集成电路的历史

一个电子电路是一组连接的用于特定目的的电子元器件。

简单的电子电路很容易设计,因为它需要很少的分立电子组件和连接。但是,设计复杂的电子电路很困难,因为它需要许多分立的电子组件及其连接。建立这种复杂的电路还需要时间,并且其可靠性也较低。这些困难可以通过集成电路来克服。

为了定义集成电路(IC),我们可以考虑如果在单个半导体材料芯片上互连多个电子组件,则该芯片称为集成电路(IC)。它由主动和被动组件组成。

1939-45年的世界大战对电子通信设备组件提出了严格的环境和操作要求,例如标准化,小型化,可靠性,可维护性等。电子元件的设计和制造取得了重大改进。战后,半导体晶体管得到广泛使用。

集成电路(IC)的概念也称为“芯片”)是在1952年提出的,它将几个电子元件的电路集成到一个固体块中。1959年,Robert Noyce和Jean让铝金属化的平面工艺发明了Hoerniat Fairchild Semiconductor实现了IC的大规模生产。

电路集成的发展非常迅速。1964年,推出了具有数字逻辑门电路的小规模集成(SSI)芯片。Fairchild半导体公司的Gordon Earle Moore预测硅芯片上的晶体管数量将从1965年的50个增加到1975年的65,000个。这是他对摩尔定律的首次阐明,即芯片上晶体管的数量每年将翻一番。 。Moore的预测确实是正确的,1968年出现了具有完整寄存器电路的中等规模集成(MSI)芯片。1970年,仙童(Fairchild)生产了大规模集成(LSI)存储芯片(256位RAM)。1971年,开发了具有1024位动态随机存取存储器(DRAM)和通用异步接收器发送器(UART)的LSI芯片。

集成电路的优势

集成电路具有许多优点。他们在下面讨论-

  • 紧凑的尺寸-与使用分立电路构建的电路相比,对于给定的功能,使用IC可获得的电路尺寸更小。

  • 重量更轻-与用于实现IC相同功能的分立电路相比,内置IC的电路重量更轻。与使用分立电路制造的IC相比,使用IC的成本更高。

  • 低功耗-由于IC的尺寸和结构较小,其功耗比传统电路低。

  • 降低成本-由于IC的制造技术以及比分立电路使用更少的材料,因此与分立电路相比,其成本大大降低。 

  • 更高的可靠性-由于它们采用的连接较少,因此与数字电路相比,IC的可靠性更高。

  • 更高的工作速度-由于IC的开关速度和更低的功耗,它们以更高的速度工作。

集成电路类型

集成电路有两种类型-模拟集成电路和数字集成电路。

  • 模拟集成电路-在整个信号幅度连续值范围内工作的集成电路称为模拟集成电路。此处将它们进一步分为两种类型-

    • 线性集成电路-如果模拟IC的电压和电流之间存在线性关系,则称其为线性。IC 741是8引脚双列直插式封装(DIP)运算放大器,是线性IC的一个示例。

    • 射频集成电路-如果模拟IC的电压和电流之间存在非线性关系,则称其为“非线性”。非线性IC也称为射频IC。

  • 数字集成电路–如果集成电路仅在几个预定级别上运行,而不是在信号幅度的连续值的整个范围内运行,则这些被称为数字集成电路。