مدارهای مجتمع (IC) که معمولاً به عنوان ریزتراشه یا تراشه شناخته می شوند، جزء اساسی الکترونیک مدرن هستند. این دستگاه‌های کوچک از مجموعه‌ای از اجزای الکترونیکی مانند ترانزیستورها، مقاومت‌ها، خازن‌ها و دیودها تشکیل شده‌اند که بر روی یک قطعه از مواد نیمه‌رسانا، معمولاً سیلیکون، ساخته می‌شوند. این مقاله یک مرور کلی از آی سی ها، تاریخچه، انواع، کاربردها و مزایایی که در طراحی الکترونیکی ارائه می دهند ارائه می کند.
اختراع مدارهای مجتمع ، صنعت الکترونیک را متحول کرد. در اینجا جدول زمانی کوتاهی از تحولات کلیدی آمده است:
مدارهای مجتمع یا آی سی ها را می توان بر اساس پیچیدگی و عملکردشان دسته بندی کرد. در اینجا چند نوع رایج وجود دارد:
آی سی های آنالوگ:
سیگنال های پیوسته را پردازش می کنند و در کاربردهایی مانند تقویت کننده ها، نوسان سازها و تنظیم کننده های ولتاژ استفاده می شوند. به عنوان مثال می توان به تقویت کننده های عملیاتی (op-amp) و ضرب کننده های آنالوگ اشاره کرد.
آی سی های دیجیتال:
این سیگنال های گسسته (داده های باینری) را پردازش می کنند و در رایانه ها، پردازنده های سیگنال دیجیتال و دستگاه های حافظه استفاده می شوند. به عنوان مثال می توان به گیت های منطقی، ریزپردازنده ها و میکروکنترلرها اشاره کرد.
این آی سی ها حاوی مدارهای آنالوگ و دیجیتال هستند که به آنها امکان می دهد هر دو نوع سیگنال را پردازش کنند. آنها در برنامه هایی مانند مبدل های داده (ADC و DAC) و سیستم های ارتباطی استفاده می شوند.
آی سی های تغذیه:
این آی سی ها برای کنترل ولتاژها و جریان های بالا طراحی شده اند که آنها را برای برنامه های مدیریت توان مناسب می کند. به عنوان مثال می توان به تنظیم کننده های ولتاژ و تقویت کننده های قدرت اشاره کرد.
مدارهای مجتمع در الکترونیک مدرن همه جا وجود دارند و کاربردهایی در صنایع مختلف دارند:
لوازم الکترونیکی مصرفی:
آی‌سی‌ها در گوشی‌های هوشمند، تبلت‌ها، لپ‌تاپ‌ها و سایر وسایل، پردازنده‌ها، حافظه و مدارهای رابط یافت می‌شوند.
خودرو:
وسایل نقلیه مدرن برای واحدهای کنترل موتور (ECU)، سیستم‌های اطلاعات سرگرمی، ویژگی‌های ایمنی و موارد دیگر به ICها متکی هستند.
ارتباطات از راه دور:
آی سی ها در دستگاه های ارتباطی از جمله تلفن های همراه، روترها و سیستم های ماهواره ای برای پردازش و انتقال سیگنال ها استفاده می شوند.
دستگاه‌های پزشکی:
آی‌سی‌ها برای تجهیزات تشخیصی، مانیتورهای سلامت پوشیدنی، و دستگاه‌های قابل کاشت مانند ضربان‌سازها ضروری هستند.
اتوماسیون صنعتی:
IC ها ماشین آلات، رباتیک و سیستم های اتوماسیون فرآیند را در تولید و سایر کاربردهای صنعتی کنترل می کنند.
هوافضا و دفاع:
آی سی ها در سیستم های ناوبری، اویونیک و کاربردهای مختلف دفاعی استفاده می شوند.
کوچک سازی:
آی سی ها امکان ادغام تعداد زیادی از اجزا را در یک فرم کوچک فراهم می کنند و امکان ایجاد دستگاه های الکترونیکی فشرده و سبک را فراهم می کنند.
کاهش هزینه:
تولید انبوه آی سی ها به طور قابل توجهی هزینه هر واحد را کاهش می دهد و دستگاه های الکترونیکی را مقرون به صرفه تر می کند.
عملکرد مطلوب:
آی سی ها عملکرد و قابلیت اطمینان بالایی را با توانایی کار با سرعت بالا و پردازش کارآمد وظایف پیچیده ارائه می دهند.
بهینه بودن تغذیه:
آی سی های مدرن به گونه ای طراحی شده اند که انرژی کارآمدی داشته باشند، که برای دستگاه های با باتری مانند گوشی های هوشمند بسیار مهم است.
سازگاری:
آی سی ها با مشخصات دقیق تولید می شوند و عملکرد ثابت را در همه واحدها تضمین می کنند.
منبع : مجله الکترونیک