آرسنید گالیم) جایی بین یک هادی و یک عایق است. میتواند مقداری الکتریسیته را هدایت کند، اما نه زیاد.

مدار مجتمع (IC)

سیلیکون دوپینگ

اکثر آی‌سی‌ها از سیلیکون ساخته شده اند که در شن‌های معمولی ساحل به وفور یافت می‌شود. سیلیکون کریستالی خالص، مانند سایر مواد نیمه‌هادی، مقاومت بسیار بالایی در برابر جریان الکتریکی در دمای معمولی اتاق دارد. با این حال، با افزودن ناخالصی‌های خاصی که به‌عنوان ناخالصی شناخته میشوند، می‌توان سیلیکون را برای هدایت جریان‌های قابل استفاده ساخت. به طور خاص، سیلیکون دوپ شده را می‌توان به‌عنوان یک کلید استفاده کرد و جریان را به دلخواه خاموش و روشن کرد.

فرآیند وارد کردن ناخالصی ها به‌عنوان دوپینگ یا کاشت شناخته میشود. بسته به ساختار اتمی یک ماده ناخالص، نتیجه کاشت یا یک نیمه‌هادی نوعn (منفی) یا یک نوعp (مثبت) خواهد بود. یک نیمه‌هادی نوعn از کاشت اتم‌های ناخالصی حاصل میشود که در پوسته خارجی (پیوند) خود الکترون‌های بیشتری نسبت به سیلیکون دارند. کریستال نیمه‌هادی حاصل حاوی الکترون‌های اضافی یا آزا‌است که برای هدایت جریان در دسترس هستند. یک نیمه‌هادی نوعp از کاشت اتم‌های ناخالصی که الکترون‌های کمتری در لایه بیرونی خود نسبت به سیلیکون دارند، به وجود می آید. کریستال به دست آمده حاوی “سوراخ” در ساختار پیوند خود‌است که در آن الکترون‌ها به طور معمول قرار میگیرند. در اصل، چنین سوراخ‌هایی میتوانند از طریق کریستال هادی بارهای مثبت حرکت کنند.

مدار مجتمع (IC)

پیوند p-n

یک نیمه‌هادی نوعp یا یک نیمه‌هادی نوعn به تنهایی مفید نیست. با این حال، به هم پیوستن این مواد متضاد چیزی را ایجاد می‌کند که اتصال p-n نامیده می‌شود. اتصال p-n مانعی برای هدایت بین مواد ایجاد می‌کند. اگرچه الکترون‌های موجود در مواد نوعn به حفره‌های مواد نوعp جذب می‌شوند، الکترون‌ها معمولاً به اندازه کافی پرانرژی برای غلبه بر مانع میانی نیستند. با این حال، اگر انرژی اضافی به الکترون‌های موجود در ماده نوعn ارائه شود، آنها قادر خواهند بود از مانع وارد ماده نوعp شوند و جریان ، جریان پیدا می‌کند. این انرژی اضافی را می‌توان با اعمال ولتاژ مثبت به مواد نوعp تامین کرد. سپس الکترون‌های دارای بار منفی به شدت جذب ولتاژ مثبت در سراسر اتصال میشوند.

مدار مجتمع (IC) - ماه صنعت انرژی

اتصال p-n که با اضافه شدن انرژی به ماده n الکتریسیته را هدایت می‌کند، بایاس رو به جلو نامیده میشود زیرا الکترون‌ها به سمت جلو به داخل سوراخ‌ها حرکت میکنند. اگر ولتاژ در جهت مخالف اعمال شود – یک ولتاژ مثبت که به طرف n پیوند متصل‌است – هیچ جریانی جریان نخواهد داشت. الکترون‌های موجود در ماده n همچنان به سمت ولتاژ مثبت جذب می‌شوند، اما ولتاژ اکنون در همان سمت مانع قرار می‌گیرد که الکترون‌ها هستند. در این حالت یک اتصال به سمت معکوس گفته‌میشود ، از آنجایی که اتصالات p-n الکتریسیته را تنها در یک جهت هدایت میکنند، آنها نوعی دیود هستند. دیودها بلوک‌های ساختمانی ضروری کلیدهای نیمه‌هادی هستند.

