Elettronica - Componenti
 
  Box
Circuito integrato

Vedere anche:

Un circuito integrato o IC (da Integrated Circuit) oppure detto anche CHIP, è un dispositivo elettronico nel quale, gli elementi attivi (transistors, diodi, ecc.) e gli elementi passivi (resistori, condensatori, ecc.), sono contenuti all'interno di una singola piastrina di materiale semiconduttore.
Esso è il prodotto della tecnologia avanzata dell'industria dei semiconduttori, cioè della capacità che hanno oggi le industrie di costruire milioni di transistori in un solo chip di semiconduttore.

12 settembre 1958 - L'invenzione

  Courtesy of Texas Instruments  
Courtesy of Texas Instruments

Nell'estate del 1958, il giovane scienziato Jack Kilby (Jefferson City, 08/11/1923 – Dallas, 20/06/2005), era appena stato assunto in Texas Instruments.
Per questa ragione, non potè usufruire delle 2 settimane di ferie come i suoi colleghi di lavoro.
Approfittò, quindi, della tranquillità che c'era nei laboratori deserti, per lavorare e fare esperimenti per mettere a punto la sua idea.
Era riuscito a fare stare un circuito, con 1 transistor e pochi altri componenti, in una piastrina di germanio delle dimensioni di 0,16 x 1,11 mm.
Il 12 settembre 1958 dimostrò che la sua realizzazione poteva generare un segnale sinusoidale, mostrandolo su un oscilloscopio.
Quello fu il giorno della nascita del primo circuito integrato.

Sei mesi dopo, Robert Noyce (Burlington, 12/12/1927 – Austin, 03/06/1990), cofondatore della Fairchild Semiconductor (1957) e dell'Intel (1968), presentò una invenzione analoga, però su una piastrina di silicio.

Nel 2000, Jack Kilby ricevette il premio Nobel per la Fisica.

Il circuito elettronico viene realizzato su una piastrina di materiale semiconduttore che viene chiamata die.
Questo circuito può essere costituito da pochi elementi fino a milioni di componenti elettronici elementari (transistor, diodi, resistori, condensatori e anche induttori).

Nel circuito integrato si possono inserire facilmente transistor e diodi, come anche piccole resistenze e condensatori, che però, questi ultimi componenti, occupano molto spazio sul chip e si tende a sostituirli, quando possibile, con reti di transistor. Esiste la possibilità di inserire anche induttori o trasformatori, ma il valore delle induttanze ottenibili è molto piccolo.

I circuiti integrati si dividono in due categorie principali: digitali e analogici.
Esistono, poi, quelli per uso speciale, che non rientrano nelle categorie precedenti.
I primi circuiti integrati commerciali, furono circuiti di amplificatori operazionali e circuiti logici, che venivano usati nella costruzione di computer.

I primi contenitori (packages) furono simili a quello nella figura, dove si vede un IC scoperchiato.

Integrati digitali

I primi circuiti integrati digitali, adottavano circuiti interni di tipo RTL (da Resistor Transistor Logic), cioè integravano una serie di resistenze su semiconduttore per le polarizzazioni interne. Successivamente, le resistenze, vennero sostituite con diodi, ottenendo circuiti di tipo DTL (Diode Transistor Logic). Intorno al 1970, i diodi furono ulteriormente sostituiti con transistor e, oggi, i circuiti degli integrati digitali in commercio sono TTL (Transistor Transistor Logic).

I circuiti integrati si dividono poi ulteriormente in:
Bipolari se usano transistor bipolari (BJT),
CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) se usano transistor MosFET.

Integrati analogici

I primi IC analogici erano circuiti di amplificatori operazionali, amplificatori a bassa frequenza, circuiti oscillatori.

Seguirono, poi, amplificatori audio di potenza, alimentatori, timer e altro, con circuiti sempre più complessi.

  Alcuni tipi di packages di circuiti integrati per montaggio "a foratura".  
  Alcuni tipi di packages di circuiti integrati per montaggio superficiale.  

Ormai, Integrazione a Media Scala (MSI) e Integrazione a Larga Scala (LSI) non sono più dei problemi, e risulta facile produrre integrati anche molto complessi.
Ecco che, nel 1971, assistiamo alla comparsa dell' Intel 4004, il primo microprocessore di uso generale a quattro bit che fu prodotto per realizzare calcolatrici da tavolo.

Si entra così nell'era dell'elettronica digitale programmabile che vedrà, di conseguenza, la nascita del microcontrollore.

 

Transistore

Microprocessore

Bibliografia:
wikipedia

 

Ultima modifica  

 
Privacy Policy Cookie Policy