ic چیست و چه کاربردی دارد؟

در این مقاله قصد داریم به سوال ic چیست؟ و کاربرد آی سی بپردازیم پس تا انتهای مقاله با ما باشید. از آنجایی که IC ها تقریباً در همه قطعات الکترونیکی استفاده می شوند، درک اینکه  icچیست؟ می تواند هم برای مهندسان الکترونیک و هم برای افراد عادی مفید باشد. این به این دلیل است که استفاده از آی سی بسیار متنوع و گسترده است.انواع ic، کاربردic ، مزایا و معایب استفاده از آن را معرفی می کنیم و قابلیت های اضافی آن را در ادامه خواهیم گفت. علاوه بر این، در صورت تمایل به خرید آی سی با قیمت رقابتی و کیفیت برتر، می توانید در فروشگاه رسام ثبت سفارش کنید.

پیشنهاد میکنیم قبل از شروع به مطالعه این مقاله آشنایی با قطعات اس ام دی را مطالعه کنید .

آی سی یا مدار مجتمع (IC) چیست؟

مدارهای مجتمع (IC) که اغلب به عنوان آی سی، مدار مجتمع، ریزتراشه یا تراشه شناخته می شوند، مجموعه ای از انواع قطعات الکترونیکی هستند که در یک واحد مونتاژ شده اند. در تولید مدارهای مجتمع (IC) از اجزای فعال کوچک (مانند انواع ترانزیستورها و دیودها) و اجزای غیرفعال (مانند خازن ها و مقاومت ها) استفاده می شود و اتصالات آنها بر روی یک لایه نازک از یک ماده نیمه رسانا (اغلب سیلیکون) ایجاد می شود. در نتیجه، مدار ایجاد شده توسط یک “تراشه” یکپارچه و بسیار کوچک است و ممکن است فقط چند سانتی متر مربع یا میلی متر مربع اندازه داشته باشد.

در واقع آی سی ها به عنوان مداری با اجزای جدانشدنی تعریف می شوند که به صورت الکتریکی به یکدیگر متصل هستند و از نظر ساختاری قابل جدا شدن نیستند. یک مدار مجتمع (IC) ممکن است هزاران یا حتی میلیون ها ترانزیستور، مقاومت، خازن یا دیود داشته باشد. البته می توان قطعات بیشتری را نیز به آن متصل کرد که همگی از طریق شبکه ای پیچیده از مس، سیلیکون، ویفرهای نیمه هادی و مواد دیگر به هم متصل می شوند.

شاید برای شما جالب باشد: نحوه خواندن مقاومت

یک پردازنده کامپیوتری نمونه ای معمولی از یک مدار مجتمع مدرن (IC) است که اغلب شامل میلیون ها یا میلیاردها ترانزیستور، خازن، گیت منطقی و غیره است که به صورت سری به هم متصل شده اند تا یک مدار دیجیتال پیچیده ایجاد کنند. اگرچه CPU یک مدار مجتمع است، اما همه IC ها اینطور نیستند.

بیشتر بخوانید: تجهیزات پسیو مخابراتی چیست؟

تاریخچه ic چیست؟

جک کیلبی از Texas Instruments USA و Robert Noyes از Fairchild Semiconductor USA این فناوری را در سال 1950 ایجاد کردند. نیروی هوایی ایالات متحده اولین کاربر این اختراع نوآورانه بود. جک کیلبی در سال 2000 جایزه نوبل فیزیک را برای کارش بر روی مدارهای الکترونیکی کوچک دریافت کرد.

رابرت نویز از Fairchild Semiconductor Limited یک سال و نیم پس از اینکه کیلبی طراحی آی سی خود را به نمایش گذاشت، آی سی خود را فاش کرد. بسیاری از مسائل عملی فناوری کیلبی توسط مدل او حل شد. برخلاف مدل کیلبی که از ژرمانیوم ساخته شده بود، این آی سی از سیلیکون ساخته شده بود. حق ثبت اختراعات ایالات متحده به جک کیلبی و رابرت نویز برای برخی از کارهایشان بر روی آی سی ها اعطا شد. پس از مدتی، هر دو کسب‌وکار محتاطانه‌ای را برای صدور مجوز متقابل فناوری خود انجام دادند که بازار جهانی قابل توجهی را باز کرد.
آی سی ها نقش بسیار مهمی در اجزای برد الکترونیکی دارند. آنها وظایف مختلفی را در مدار انجام می دهند و به کارایی و عملکرد صحیح برد کمک می کنند.

انواع ic

آی سی های دیجیتال و آی سی های آنالوگ دو بخش اصلی انواع ic هستند.