مدار مجتمع (IC)

4- FET‌ چیست؟

ترانزیستورهای اثر میدانی

نزدیک کردن یک ولتاژ منفی به مرکز یک نوار طولانی از مواد نوعn، الکترون‌های مجاور ماده را دفع می‌کند و در نتیجه حفره‌هایی ایجاد می‌کند – یعنی مقداری از نوار را در وسط به مواد نوعp تبدیل میکند. این تغییر در قطبیت با استفاده از میدان الکتریکی نام ترانزیستور اثر میدان را به آن می دهد. در حالی که ولتاژ اعمال می‌شود، دو اتصال p-n در طول نوار وجود دارد، از n به p و سپس از p به n یکی از دو محل اتصال همیشه بایاس معکوس خواهد بود. از آنجایی که اتصالات بایاس معکوس نمیتوانند هدایت شوند، جریان نمیتواند از طریق نوار عبور کند.

از افکت میدان می‌توان برای ایجاد یک سوئیچ (ترانزیستور) برای خاموش و روشن کردن جریان استفاده کرد، به سادگی با اعمال و حذف یک ولتاژ کوچک در نزدیکی به منظور ایجاد یا از بین بردن دیودهای بایاس معکوس در مواد. ترانزیستوری که با استفاده از اثر میدان ایجاد می‌شود، ترانزیستور اثر میدان (FET) نامیده میشود. محلی که ولتاژ اعمال می‌شود به‌عنوان دروازه شناخته می‌شود. گیت توسط یک لایه نازک عایق از نوار ترانزیستور جدا می‌شود تا از اتصال کوتاه جریان الکترون‌ها از طریق نیمه‌هادی از یک الکترود ورودی (منبع) به یک الکترود خروجی (زهکشی) جلوگیری کند.

مدار مجتمع (IC)

به طور مشابه، با قرار دادن یک ولتاژ دروازه مثبت در نزدیکی نواری از مواد از نوعp، می‌توان یک سوئیچ ساخت. یک ولتاژ مثبت الکترون‌ها را جذب میکند و بنابراین ناحیه ای از n را در یک نوار p تشکیل میدهد. این دوباره دو اتصال p-n یا دیود ایجاد می‌کند. مانند قبل، یکی از دیودها همیشه بایاس معکوس خواهد بود و جریانه جریان را متوقف میکند. FET ها برای ساخت مدارهای منطقی خوب هستند زیرا در طول سوئیچینگ فقط به جریان کمی نیاز دارند. هیچ جریانی برای نگه داشتن ترانزیستور در حالت روشن یا خاموش لازم نیست. یک ولتاژ وضعیت را حفظ میکند. این نوع سوئیچینگ به حفظ عمر باتری کمک میکند. یک FET تک قطبی (از “یک قطبی”) نامیده می‌شود زیرا روش اصلی هدایت حفره ها یا الکترون‌ها هستند، نه هر دو.

مدار مجتمع (IC)

FET‌های حالت بهبود

دو نوع اصلی FET وجود دارد ، نوع توصیف شده قبلاً یک FET در حالت تخلیه است، زیرا یک منطقه از بار طبیعی خود تهی شده‌است. همچنین می‌توان از افکت فیلد برای ایجاد چیزی که FET حالت بهبود نامیده می‌شود، با تقویت ناحیه‌ای که شبیه به مناطق اطراف آن به نظر می‌رسد، استفاده کرد. یک FET حالت افزایشی نوعn از دو ناحیه از مواد نوعn ساخته شده‌است که با ناحیه کوچکی از p از هم جدا شده اند. از آنجایی که این FET به طور طبیعی شامل دو اتصال p-n – دو دیود است – معمولاً خاموش است. با این حال، هنگامی که یک ولتاژ مثبت روی دروازه قرار می‌گیرد، ولتاژ الکترون‌ها را جذب می‌کند و موادی از نوعn در ناحیه میانی ایجاد می‌کند و شکافی را که قبلاً ماده‌ای از نوعp بود، پر می‌کند.

بنابراین ولتاژ گیت یک ناحیه پیوسته n در کل نوار ایجاد میکند و به جریان اجازه میدهد از یک طرف به طرف دیگر جریان یابد. این ترانزیستور را روشن میکند. به طور مشابه، یک FET با حالت افزایشی نوعp می‌تواند از دو ناحیه از مواد نوعp ساخته شود که با ناحیه کوچکی از n جدا شده‌اند. ولتاژ گیت مورد نیاز برای روشن کردن این ترانزیستور منفی است FET.‌های حالت بهبود سریع‌تر از FET‌های حالت تخلیه تغییر می‌کنند، زیرا نیاز به تغییر فقط در نزدیکی سطح زیر دروازه دارند، نه در تمام طول مواد.

