IC یا مدار مجتمع چیست؟ انواع تراشه و کاربردهای آن

مدار مجتمع یا IC (Integrated Circuit)، از مونتاژ قطعات الکترونیکی نیمه هادی مانند مقاومت، خازن و ترانزیستور ساخته می شود و به عنوان بلوک های اصلی در ساخت وسایل الکترونیکی مورد استفاده قرار می گیرند. آی سی با نام های تراشه یا میکروچیپ در بین تکنسین ها و مهندسین الکترونیک شناخته می شود.

انواع مدار مجتمع در سه دسته فیلم نازک و ضخیم، یکپارچه و هیبریدی قرار می گیرند که با مونتاژ برد smd یا dip برای ساخت برد مدار چاپی از آن ها استفاده می شود. امروزه با توجه به پیشرفت های گسترده و کاربردهای فراوانی که این قطعات در صنایع گوناگون دارند، تقاضای ساخت آن ها افزایش یافته و دنیا با کمبود آی سی روبرو شده است.

مدار مجتمع (IC) چیست؟

آی سی ها جز انواع مدارهای الکترونیکی هستند که آنها را در بازار با نام های مختلفی مثل ریز تراشه، مدار یکپارچه، تراشه، مدار مجتمع و … می شناسند. این ابزار مجموعه ای از قطعات الکترونیکی اکتیو کوچک مثل ترانزیستورها و قطعات پسیو مثل خازن ها یا مقاومت ها تشکیل شده اند که بر روی سطحی صاف و نیمه رسانا نصب می شوند. اندازه این ابزار گاهی اوقات فقط چند میلی متر و برخی مواقع تا چند سانتی متر است.

تمام عناصر این مدارها به صورت الکتریکی به یکدیگر متصل و غیر قابل تفکیک هستند. در این ابزار گاهی میلیون ها قطعات مختلف نصب می شود تا کارایی موردنظر را داشته باشند. در برخی مواقع تولیدکننده ها روی این مدارها قطعه های اضافه نیز نصب می کنند که به واسطه مس، سیلیکون ها یا ویفرهای نیمه رسانا به یکدیگر متصل شده اند.

برای درک مدارهای مجتمع می توان به پردازنده های رایانه ها اشاره کرد که حاصل میلیون ها قطعه مختلف در یک واحد مشترک هستند و مدار دیجیتالی پیچیده ای را به وجود آورده اند. این نکته را در نظر داشته باشید که هر چند پردازنده ها نوعی مدار یکپارچه به شمار می آیند، اما همه IC ها پردازنده نیستند!

در بین انواع آی سی ها، آی سی میکروکنترلر جزء پرکاربردترین ابزاری است که به منظور کنترل بخش های دیگر سیستم الکترونیکی به کار می آید. شما می توانید از این ابزار به عنوان واحد ریزپردازنده، حافظه و … استفاده کنید. امکان خرید این مدار با کیفیت بالا و اصالت مناسب از فروشگاه های حرفه ای عرضه کننده تجهیزات الکتریکی و الکترونیکی وجود دارد.

انواع ICهای شارژی نیز جزء پراستفاده ترین مدل ها هستند و از آنها برای شارژ باتری ها استفاده می کنند. این ابزار از یک منبع کنترل شده استفاده می کنند و منجر به ظاهر شدن ولتاژی ثابت در ترمینال خروجی می شوند.

آشنایی با انواع آی سی

انواع آی سی چیست؟ مدارهای مجتمع را در 2 دسته بندی مختلف قرار می دهند که در ادامه هر یک از آنها را معرفی می کنیم:

مدار مجتمع آنالوگ

به آی سی های آنالوگ، مدل های خطی نیز می گویند که از آنها معمولاً در تقویت فرکانس های صوتی و رادیویی استفاده می شود. بسیاری از مدارهای مجتمع پرکاربرد در بازار در این دسته بندی قرار می گیرند که از جمله آنها می توان به اپ امپ ها، تایمرها و … اشاره کرد.

سیگنال های ورودی و خروجی در مدار مجتمع آنالوگ به صورت پیوسته هستند. در واقع سطح سیگنال خارجی را سطح سیگنال ورودی تعیین می کند.