آی سی آنالوگ

قدرت سیگنال ورودی سطح سیگنال خروجی را تعیین می کند و سطح سیگنال خروجی تابعی خطی از قدرت سیگنال ورودی است. تقویت کننده های فرکانس رادیویی و تقویت کننده های فرکانس صوتی دو کاربرد اصلی برای مدارهای مجتمع خطی (IC) هستند. علاوه بر این نمونه های معروف، آی سی های خطی یا آی سی های آنالوگ می توانند شامل آپ امپ، تنظیم کننده های ولتاژ، مقایسه کننده ها و تایمرها نیز باشند. اکثر مدارهای مجتمع آنالوگ (IC) قطعات نسبتا کمی دارند و بسیار ساده هستند. هنگامی که شرایط خاصی برآورده می شود، این نوع آی سی ها را می توان برای روشن یا خاموش کردن انواع تجهیزات، از جمله تهویه مطبوع، کوره و بخاری تنظیم کرد.

آی سی دیجیتال

گیت های منطقی مانند گیت های AND، گیت های OR، گیت های NAND، گیت های XOR، فلیپ فلاپ ها و شمارنده ها اغلب در مدارهای مجتمع دیجیتال (IC) یافت می شوند. مدار مجتمع منطقی (IC) یک دستگاه نیمه عادی است که یک یا چند سیگنال ورودی دیجیتال را – که با 1s و 0s یا Hs و Ls نشان داده می شوند – با استفاده از یک عملیات منطقی اولیه به سیگنال های خروجی دیجیتال تبدیل می کند.

شناخته شده ترین انواع آی سی های دیجیتال ریزپردازنده ها هستند. این آی سی ها با اطلاعات باینری مانند 0 یا 1 کار می کنند. 0 معمولاً نشان دهنده 0 ولت و نشان دهنده 5+ ولت در یک مدار دیجیتال است.

از آنجایی که آی سی های دیجیتال اغلب در پروژه های الکترونیکی متعددی استفاده می شوند، تقاضای قابل توجهی برای ریزپردازنده ها و انواع دیگر آی سی های دیجیتال وجود دارد. آی سی های دیجیتال اغلب به عنوان تجهیزات اضافی اختیاری برای کیت های راه اندازی آردوینو ارائه می شوند. دستگاه های متعددی مانند رایانه ها، شبکه های تجاری، مودم ها و شمارنده های فرکانس از AC های دیجیتال استفاده می کنند.

سیگنال مختلط

مدارهای مجتمع سیگنال مختلط زمانی ایجاد می شوند که آی سی های دیجیتال و آنالوگ روی یک تراشه واحد ترکیب شوند. موارد زیر را می توان به عنوان آی سی سیگنال مختلط فهرست کرد:

• آی سی های جمع آوری داده، مانند پتانسیومترهای دیجیتال و مبدل های A/D و D/A
• آی سی کلاک/تایمینگ
• مبدل دیجیتال به آنالوگ
• مبدل آنالوگ به دیجیتال

این مقاله را از دست ندهید: خرید قطعات الکترونیک تهران

قالب و ساختار ic چیست؟

قالب و ساختار یک مدار مجتمع از یک ماده نیمه عادی مانند سیلیکون ساخته شده است. از طریق یک روش ساخت مانند دوپینگ، رسوب بخار شیمیایی، یا فتولیتوگرافی، یک مدار می تواند این تغییر شکل را متحمل شود. در واقع، با استفاده از این روش، مدارهای زیادی تولید می شوند که پس از تولید از یک ویفر، به بیت های کوچکتر بریده می شوند. قالب را می توان در داخل یک بسته قرار داد، و سیم کشی را می توان با استفاده از اتصالات الکتریکی بین پایانه های بسته، که به عنوان پین ها و گره ها (Nodes) شناخته می شوند، متصل کرد که مشابه قالب در یک مدار مجتمع (IC) هستند.

علامت گذاری قطبیت و شماره گذاری پین

از آنجایی که هر پین آی سی عملکرد و مکان مشخصی دارد و تمام آی سی ها پلاریزه هستند، باید یک روش ارتباطی در بسته گنجانده شود. پین اصلی معمولاً با یک نقطه یا بریدگی در آی سی ها نشان داده می شود. همانطور که در خلاف جهت عقربه‌های ساعت در اطراف ناحیه تراشه حرکت می‌کنید، زمانی که پین اصلی را پیدا کردید، تعداد پین‌های باقی‌مانده به ترتیب افزایش می‌یابند.

ic چه وظیفه ای دارد؟

تقویت کننده، تایمر، ریزپردازنده، نوسان ساز و حافظه کامپیوتر همگی مشابه نحوه عملکرد آی سی هستند. یک تراشه سیلیکونی و یک ویفر کوچک با هزاران ترانزیستور، خازن، مقاومت و سایر اجزای الکتریکی یک مدار مجتمع (IC) را تشکیل می‌دهند. این قطعات کوچک با طیف وسیعی از قابلیت های محاسباتی برای ذخیره سازی داده های آنالوگ یا دیجیتال هستند.