مدار مجتمع (IC)

نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی مکمل

به یاد بیاورید که قرار دادن یک ولتاژ مثبت در دروازه یک FET با حالت پیشرفته نوعn سوئیچ را روشن میکند. قرار دادن ولتاژ یکسان در گیت یک FET با حالت پیشرفته نوعp سوئیچ را خاموش میکند. به همین ترتیب، قرار دادن ولتاژ منفی در دروازه، نوعn را خاموش و نوعp را روشن میکند. این FET ها همیشه به صورت متضاد یا مکمل به یک ولتاژ گیت معین پاسخ میدهند. بنابراین، اگر گیت‌های یک FET نوعn و یک FET نوعp متصل شوند، هر ولتاژ اعمال‌شده به گیت مشترک، جفت مکمل را به کار می اندازد، یکی را روشن میکند و دیگری را خاموش میکند.

نیمه‌هادی که ترانزیستورهای نوعn و p را از این طریق جفت میکند، نیمه‌هادی اکسید فلزی مکمل (CMOS) نامیده‌می‌شود. از آنجایی که جفت ترانزیستورهای مکمل می‌توانند به سرعت بین دو حالت منطقی سوئیچ کنند، CMOS‌ها در مدارهای منطقی بسیار مفید هستند. به طور خاص، از آنجایی که تنها یک مدار در هر زمان روشن‌است، CMOS‌ها به انرژی کمتری نیاز دارند و اغلب برای دستگاه‌های باتری دار، مانند دوربین‌های دیجیتال، و برای حافظه ویژه‌ای که تاریخ، زمان و پارامترهای سیستم را به صورت شخصی نگهداری میکند، استفاده‌میشوند.

مدار مجتمع (IC)

ترانزیستورهای دوقطبی

ترانزیستورهای دوقطبی به طور همزمان از سوراخ‌ها و الکترون‌ها برای هدایت استفاده می‌کنند، از این رو نام آنها (از “دو قطبیت”) است. مانند FET ها، ترانزیستورهای دوقطبی حاوی مواد از نوعp و n هستند‌که در نواحی ورودی، میانی و خروجی پیکربندی شده اند. اما در ترانزیستورهای دوقطبی به این نواحی امیتر، پایه و کلکتور میگویند. ترانزیستورهای دوقطبی به جای تکیه بر یک منبع ولتاژ ثانویه برای تغییر قطبیت زیر دروازه (اثر میدان)، از یک منبع ولتاژ ثانویه استفاده میکنند تا انرژی کافی برای عبور الکترون‌ها از اتصال بیس-کلکتور با بایاس معکوس فراهم کنند.

همانطور که الکترون‌ها انرژی میگیرند، به کلکتور می پرند و مدار را کامل میکنند. توجه داشته باشید که حتی با الکترون‌های بسیار پرانرژی، بخش میانی مواد نوعp باید بسیار نازک باشد تا الکترون‌ها از هر دو اتصال عبور کنند. یک ناحیه پایه دوقطبی را می‌توان ساخت که بسیار کوچکتر از هر گیت ترانزیستوری CMOS باشد. این اندازه کوچکتر ترانزیستورهای دوقطبی را قادر می سازد بسیار سریعتر از ترانزیستورهای CMOS کار کنند. ترانزیستورهای دوقطبی معمولاً در کاربردهایی که سرعت بسیار مهم است، مانند آی‌سی‌های فرکانس رادیویی استفاده میشود. از سوی دیگر، اگرچه ترانزیستورهای دوقطبی سریعتر هستند، اما FET ها جریان کمتری مصرف می‌کنند. نوع سوئیچ که یک طراح انتخاب می‌کند بستگی به این دارد که کدام مزایا برای برنامه مهم تر است: سرعت یا صرفه جویی در مصرف برق. این یکی از بسیاری از تصمیمات مبادله ای است که مهندسان در طراحی مدارهای خود می گیرند.