یکی از ویژگی های خیلی خوب این مدارها، قابلیت برنامه ریزی شان است؛ در واقع شما می توانید آنها را به گونه ای تنظیم کنید تا در صورت رسیدن سیگنال به مقدار خاصی، دستگاه خاموش شود. این مدارها را معمولاً از ترکیب چند قطعه تولید می کنند و به همین دلیل ساختار ساده ای دارند.

مدار مجتمع یا آی سی دیجیتال

انواع مدار مجتمع دیجیتال با داده های باینری 0 و 1 کار می کنند که از جمله آنها می توان به میکروپروسسورها اشاره کرد. در واقع عدد 0 در این ابزار به معنی 0 ولت و 1 نیز به معنی +5 ولت است. از این ابزار در صنعت استفاده زیادی می شود، به همین دلیل جزء پرتقاضاترین انواع IC به شمار می آید. شما می توانید این مدار را در بسیاری از دستگاه های مختلف مثل کامپیوترها، مودم ها یا فرکانس شمارها قرار دهید و از مزیت های فوق العاده اش بهره مند شوید.

5 مزیت استفاده از آی سی یا مدار مجتمع

مزیت های مدار مجتمع چیست و این ریزتراشه چه ویژگی های مثبتی دارد؟ در ادامه مهمترین ویژگی های مثبت آی سی ها را لیست می کنیم:

• در هر اینچ مربع از آی سی ها امکان قراردادن 20000 قطعه الکترونیکی وجود دارد، از این رو به دلیل اندازه کوچک بسیار پرطرفدار هستند.
• این ابزارها با قابلیت اطمینان بالایی کار می کنند.
• مصرف انرژی این ابزار بسیار پایین است.
• سرعت عمل بالا به دلیل نداشتن اثر خازن پارازیتی
• امکان تعویض از مادربرد

آشنایی با معایب مدار مجتمع

بسیاری از مدارهای مجتمع در کنار ویژگی های مثبت دارای برخی ویژگی های منفی نیز هستند که نمی توان از آنها چشم پوشی کرد. در ادامه مهمترین عیب های این ابزار را لیست می کنیم و درباره آنها توضیح می دهیم:

• این قطعه ها معمولاً به دلیل عبور جریان بیش از اندازه دچار آسیب های مختلفی می شوند؛ چون به دلیل ابعاد کوچک توانایی دفع گرما را با بالارفتن میزان جریان ندارند.
• امکان قراردادن ترانزیستورها و سلف ها در این ابزار وجود ندارد.
• اتلاف توان در این ابزارها فقط به 10 وات محدود می شود.
• نویز کم و عملکرد مناسب در این ابزار به خوبی حاصل نمی شود.

مهمترین کاربردهای IC یا مدار مجتمع چیست؟

این ابزار بسیار پرکاربرد هستند و با پیشرفت فناوری و تکنولوژی همواره در ابزارها و دستگاه های جدیدتری به کار می آیند. این قطعه ها توانسته اند جای بسیاری از ترانزیستورها را بگیرند، به نحوی که هر چند در گذشته برای رایانه ها از هزاران ترانزیستور استفاده می شد، اما هم اکنون برای آنها فقط از چند آی سی استفاده می شود. این مدارها کاربردهای مهم و زیادی دارند که در ادامه مهمترین کاربردهای آنها را لیست می کنیم:

• کامپیوترها
• ساعت های مچی
• رادارها
• تلویزیون ها
• انکودر و دیکودرهای فرکانس رادیویی
• آبمیوه گیر
• آمپلی فایرها
• پروسسورهای ویدیویی
• مموری ها
• دستگاه های منطقی

نتیجه گیری؛ آی سی، قلب تپنده وسایل الکترونیکی!

یکی از پرکاربردترین قطعات در ساخت و توسعه تجهیزات الکترونیکی، آی سی یا مدارات مجتمع هستند. هر IC از نصب نیمه هادی هایی مانند خازن، ترانزیستور و مقاومت بر روی صفحات صاف ساخته می شود. با پیشرفت تکنولوژی، طراحی و تولید تراشه ها و میکروچیپ ها به سمت اندازه کوچک و کارایی بالا سوق پیدا کرده است. انواع مدار مجتمع انالوگ و دیجیتال، به صورت فیلم نازک و ضخیم، هیبریدی و یکپارچه وارد بازار می شوند.