نسل های  IC

از زمان اختراع آی سی چندین نسل از مدارهای مجتمع وجود داشته اند. هر تراشه حاوی تعدادی ترانزیستور و گیت منطقی است. لیست نسل های آی سی و ظرفیت های مربوطه آنها را می توانید در زیر مشاهده کنید:

SSI

فناوری یکپارچه سازی مقیاس کوچک از گیت های منطقی 1 تا 12 و ترانزیستورهای 1 تا 10 استفاده می کند.

MSI

ترانزیستورهای گیت منطقی با مقادیر بین 10 تا 500 و 13 و 99 در فرآیند MSI با یکپارچه سازی مقیاس متوسط استفاده می شوند.

LSI

یکپارچه سازی مقیاس بزرگ یا LSI از 500 تا 20000 ترانزیستور و بین 100 تا 9999 گیت منطقی استفاده می کند.

VLSI

فناوری یکپارچه سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) از 10000 تا 99999 گیت منطقی و 20000 تا 1000000 ترانزیستور استفاده می کند.

ULSI

یک میلیون ترانزیستور و صد هزار گیت منطقی در فناوری ULSI با یکپارچه سازی در مقیاس بسیار بزرگ استفاده می شود.

کاربرد آی سی

مدارهای مجتمع کاربردهای گسترده ای دارند. هر جزء که می تواند با استفاده از قطعات جداگانه توسعه و ساخته شود، به طور کلی می تواند در یک IC گنجانده شود. این برنامه‌ها شامل منطق، حافظه، سوئیچ‌ها، پردازنده‌های ویدیویی و تقویت‌کننده‌های صوتی هستند؛ اما محدود به آن‌ها نیستند. دامنه کاربردهای آی سی گسترده است و روزانه در حال گسترش است. انجام محاسبات یکی از وظایف اصلی آی سی است. چند آی سی جایگزین هزاران ترانزیستور شده اند که زمانی یک کامپیوتر را تشکیل می دادند. از جمله کاربرد آی سی، میتوان به موارد زیر اشاره نمود:

• رادار
• ساعت های مچی
• تلویزیون ها
• آبمیوه ساز
• کامپیوتر
• پروسسورهای ویدیویی
• آمپل فایرهای صوتی
• دستگاه های حافظه یا مموری
• دستگاه های منطقی
• انکودر و دیکودرهای فرکانس رادیویی

آی سی (IC) چیست چه کاربردی دارد؟

آی سی میکروکنترلر، یک دستگاه مدار مجتمع (IC) برای مدیریت سایر اجزای یک سیستم الکترونیکی، اغلب از طریق واحد ریزپردازنده (MPU)، حافظه و تجهیزات جانبی مختلف، از پرکاربردترین آی سی ها است. از آنجایی که میکروکنترلر جزء کلیدی پروژه های شما است، قبل از خرید انواع ic باید از اصل بودن و کیفیت بالای آن اطمینان حاصل کنید. سلامت و اصالت آن نیز بسیار قابل توجه است.

آی سی شارژر، بخشی از خانواده آی سی PMIC یا مدیریت انرژی و یکی دیگر از آی سی های مفید و پرکاربرد در صنعت الکترونیک است. مدارهای مجتمع (IC) که برای شارژ باتری ها استفاده می شوند، آی سی شارژر باتری نامیده می شوند. مدل های مختلفی از آی سی شارژر باتری وجود دارند. منبع تنظیم ولتاژ توسط شارژرهای خطی برای حفظ ولتاژ ثابت در ترمینال خروجی استفاده می شود. برای خرید ترانزیستور، خرید خازن ،خرید شارژر آی سی می توانید به شرکت رسام مراجعه کنید.

فرآیند تولید آی سی

به طور کلی، دو شکل مختلف از فناوری تولید آی سی وجود دارد: فناوری یکپارچه و فناوری ترکیبی. در رویکرد یکپارچه، هر تراشه سیلیکونی هر قطعه الکترونیکی را همراه با تمام اتصالات خود در خود جای می دهد. هنگامی که آی سی های یکسان به صورت انبوه تولید می شوند، از این روش استفاده می شود. AC های مجتمع ارزان اما قابل اعتماد هستند.