ترانزیستورهای دوقطبی - ماه صنعت انرژی

مدار مجتمع (IC)

5- طراحی آی‌سی‌

همه آی‌سی‌ها از اصول اولیه ولتاژ (V)، جریان (I) و مقاومت (R) استفاده می‌کنند. به طور خاص، معادلات مبتنی بر قانون اهم، بسیاری از انتخاب‌های طراحی مدار را تعیین می‌کنند. V = IR

مهندسان طراح همچنین باید با خواص قطعات الکترونیکی مختلف مورد نیاز برای کاربردهای مختلف آشنا باشند.

مدار مجتمع (IC)

طراحی آنالوگ

همانطور که قبلا ذکر شد، یک مدار آنالوگ ولتاژ یا جریان واقعی بی نهایت متغیر را می‌گیرد و آن را به روشی مفید تغییر میدهد. سیگنال ممکن‌است تقویت شود، در مقایسه با سیگنال دیگری، با سیگنال‌های دیگر مخلوط شود، از سیگنال‌های دیگر جدا شود، از نظر مقدار مورد بررسی قرار گیرد، یا دستکاری شود.

برای طراحی این نوع مدار، انتخاب هر جزء، اندازه، محل قرارگیری و اتصال بسیار مهم‌است. تصمیمات منحصر به فرد زیادی وجود دارد – برای مثال، اینکه آیا یک اتصال باید کمی گسترده تر از اتصال دیگر باشد، آیا یک مقاومت باید موازی یا عمود بر دیگری باشد یا اینکه آیا یک سیم میتواند روی سیم دیگری قرار گیرد. هر جزئیات کوچکی بر عملکرد نهایی محصول نهایی تأثیر می‌گذارد. هنگامی که مدارهای مجتمع بسیار ساده تر بودند، مقادیر اجزا را می‌توان با دست محاسبه کرد. به‌عنوان مثال، یک مقدار تقویت خاص (بهره) یک تقویت کننده معمولاً میتواند از نسبت دو مقاومت خاص محاسبه شود. سپس می‌توان جریان در مدار را با استفاده‌از مقدار مقاومت مورد نیاز برای بهره تقویت‌کننده و ولتاژ تغذیه مورد‌استفاده تعیین کرد. با پیچیده‌تر شدن طرح‌ها، از اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی برای مشخص کردن دستگاه‌ها استفاده‌شد.

مدار مجتمع (IC)

مهندسان نمودارهایی از ویژگی‌های دستگاه را در چندین متغیر ترسیم کردند و سپس به آن نمودارها اشاره کردند زیرا برای محاسبات خود به اطلاعات نیاز داشتند. همانطور که دانشمندان توصیف خود را از فیزیک پیچیده هر دستگاه بهبود بخشیدند، معادلات پیچیده‌ای را توسعه دادند که اثرات ظریفی را که از اندازه گیری‌های آزمایشگاهی درشت مشخص نبود، در نظر گرفت. به‌عنوان مثال، یک ترانزیستور در فرکانس‌ها، اندازه‌ها، جهت‌گیری‌ها و مکان‌های مختلف بسیار متفاوت عمل می‌کند. به طور خاص، دانشمندان اجزای انگلی (اثرات ناخواسته، معمولاً مقاومت و ظرفیت) را پیدا کردند که ذاتی در نحوه ساخت دستگاه‌ها هستند. با پیچیده‌تر شدن و کوچکتر شدن مدار و در فرکانس‌های بالاتر، انگل ها مشکل سازتر می‌شوند.

اگرچه اکنون می‌توان اجزای انگلی در یک مدار را با معادلات پیچیده محاسبه کرد، اما انجام چنین محاسباتی با دست بسیار زمان‌بر‌است. برای این کار کامپیوترها ضروری شده‌اند. به طور خاص، یک برنامه تجزیه و تحلیل مدار دامنه عمومی در دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، در طول دهه 1970، SPICE (برنامه شبیه‌سازی با تاکید بر مدار مجتمع)، و مدل‌های اختصاصی مختلف طراحی‌شده برای‌استفاده با آن، در دوره‌های مهندسی و در همه جا وجود‌دارد. صنعت طراحی مدارهای آنالوگ SPICE معادلاتی برای ترانزیستورها، خازن‌ها، مقاومت‌ها و سایر اجزا و همچنین برای طول سیم‌ها و پیچش‌های سیم‌ها دارد و می‌تواند محاسبه فعل و انفعالات مدار را از ماه‌هایی که قبلاً برای محاسبات دستی مورد نیاز بود، به ساعت‌ها کاهش دهد.

