آی سی چیست و چه کاربردی دارد و انواع آن

آی سی یک قطعه الکترونیکی می باشد که شامل تعداد زیادی مدار، ترانزیستور، گیت های منطقی، سلف، خازن، مقاومت و اجزای دیگر است.هر کدام از این آی سی ها برای یک کاربرد مشخص طراحی و ساخته می شوند.در واقع بیشتر لوازم الکترونیکی که در اطراف خود مشاهده می کنید و از آنها برای کارهای روزمره خود استفاده می کنید، دارای مدار آی سی هستند.در ادامه مقاله راهنمای خرید آی سی با ما باشید تا بیشتر با این قطعه الکترونیکی آشنا شوید.

آی سی IC مخفف عبارت انگلیسی Integrated Circuit می باشد و معادل آن به فارسی مدار مجتمع نام دارد.همان طور که اشاره شد مدارهای مجتمع براساس کاربرد و اندازه، انواع مختلفی دارند.جالب است که بدانید طراحی و ساخت ترانزیستور این قطعه الکترونیکی بسیار ساده تر از بقیه اجزای آن است.

برای طراحی یک ترانزیستور، مهندسان در قدم اول المان های دیگر مدار را به وسیله ترانزیستور طراحی می کنند و در نهایت مدار حاصله را با تکنولوژی آی سی یا مدار مجتمع یکپارچه می کنند. شاید تعجب کنید اما ساخت و طراحی کامپیوترها، حافظه های جانبی و داخلی، تلفن های همراه و سایر ابزار دیجیتالی به وسیله آی سی امکان پذیر شد.

مراحل ساخت مدار مجتمع IC

ریزتراشه های مورد نظر را روی لایه ای نازک از یک نیمه هادی مثل سیلیکون به صورت لایه لایه قرار می دهیم.
این کار خطرناک می باشد و ممکن است که به خودتان آسیب بزنید به همین دلیل برای ساخت این قطعه الکترونیکی از CLEAN ROOM که اتاقی مناسب برای ساخت اینجور قطعه ها می باشد استفاده می شود.

کاربردهای مدار آی سی

هر آی سی براساس کاربردی طراحی شده است که مهندسان برای آن برنامه ریزی کرده اند.آی سی ها سیگنال های ورودی را دریافت می کنند، آنها را براساس کدهای برنامه نویسی شده تغییر می دهند و خروجی را به سیستم تحویل می دهند.CPU های هر کامپیوتری به وسیله این مدار های الکترونیکی کنترل می شود.پس می توان آی سی را مهم ترین قسمت کامپیوتر دانست.

جای دیگری که از مدارهای IC استفاده می شود.حافظه قطعه الکترونیکی است که می توان اطلاعات را در آن ثبت کرد، تغییر داد، مشاهده کرد و حذف کرد.حافظه های جانبی و خارجی هستند.در انواع حافظه ها مثل هارد اکسترنال و اینترنال، میکرو SD و SD ها، فلش ها و … از مدار مجتمع استفاده می شود.نمونه از مهم ترین کاربرد این مدار استفاده از آن در PROM یا Prgrammable Read Only Memory دانست.

مزایای آی سی ها:

1. برای خرید آی سی باید هزینه کمتری بپردازید.دلیل این امر این است که همه مدار مجتمع و قطعات آن با هم درست می شوند و به همین دلیل قیمت ارزان تری نسبت به مدارهای مشابه دارند.
2. سایز کوچک
3. بازده بالا
4. کم مصرف

معایب آی سی ها:

1. اگر بخواهید یک مورد خاص را طراحی کنید و سپس بسازید باید هزینه بالایی برای طراحی و ساخت آن بپردازید.قیمت پایین آی سی های موجود در بازار به دلیل تولید انبوه آن ها می باشد.

انواع آی سی

مدارهای آی سی را براساس نحوه ساخت، کاربرد و فناوری ریزتراشه استفاده شده در آن دسته بندی می کنند.

دسته بندی آی سی ها برحسب کاربرد:

1. آی سی آنالوگ: همان طور که از نامش پیداست، فعالیت های صورت گرفته روی سیگنال ورودی به صورت خطی می باشد. در تقویت کننده های عملیاتی و تقویت کننده های خطی از مدار مجتمع آنالوگ وجود دارد.
2. آی سی دیجیتالی: فعالیت های صورت گرفته روی سیگنال های ورودی این آی سی به وسیله قطع و وصل شدن ترانزیستور ها صورت می گیرد.به همین دلیل ساخت آی سی دیجیتال از آی سی آنالوگ ساده تر است.در مدار مجتمع دیجیتال تعداد بسیار زیادی گیت منطقی روی یک تراشه وجود دارد.با توجه به دیجیتالی بودن آن، محل استفاده آن در کامپیوتر ها و ریزپردازنده ها می باشد.
3. آی سی دیجیتال – آنالوگ: فعالیت های صورت گرفته روی سیگنال های ورودی آی نام برده شده به صورت دیجیتالی و آنالوگی پردازش می شود.در واقع این آی سی ترکیبی از هردو نوع تعریف شده می باشد و در هر دو محل استفاده می شود.

دسته بندی آی سی ها برحسب نحوه ساخت

1. روش ساخت یکپارچه: در این روش قطعه ای نیمه رسانا وجود دارد که همه قطعات و ریزتراشه ها درون آن قرار می گیرند.امکان ساخت مدار مجتمع علی یکسان در این روش وجود دارد.
2. روش ساخت مختلط: در این روش ساخت تعدادی از آی سی هایی که به صورت یکپارچه ساخته شده اند به همراه قطعات الکترونیکی دیگر مثل مقاومت و خازن و… در یک بستر تعبیه می شوند.

دسته بندی آی سی ها برحسب فناوری

1. آی سی های BJT : وقتی آی سی مدنظر از ترانزیستور های BJT تشکیل شده باشد، جزو این دسته بندی به حساب می آید.قابلیت این نوع آی سی ها سرعت بالا و البته توان مصرفی بالا می باشد.نام دیگر این نوع آی سی، TTL می باشد که حتما آن را شنیده اید.ECL از جمله پر مصرف ترین و سریع ترین مدار مجتمعی است که در این دسته بندی یافت می شود.از دیگر آی سی های خانواده BJT می توان به RTL و DTL و IIL اشاره کرد.

2. آی سی های MOSFET : آی سی هایی که از ترانزیستور MOSFET تشکیل شده باشند را جزو این دسته بندی به حساب می آوریم.توان مصرفی در این خانواده پایین می باشد اما سرعت آنها هم کم است.به همین دلیل کاربرد این آی سی کمتر از سایر دسته بندی ها می باشد.نام دیگر این دسته بندی CMOS می باشد.CMOS کم سرعت ترین و کم مصرف ترین آی سی در این دسته بندی است.از دیگر اعضای این خانواده کم مصرف می توان به PMOS و NMOS اشاره کرد.قیمت آی سی MOSFET در بازار نسبت به سایر دسته بندی ها ارزان تر است.

3. آی سی های MOSFET و BJT : اگر بخواهید از آی سی با سرعت بالا و توان مصرفی پایین استفاده کنید باید این آی سی را بخرید.قیمت آی سی BJT و MOSFET گران تر از سایر دسته بندی هاست ولی کاربرد آن بیشتر است.فناوری BJT و MOSFET در این آی سی وجود دارد.نام دیگر آن BICMOS می باشد.