در مدارهای مجتمع هیبریدی (IC)، قطعات هر یک به طور جداگانه روی یک ماده سرامیکی قرار می گیرند و توسط سیم ها یا الگوهای متالیزاسیون به هم متصل می شوند.

در حال حاضر تراشه های کامپیوتری کافی برای پاسخگویی به تقاضای صنعت وجود ندارند، برخلاف این واقعیت که میلیون ها دستگاه به دلیل رشد استفاده از ابزارهای الکترونیکی به آنها متکی هستند. در نتیجه، کمبود چند کالای مورد تقاضا وجود دارد. تقاضا برای آی سی ها در حال پیشی گرفتن از عرضه در جهان است و در نتیجه بحرانی ایجاد می شود که بسیاری از مشاغل را تحت تاثیر قرار می دهد و باعث کمبود مصرف کنندگان برای کالاهایی می شود که به اجزای نیمه هادی نیاز دارند.

هزینه تولید تراشه ها و همگامی با پیشرفت های فنی در این دهه به طور چشمگیری افزایش یافته است که این موضوع را بدتر می کند. کمبود محصول نهایی و افزایش هزینه ها نتیجه تقاضای بیش از حد، تولید محدود و تاخیر در حمل و نقل است. اگرچه زمان و هزینه می‌طلبد؛ اما تولیدکنندگان آی سی در تلاش هستند تا ظرفیت خود را در پاسخ به این تقاضای مداوم افزایش دهند.

مزایای آی سی یا مدار مجتمع (IC) چیست؟

• یک اینچ مربع از یک تراشه آی سی می تواند تا 20000 قطعه الکتریکی را در خود جای دهد که اندازه بسیار کوچکی است.
• آی سی ها از قابلیت اطمینان بالایی برخوردار هستند.
• آی سی ها به انرژی بسیار کمی نیاز دارند.
• به دلیل عدم وجود اثر خازن انگلی، آنها با سرعت بیشتری کار می کنند.
• می توان از مادربرد برای تغییر آنها استفاده کرد.
• 

معایب آی سی یا مدار مجتمع (IC) چیست؟

• هنگامی که جریان از طریق آی سی افزایش می یابد، اندازه کوچک آن از دفع گرما با سرعت مناسب جلوگیری می کند. این توضیح می دهد که چرا جریان زیاد از طریق آی سی ها اغلب باعث آسیب می شود.
• ترانسفورماتورها و انواع سلف ها در مدارهای مجتمع مجاز نیستند.
• فقط مقدار معینی از توان ممکن است توسط مدار مجتمع اداره شود.
• حداکثر اتلاف توان 10 وات است.
• کار کردن در ولتاژ بالا و سطح صدای کم دشوار است.

خوب است بدانید: واردات قطعات الکترونیک لوازم خانگی چگونه صورت می گیرد؟

نقش آی سی در حسگر های گوناگون

تمام سنسورهای دیجیتال معاصر، از جمله سنسورهای دما، شتاب سنج ها و ژیروسکوپ ها، در یک مدار مجتمع (IC) ترکیب می شوند. در واقع، به بیان ساده، تمام فناوری‌های امروزی در تلفن‌های هوشمندی که هر روز استفاده می‌کنید از آی‌سی‌هایی ساخته شده‌اند که به حرکات شما پاسخ می‌دهند. این آی سی ها معمولا دارای سه تا بیست پایه هستند و کوچکتر از میکروکنترلرها یا سایر آی سی های موجود در مدار هستند.

سخن نهایی

ما در این مقاله کاربرد آی سی و آی سی یا مدار مجتمع (IC) چیست؟ را بررسی کردیم و متوجه شدیم که هیچ یک از دستگاه های الکترونیکی ما بدون آنها نمی توانند کار کنند. در نتیجه نقش عملی آی سی ها در جامعه امروزی رشد چشمگیری داشته است. شاید خالق مدار مجتمع (IC) حتی متوجه نشده باشد که چه کار بزرگی برای بشریت انجام داده است؛ اما اکنون با نگاهی به آن، می‌توان دریافت که سهم کلیدی آن فرد در کیفیت چقدر مهم بوده است. که IC اکنون در تمام شرکت های واردات قطعات الکترونیک در سراسر جهان وجود دارد.

مطالب مرتبط:

اطلاع از مرکز فروش آی سی در تهران

شرکت های الکترونیکی در تهران

آشنایی با قطعات برد الکترونیکی

ترایاک چیست