مدار مجتمع (IC)

طراحی دیجیتال

از آنجایی که مدارهای دیجیتال میلیون‌ها برابر مدارهای آنالوگ شامل اجزا هستند، بیشتر کار طراحی با کپی کردن و استفاده مجدد از همان عملکردهای مدار انجام‌می‌شود، به‌ویژه با استفاده از نرم‌افزار طراحی دیجیتال که شامل کتابخانه‌هایی از اجزای مدار از پیش ساخته شده‌است. اجزای موجود در چنین کتابخانه‌ای دارای ارتفاعی مشابه هستند، حاوی نقاط تماس در مکان‌های از پیش تعریف‌شده هستند، و دارای انطباق‌های سفت و سخت دیگری هستند به طوری که بدون توجه به نحوه پیکربندی یک چیدمان توسط کامپیوتر، با هم هماهنگ می‌شوند.

در حالی که SPICE برای تجزیه و تحلیل مدارهای آنالوگ کاملاً کافی است، با معادلاتی که اجزای جداگانه را توصیف می‌کند، پیچیدگی مدارهای دیجیتال نیازمند رویکردی با جزئیات کمتر است. بنابراین، نرم افزار تجزیه و تحلیل دیجیتال، اجزای منفرد را برای مدل های ریاضی کل بلوک‌های مدار از پیش پیکربندی شده (یا توابع منطقی) نادیده میگیرد. اینکه از مدار آنالوگ یا دیجیتال استفاده شود به عملکرد یک مدار بستگی دارد. طراحی و چیدمان مدارهای آنالوگ بیشتر به کار تیمی، زمان، نوآوری و تجربه نیاز دارد، به ویژه با افزایش فرکانس مدار، اگرچه طراحان دیجیتال ماهر و مهندسین چیدمان می‌توانند در نظارت بر فرآیند خودکار نیز سود زیادی داشته باشند و طراحی دیجیتال بر مهارت های متفاوت از طراحی آنالوگ تاکید دارد.

مدار مجتمع (IC)

طراحی سیگنال مختلط

برای طرح هایی که شامل مدارهای آنالوگ و دیجیتال (تراشه های سیگنال مختلط) هستند، شبیه سازهای استاندارد آنالوگ و دیجیتال کافی نیستند. در عوض، از شبیه‌سازهای رفتاری ویژه استفاده می‌شود که از همان ایده ساده‌کننده در پشت شبیه‌سازهای دیجیتال برای مدل‌سازی کل مدارها به جای ترانزیستورهای منفرد استفاده می‌کنند. شبیه سازهای رفتاری عمدتاً برای سرعت بخشیدن به شبیه سازی سمت آنالوگ یک تراشه سیگنال مختلط طراحی شده اند. مشکل شبیه سازی رفتاری، اطمینان از دقیق بودن مدل تابع مدار آنالوگ است. از آنجایی که هر مدار آنالوگ منحصر به فرد است، به نظر می رسد که باید سیستم را دو بار طراحی کرد – یک بار برای طراحی مدار و یک بار برای طراحی مدل برای شبیه ساز.

مدار مجتمع (IC)

ساخت ویفر پایه

ماده زیرلایه یا ویفر پایه که آی‌سی‌ها روی آن ساخته‌میشوند نیمه‌هادی هستند مانند سیلیکون یا آرسنید گالیم‌است. برای به دست آوردن عملکرد ثابت، نیمه‌هادی باید بسیار خالص و تک بلوری باشد. تکنیک اصلی برای ایجاد تک بلورهای بزرگ توسط شیمیدان لهستانی یان چوکرالسکی در سال 1916 کشف‌شد و اکنون به‌عنوان روش چوکرالسکی شناخته‌میشود. برای ایجاد تک بلور سیلیکون با استفاده‌‌از روش Czochralski، سیلیکون درجه الکترونیکی (تصفیه‌شده به کمتر از یک قسمت ناخالصی در 100 میلیارد) تا حدود 1500 درجه سانتیگراد (2700 درجه فارنهایت) در یک بوته کوارتز ذوب‌شده حرارت داده‌میشود.

