IC vs kiip

Integreeritud vooluahela leiutaja Jack Kilby enda sõnul on integraallülitus pooljuhtmaterjalist korpus, milles kõik elektroonilise vooluahela komponendid on täielikult integreeritud. Tehniliselt on integreeritud vooluahel elektroonikaskeem või seade, mis on ehitatud pooljuhtsubstraadi (alus) kihile mikroelementide mustri difusiooni abil sellele. Integreeritud vooluringi tehnoloogia leiutamine 1958. aastal muutis maailma enneolematul moel. Kiip on integraallülituste jaoks kasutatav üldine termin.

Lisateave integraallülituste kohta

Integreeritud vooluahelad ehk IC-d on seadmed, mida tänapäeval kasutatakse peaaegu kõigis elektroonilistes seadmetes. Pooljuhtetehnoloogia ja valmistamismeetodite arendamine viis integraallülituste leiutamiseni. Enne IC leiutamist kasutasid kõik arvutusülesannete seadmed loogikaväravate ja -lülitite jaoks vaakumtorusid. Vaakumtorud on oma olemuselt suhteliselt suured, palju energiat tarbivad seadmed. Mis tahes vooluringi jaoks tuli diskreetsed vooluahela elemendid käsitsi ühendada. Nende tegurite mõjul tekkisid üsna suured ja kallid elektroonilised seadmed isegi väikseima arvutusliku ülesande jaoks. Seetõttu oli arvuti, mis oli viis aastakümmet tagasi tohutu suurusega ja väga kallis, ning personaalarvutid olid väga kauge unistus.

Suurema energiatõhususega ja mikroskoopilise suurusega pooljuhtidel põhinevad transistorid ja dioodid asendasid vaakumtorusid ja nende kasutamist. Seega saaks väikese voolu pooljuhtmaterjalist integreerida suure vooluahela, mis võimaldaks luua keerukamaid elektroonikaseadmeid. Ehkki esimestel integreeritud vooluahelatel oli nendes vaid väike arv transistore, on küünte piirkonnas küünte piirkonnas integreeritud miljardeid transistore. Inteli kuuetuumaline, Core i7 (Sandy Bridge-E) protsessor sisaldab 2 270 000 000 transistorit 434 mm² suuruses räni tükis. IC-s sisalduvate transistoride arvu põhjal liigitatakse nad mitmesse põlvkonda.

SSI - väikesemahuline integratsioon - mitu transistorit (<100)

MSI –Medikumi skaalaintegratsioon - sajad transistorid (<1000)

LSI - suurte mõõtmetega integratsioon - tuhanded transistorid (10 000 ~ 10000)

VLSI - väga suure skaalaga integratsioon - miljonitest miljarditesse (106 ~ 109)

Lähtuvalt ülesandest jaotatakse IC kolme kategooriasse: digitaalne, analoog ja segasignaal. Digitaalsed IC-d, mis on loodud töötama diskreetsetel pingetasemetel ja sisaldavad digitaalseid elemente, nagu näiteks klapid, multiplekserid, demultiplekserite kodeerijad, dekoodrid ja registrid. Digitaalsed IC-d on tavaliselt mikroprotsessorid, mikrokontrollerid, taimerid, FPGA-programmid ja mäluseadmed (RAM, ROM ja Flash), analoog-IC-d aga andurid, operatiivvõimendid ja kompaktsed toitehalduse ahelad. Analoog-digitaalmuundurid (ADC) ja Digitaal-analoogmuundurid kasutavad nii analoog- kui digitaalelemente; seetõttu töötlevad need IC nii diskreetset kui ka pidevat pinge väärtust. Kuna mõlemat signaali tüüpi töödeldakse, nimetatakse neid segatud IC-na.

IC-d on pakendatud suure soojusjuhtivusega isoleermaterjalist valmistatud tahke väliskatte sisse, mille vooluahela kontaktklemmid (tihvtid) ulatuvad välja IC-i korpusest. Tugikonfiguratsiooni alusel on saadaval mitut tüüpi IC-pakendeid. Pakenditüüpide näited on topeltliinne pakend (DIP), plastikust neljakordne pakk (PQFP) ja klappidega palli võremassiiv (FCBGA).

Mis vahe on integraallülitusel ja kiibil? • Integreeritud vooluahelat kutsutakse ka kiibiks, kuna esikülje IC-d tulevad kiibi meenutavas pakendis. • integraallülituste komplekt, mida sageli nimetatakse kiibistikuks, kui IC-komplekt.