単一のユニットとして構築されたすべての基本的な電子デバイス。の発明前 集積回路(IC) 、すべての個々のトランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、およびインダクタは、本質的に離散的でした。どの回路またはシステムでも、入力に基づいて目的の出力を生成できます。ディスクリートコンポーネントとICを使用して、任意のシステムを構築できます。物理的にすべてを置くことはできません 複数のディスクリート回路 シリコンのプレート上にあり、単にそれを集積回路と呼びます。集積回路はシリコンウェーハで構成されており、シリコンウェーハに挿入(または配置)されていません。したがって、主なことはICを作成することであり、すべてのディスクリートコンポーネントはシリコンウェーハ上で処理されます。しかし、ICの製造中に、シリコンウェーハ上にいくつかのディスクリート回路を作成できない可能性があるという問題があります。
ディスクリート回路と集積回路の違い
ディスクリート回路
ディスクリート回路は、個別に製造されたコンポーネントで構成されています。後で、これらのコンポーネントは、回路基板上の導線または プリント回路基板 。トランジスタはディスクリート回路で使用される主要コンポーネントの1つであり、これらのトランジスタの組み合わせを使用して論理ゲートを作成できます。これら 論理ゲートを使用して、入力から目的の出力を取得できます 。ディスクリート回路は、より高い電圧で動作するように設計できます。
PCB上のディスクリート回路
ディスクリート回路のデメリット
- 個々のディスクリートコンポーネントすべての組み立てと配線には時間がかかり、必要なスペースも大きくなります。
- 故障したコンポーネントの交換は、既存の回路またはシステムでは複雑です。
- 実際には、要素ははんだ付けプロセスを使用して接続されているため、信頼性が低下している可能性があります。
- これらの信頼性と省スペースの問題を克服するために、集積回路が開発されています。
集積回路
集積回路は微視的です 電子回路の配列 そして 電子部品(抵抗、コンデンサ、インダクタ…) の表面に拡散または埋め込まれている 半導体材料 シリコンなどのウェーハ。 1950年代にジャックキルビーによって発明された集積回路。チップは一般に集積回路(IC)と呼ばれます。
ICの基本構造
“2ウェイスイッチの配線図 ”
これらのICは、熱伝導率の高い絶縁材料でできていて、ICの本体から出ている回路の接点端子(ピンとも呼ばれます)を備えた中実の外部カバーに詰め込まれています。
ピン構成に基づく さまざまな種類のIC パッケージが利用可能です。
- デュアルインラインパッケージ(DIP)
- プラスチッククワッドフラットパック(PQFP)
- フリップチップボールグリッドアレイ(FCBGA)
ICパッケージの種類
ザ・ トランジスタはIC製造の主要コンポーネントです 。これらのトランジスタは、ICのアプリケーションに応じて、バイポーラトランジスタまたは電界効果トランジスタの場合があります。技術が日々成長するにつれて、ICに組み込まれるトランジスタの数も増えています。 ICまたはチップ内のトランジスタの数に応じて、ICは以下の5つのタイプに分類されます。
S.No | ICカテゴリ | 1つのICチップに組み込まれているトランジスタの数 |
1 | 小規模統合(SSI) | 100まで |
二 | 中規模集積回路(MSI) | 100から1000まで |
3 | 大規模集積回路(LSI) | 1000から20Kまで |
4 | 超大規模集積回路(VLSI) | 20Kから1000000まで |
5 | 超大規模集積回路(ULSI) | 10,00,000から1,00,00,000まで |
ディスクリート回路に対する集積回路の利点
- 非常に小さいサイズの集積回路は、実際には約20,000個の電子部品を1平方インチのICチップに組み込むことができます。
- 多くの複雑な回路は単一のチップ上に製造されているため、これにより複雑な回路の設計が簡素化されます。また、システムのパフォーマンスも向上します。
- ICは高い信頼性を提供します。接続数が少なくなります。
- これらは大量生産のため低コストで入手できます。
- ICの消費電力はごくわずかかそれ以下です。
- 他の回路から簡単に交換できます。
集積回路のデメリット
- ICの製造後、集積回路が動作するパラメータを変更することはできません。
- IC内の部品が損傷した場合、IC全体を新しいものと交換する必要があります。
- ICの静電容量の値を高くする(> 30pF)には、ディスクリートコンポーネントを外部に接続する必要があります
- 高出力IC(10W以上)の製造はできません。
上記の情報から、一般に、集積回路は単一のシリコンチップ上に製造されたミニ回路であり、したがって面積の点で大幅な節約で出力されると結論付けることができます。一方、ディスクリート回路は、に接続されたさまざまなアクティブおよびパッシブ電子コンポーネントで構成されています。 はんだ付けプロセスの助けを借りたPCB 。この概念をよりよく理解していただければ幸いです。さらに、この概念に関する質問や エレクトロニクスプロジェクトを実施する 、下のコメントセクションにコメントしてフィードバックをお寄せください。ここにあなたへの質問があります、 ICの主な機能は何ですか ?
“反転増幅器と非反転 ”