مدار مجتمع (IC)

یک عنصر الکترون دهنده مانند فسفر یا آرسنیک (برای نیمه‌هادی های نوعp) یا یک عنصر الکترون پذیر مانند بور (برای نیمه‌هادی‌های نوعn) با غلظت چند قسمت در میلیارد مخلوط میشود. یک کریستال “دانه” کوچک، با قطر حدود 0.5 سانتی متر (0.2 اینچ) و طول حدود 10 سانتی متر (4 اینچ)، به انتهای یک میله متصل‌می‌شود و آنقدر پایین می آید که فقط به سطح مذاب سیلیکون نفوذ کند. سپس میله و بوته در جهات مخالف می‌چرخند در حالی که میله به آرامی چند میلی متر در ثانیه خارج‌می‌شود. این رویه‌ها در صورت هماهنگ‌سازی مناسب منجر به رشد آهسته یک کریستال میشوند. پس از چند روز، تک کریستال می‌تواند بیش از 1 متر (3.3 فوت) طول و 300 میلی متر (11.8 اینچ) قطر داشته باشد. سپس شمش بزرگ مانند یک نان به ویفرهای نازک بریده‌می‌شود که همزمان تعداد زیادی آی‌سی‌ روی آنها ساخته‌می‌شود. آی‌سی‌ها پس از ساخت بریده و جدا می‌شوند.

لایه های ساختمانی

انواع دستگاه‌ها مانند دیودها، ترانزیستورها، خازن‌ها و مقاومت‌ها را می‌توان با نیمه‌هادی های نوعp و n ساخت. راحت است که بتوانید همه این قطعات الکترونیکی مختلف را از همان چند مرحله ساخت اولیه تولید کنید. آی‌سی‌ها از لایه هایی با ضخامت حدود 0.000005 تا 0.1 میلی متر ساخته‌شده‌اند که هر بار یک لایه بر روی بستر نیمه‌هادی ساخته‌میشوند و شاید 30 لایه یا بیشتر در یک تراشه نهایی وجود داشته باشد.

ایجاد اجزای مختلف الکتریکی بر روی یک تراشه موضوعی‌است که دقیقاً محل قرارگیری نواحی از نوعn و p در هر لایه را مشخص میکند. هر لایه با استفاده از خطوط و اشکال هندسی در مکان‌های دقیقی که قرار است مواد در آن قرار گیرد، حکاکی‌می‌شود. ویفر را می‌توان به یکی از روش اساسی زیر تغییر داد: با رسوب گذاری (یعنی افزودن یک لایه)، با اچ کردن یا برداشتن یک لایه، یا با کاشت (تغییر ترکیب لایه). این فرآیندها در زیر توضیح داده‌شده‌است. (جزئیات بیشتر در مورد اچینگ در بخش فتولیتوگرافی توضیح داده‌شده‌است.)

1-رسوب گذاری

در فرآیندی که به‌عنوان رسوب فیلم شناخته‌میشود، یک لایه نازک از مقداری ماده با استفاده از یک واکنش شیمیایی یا فیزیکی روی ویفر رسوب میکند.

2- روش‌های شیمیایی

در یک روش متداول که به‌عنوان رسوب شیمیایی بخار شناخته‌می‌شود، بستر در یک محفظه کم فشار قرار می‌گیرد که در آن گازهای خاصی مخلوط‌شده و تا دمای 650-850 درجه سانتیگراد (1200-1550 درجه فارنهایت) حرارت داده‌می‌شود تا ماده فیلم جامد مورد نظر را تشکیل دهد. جامد از گازهای مخلوط متراکم‌می‌شود و به طور یکنواخت روی سطح ویفر می بارد. یک‌نوع خاص از این روش، که به‌عنوان اپیتاکسی شناخته‌می‌شود، سیلیکون (یا آرسنید گالیم) را به آرامی روی ویفر رسوب می‌دهد تا رشد همپایی کریستال را ایجاد کند. چنین فیلم‌هایی می‌توانند نسبتاً ضخیم باشند (0.1 میلی‌متر) و معمولاً برای تولید زیرلایه‌های سیلیکون روی عایق که نیاز به توان را کاهش می‌دهند و قابلیت‌های سوئیچینگ CMOS را سرعت می‌بخشند (شرح‌شده در بخش نیمه‌هادی‌های اکسید فلزی مکمل) استفاده‌می‌شوند.

