Circuitos integrados originais novos da microplaqueta do ponto ic do inventário XC7A50T-2CSG324I

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Circuito integrado

Um circuito integrado ou circuito integrado monolítico (também conhecido como IC, chip ou microchip) é um conjunto deCircuitos eletrônicosem um pequeno pedaço plano (ou “chip”) desemicondutormateriais, geralmentesilício.Grandes númerosde minúsculoMOSFETs(metal-óxido-semicondutortransistores de efeito de campo) integre-se em um pequeno chip.Isso resulta em circuitos que são ordens de magnitude menores, mais rápidos e mais baratos do que aqueles construídos com materiais discretos.componentes eletrônicos.Os CIprodução em massacapacidade, confiabilidade e abordagem básica paraprojeto de circuito integradogarantiu a rápida adoção de CIs padronizados no lugar de projetos que usamtransistores.Os ICs são agora usados ​​em praticamente todos os equipamentos eletrônicos e revolucionaram o mundo daeletrônicos.Computadores,celularese outroeletrodomésticossão agora partes inextricáveis ​​da estrutura das sociedades modernas, possibilitadas pelo pequeno tamanho e baixo custo dos CIs, como os modernosprocessadores de computadoremicrocontroladores.

Integração em larga escalatornou-se prático graças aos avanços tecnológicosmetal-óxido-silício(MOS)fabricação de dispositivos semicondutores.Desde a sua origem na década de 1960, o tamanho, a velocidade e a capacidade dos chips progrediram enormemente, impulsionados por avanços técnicos que encaixam cada vez mais transístores MOS em chips do mesmo tamanho – um chip moderno pode ter muitos milhares de milhões de transístores MOS numa unidade. área do tamanho de uma unha humana.Esses avanços, aproximadamente seguindoLei de Moore, fazem com que os chips de computador de hoje possuam milhões de vezes a capacidade e milhares de vezes a velocidade dos chips de computador do início da década de 1970.

Os ICs têm duas vantagens principais sobrecircuitos discretos: custo e desempenho.O custo é baixo porque os chips, com todos os seus componentes, são impressos como uma unidade pelafotolitografiaem vez de ser construído um transistor de cada vez.Além disso, os CIs embalados usam muito menos material do que os circuitos discretos.O desempenho é alto porque os componentes do IC alternam rapidamente e consomem comparativamente pouca energia devido ao seu pequeno tamanho e proximidade.A principal desvantagem dos CIs é o alto custo de projetá-los e fabricar os componentes necessários.fotomáscaras.Este alto custo inicial significa que os CIs só são comercialmente viáveis ​​quandoaltos volumes de produçãosão antecipados.

Terminologia[editar]

Umcircuito integradoé definido como:^[1]

Um circuito no qual todos ou alguns dos elementos do circuito estão inseparavelmente associados e interligados eletricamente de modo que seja considerado indivisível para fins de construção e comércio.

Os circuitos que atendem a esta definição podem ser construídos usando muitas tecnologias diferentes, incluindotransistores de filme fino,tecnologias de filme espesso, oucircuitos integrados híbridos.No entanto, no uso geralcircuito integradopassou a se referir à construção de circuito de peça única originalmente conhecida comocircuito integrado monolítico, muitas vezes construído em uma única peça de silício.^[2][3]

História

Uma tentativa inicial de combinar vários componentes em um dispositivo (como os CIs modernos) foi aLoewe 3NFtubo de vácuo da década de 1920.Ao contrário dos CIs, ele foi projetado com o propósito deevasão fiscal, como na Alemanha, os receptores de rádio tinham um imposto que era cobrado dependendo de quantos suportes de tubo um receptor de rádio possuía.Permitiu que os receptores de rádio tivessem um único suporte de tubo.

Os primeiros conceitos de circuito integrado remontam a 1949, quando o engenheiro alemãoWerner Jacobi^[4](Siemens AG)^[5]registrou uma patente para um dispositivo amplificador semicondutor semelhante a um circuito integrado^[6]mostrando cincotransistoresem um substrato comum em um processo de três estágiosamplificadorarranjo.Jacobi revelou pequeno e baratoaparelhos auditivoscomo aplicações industriais típicas de sua patente.Um uso comercial imediato de sua patente não foi relatado.

Outro proponente inicial do conceito foiGeoffrey Dummer(1909–2002), um cientista de radar que trabalhava para oEstabelecimento Real Radardos britânicosMinistro da defesa.Dummer apresentou a ideia ao público no Simpósio sobre Progresso em Componentes Eletrônicos de Qualidade emWashington DCem 7 de maio de 1952.^[7]Ele deu muitos simpósios publicamente para propagar suas ideias e tentou, sem sucesso, construir tal circuito em 1956. Entre 1953 e 1957,Sidney Darlingtone Yasuo Tarui (Laboratório Eletrotécnico) propuseram designs de chips semelhantes onde vários transistores poderiam compartilhar uma área ativa comum, mas não haviaisolamento elétricopara separá-los um do outro.^[4]

O chip de circuito integrado monolítico foi possibilitado pelas invenções doprocesso planarporJean Hoernieisolamento de junção p – nporKurt Lehovec.A invenção de Hoerni foi construída sobreMohamed M. Atallao trabalho de Fuller e Ditzenberger sobre passivação de superfície, bem como o trabalho de Fuller e Ditzenberger sobre a difusão de impurezas de boro e fósforo em silício,Carl Frosche o trabalho de Lincoln Derick sobre proteção de superfície, eChih Tang Sahdo trabalho de mascaramento de difusão pelo óxido.^[8]