Obwody zintegrowane

Układ scalony (IC) to mikroelektroniczny zespół konstrukcyjny, którego elementy aktywne i pasywne tworzą funkcjonalny system. Są one umieszczone na jednej krzemowej płytce – chipie.

Układy scalone:

1. według zastosowanej technologii wytwarzania, układy scalone dzielą się na:

a) monolityczne – są produkowane na jednym kawałku monokrystalicznego krzemu. Wszystkie elementy wykorzystują zasadę i właściwości złącza PN – tworząc diody, pojemności, rezystory i izolację. Wzajemne połączenie poszczególnych elementów zapewniają parowane złącza aluminiowe.

b) warstwowe – wytwarzane są na podłożu izolacyjnym ze szkła lub ceramiki poprzez nakładanie warstw izolacyjnych przewodzących, półprzewodzących, rezystancyjnych oraz , z których wykonane są poszczególne elementy oraz połączenia.

c) Hybrydowy – wykorzystujący zalety obu poprzednich technologii. Technologia warstwowa służy do tworzenia elementów pasywnych oraz połączeń na płycie izolacyjnej. Do tak przygotowanego obwodu wprowadza się elementy aktywne lub całe struktury stworzone w technologii monolitycznej.

2. z funkcjonalnego punktu widzenia układy scalone dzieli się na:

a) analogowe – przetwarzają sygnał, którego wartość zmienia się w sposób ciągły (nieprzerwany) w określonym zakresie. Przetworzony sygnał elektryczny jest obrazem analogicznego przebiegu z innego układu fizycznego, światła, obrazu …). Sygnał wyjściowy jest ciągłą funkcją sygnału wejściowego. Znajdują one zastosowanie w konsumenckich, automatyce i innych technologiach. W obecnym, ze względu na digitalizację (dźwięku, obrazu …), są one zastępowane przez cyfrowe układy scalone.

b) cyfrowe – przetwarzają sygnał, który przyjmuje tylko dwa poziomy napięcia odpowiadające wartościom logicznego 0 i logicznego 1. Zmiana poziomu jest nieciągła – skok. Sygnał wyjściowy jest nieciągłą funkcją sygnału wejściowego. Zgodnie z technologią półprzewodnikową cyfrowe układy scalone dzieli się na bipolarne i unipolarne. Najczęściej stosowanymi cyfrowymi układami scalonymi są układy typu TTL (transistor-transistor logic), które są korzystne ze względu na swoją dynamiczną charakterystykę oraz szeroki zakres.

Cyfrowe układy scalone znajdują zastosowanie we wszelkiego rodzaju technikach obliczeniowych, pomiarowych i kontrolnych, w robotyce, informatyce, elektronice użytkowej …