مدار مجتمع (IC)

تغییر دیگری که به‌عنوان رسوب شیمیایی بخار با پلاسما (یا به کمک پلاسما) شناخته‌می‌شود، از فشار کم و ولتاژ بالا برای ایجاد یک محیط پلاسما استفاده‌میکند. پلاسما باعث‌می‌شود که گازها در دماهای بسیار پایین تر از 300 تا 350 درجه سانتیگراد (600 تا 650 درجه فارنهایت) و با سرعت‌های سریعتر واکنش نشان دهند و رسوب کنند، اما این روش یکنواختی رسوب را قربانی میکند. دو روش شیمیایی دیگر رسوب گذاری، رسوب الکتریکی (یا آبکاری الکتریکی) و اکسیداسیون حرارتی‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌ا‌‌‌‌‌‌ست. در حالت اول به بستر یک پوشش رسانای الکتریکی داده‌میشود و در محلول مایع (الکترولیت) حاوی یون های فلزی مانند طلا، مس یا نیکل قرار میگیرد. طیف گسترده‌ای از ضخامت‌های فیلم را میتوان ساخت. در اکسیداسیون حرارتی، بستر تا 900-1100 درجه سانتیگراد (1650-2000 درجه فارنهایت) گرم می‌شود که باعث اکسید‌شدن سطح‌می‌شود. این فرآیند اغلب برای تشکیل یک لایه عایق نازک (0.0001 میلی متر) از دی اکسید سیلیکون استفاده‌می‌شود.

3- روش‌های فیزیکی

به طور کلی، روش‌های فیزیکی رسوب فیلم نسبت به روش‌های شیمیایی یکنواخت تر است. با این حال، روش های فیزیکی را می‌توان در دماهای پایین تر و در نتیجه با خطر کمتر آسیب به بستر انجام داد. یک روش فیزیکی رایج، کندوپاش‌است. در کندوپاش، یک ویفر و یک منبع فلزی در یک محفظه خلاء قرار می‌گیرند و یک گاز بی اثر مانند آرگون در فشار کم وارد میشود. سپس گاز توسط یک منبع انرژی فرکانس رادیویی یونیزه می‌شود و یون‌ها توسط میدان الکتریکی به سمت سطح فلز شتاب می گیرند. وقتی این یون‌های پرانرژی با هم برخورد می‌کنند، برخی از اتم‌های فلز را از سطح جدا می‌کنند تا بخار تشکیل دهند.

این بخار روی سطوح داخل محفظه، از جمله زیرلایه، متراکم می‌شود، جایی که فیلم مورد نظر را تشکیل می‌دهد. در رسوب دهی تبخیر، یک منبع فلزی در یک محفظه خلاء یا با عبور جریان از یک ظرف تنگستن یا با تمرکز یک پرتو الکترونی بر روی سطح فلز گرم میشود. همانطور که اتم‌های فلز تبخیر می‌شوند، بخاری را تشکیل می‌دهند که روی سطح خنک تر ویفر متراکم‌میشود و یک لایه تشکیل میدهد. در نهایت در ریخته گری ماده ای را در حلال حل کرده و روی ویفر میپاشند. پس از تبخیر حلال، یک لایه بسیار نازک (شاید یک لایه مولکول) از ماده باقی میماند. ریخته گری معمولا برای افزودن یک پوشش پلیمری حساس به نور به نام لایه مقاوم به نور استفاده‌میشود.

4- حکاکی کردن

یک لایه را می‌توان به طور کامل یا جزئی از طریق اچ کردن مواد با مواد شیمیایی قوی یا با اچ کردن یون واکنشی (RIE) حذف کرد. RIE مانند کندوپاش در محفظه آرگون‌است، اما قطبیت معکوس شده و از مخلوط‌های گازی مختلف استفاده‌می‌شود. اتم‌های روی سطح ویفر دور می‌شوند و آن را خالی می‌گذارند.

5- کاشت

روش دیگر اصلاح ویفر، بمباران سطح آن با اتم‌های اضافی است. به این کار کاشت می‌گویند. مقدار کافی از اتم ها عمیقاً در سطح قرار می گیرند تا ویژگی‌های آن را تغییر دهند و مناطقی از مواد n و p را ایجاد کنند. اتم‌های بیش از حد متعصب که از طریق شبکه کریستالی به خوبی سازماندهی شده‌می‌شکافند به ساختار ویفر آسیب می‌رسانند. پس از کاشت، ویفر آنیل‌می‌شود (گرم‌می‌شود) تا این آسیب ترمیم شود. به‌عنوان یک عارضه جانبی بازپخت، اتم‌های کاشته‌شده معمولاً کمی حرکت می‌کنند و در مواد اطراف پخش‌می‌شوند. بنابراین، کل منطقه ای که حاوی اتم‌های کاشته شده پس از بازپخت‌است، لایه انتشار نامیده‌می‌شود. یک لایه غیرفعال سازی نهایی به بالای ویفر اضافه‌می‌شود تا آن را از آب و سایر آلاینده ها ببندد. سوراخ هایی از طریق این لایه در مکان‌های خاصی حک می‌شود تا تماس الکتریکی با مدار مجتمع برقرار شود.

6- فتولیتوگرافی

به منظور تغییر مکان‌های خاص روی ویفر، ابتدا یک لایه مقاوم به نور اعمال می‌شود (همانطور که در بخش رسوب‌گذاری توضیح داده‌شد). Photoresist یا فقط مقاومت، معمولاً پس از قرار گرفتن در معرض نور (از جمله اشعه ماوراء بنفش یا اشعه ایکس) در محلول با pH بالا حل‌می‌شود و این فرآیند که به‌عنوان توسعه شناخته‌می‌شود با استفاده از ماسک کنترل‌می‌شود. ماسک با استفاده از یک رسوب ضخیم کروم در یک الگوی خاص روی یک صفحه شیشه‌ای ساخته‌‌‌می‌شود. کروم سایه ای را بر روی بیشتر ویفر ایجاد می‌کند و به نور اجازه می دهد فقط در مکان‌های مورد نظر بتابد. این امکان ایجاد نواحی بسیار کوچک را فراهم می‌کند – بسته به طول موج نور مورد‌استفاده – که توسط مقاومت سخت محافظت نمی‌شوند.

مدار مجتمع (IC)

پس از شستن مقاومت توسعه یافته، نواحی محافظت نشده را می‌توان از طریق فرآیندهای رسوب، اچ کردن، یا کاشت که در بالا توضیح داده‌شد، اصلاح کرد، بدون اینکه بر بقیه ویفر تأثیر بگذارد. هنگامی که چنین تغییراتی به پایان رسید، مقاومت باقی مانده توسط یک حلال ویژه حل می‌شود. این فرآیند با ماسک‌های مختلف در لایه‌های مختلف (30 یا بیشتر) تکرار‌می‌شود تا تغییراتی در ویفر ایجاد شود. شخصی که ماسک‌ها را برای هر لایه طراحی می‌کند، مهندس layout یا طراح ماسک نامیده می‌شود. انتخاب اجزا و اتصالات مدار توسط طراحان مدار به طراحان ماسک داده‌می‌شود، اما طراحان ماسک در تصمیم‌گیری درباره نحوه ایجاد محصول نهایی، کدام لایه‌ها برای ساخت اجزا، نحوه طراحی اتصالات، نحوه طراحی و نحوه استفاده از آن، فاصله زیادی دارند. به نظر می رسد، چقدر بزرگ خواهد بود، و چقدر خوب عمل می‌کند. توسعه موفقیت آمیز آی‌سی‌ یک تلاش تیمی بین طراحان مدار و ماسک‌است.

7- بسته نهایی

پس از تکمیل تمام تغییرات در ویفر، هزاران واحد IC جداگانه از هم جدا می‌شوند. به این کار ویفر را مکعب می گویند. اکنون هر واحد ، آی‌سی‌ دای نامیده‌میشود. قالب‌ها شبیه تصاویر ماهواره ای شهرها هستند‌که در آن مدارها شبیه جاده ها هستند. هر قالبی که آزمایش را پشت سر میگذارد در یک بسته پلاستیکی سخت قرار میگیرد. این بسته‌های پلاستیکی که تراشه نامیده‌می‌شوند، همان چیزی‌است که هنگام نگاه کردن به برد مدار کامپیوتر مشاهده می‌شود. بسته‌های پلاستیکی دارای پین‌های اتصال فلزی هستند‌که دنیای خارج (مانند برد کامپیوتر) را از طریق سوراخ‌هایی در لایه غیرفعال به نقاط تماس مناسب روی قالب متصل میکنند.

 

مطالب مرتبط

ترانزیستور، ساختار و انواع آن

ماسفت

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *