Circuits intégrés: que sont-ils, à quoi servent-ils et quels types existent-ils en informatique?

A la fin des années 50 , des circuits intégrés de petite taille commencent à voir le jour , connus sous le nom de puces et indispensables pour mener à bien tout type de projet, grâce à leurs multiples fonctions. Il est à noter que les puces sont essentiellement utilisées pour stocker un grand nombre de transistors qui s’emboîtent les uns les autres pour effectuer différentes activités électroniques.

Ils se trouvent dans une capsule en céramique ou en plastique, ayant à l’extérieur des guides métalliques appelés broches , qui sont liés à l’intérieur.

Si à un moment quelconque vous vous êtes demandé à quoi ils servent, vous n’êtes pas le seul, c’est pourquoi nous vous dévoilerons ici à quoi vous pouvez utiliser cette petite pièce, ainsi que ses différents avantages . De plus, nous vous informerons de certaines de ses particularités et performances , ainsi que nous vous donnerons quelques conseils à appliquer lors de la manipulation.

Qu’est-ce qu’un circuit intégré et à quoi sert-il en électronique et en informatique?

Le circuit intégré (IC) est communément appelé puce, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un petit appareil qui stocke des millions de condensateurs et de transistors . En général, ils servent à communiquer un circuit avec un autre ou avec une application explicite.

Cela peut être implémenté pour l’utiliser comme:

• Un haut-parleur.

• Un oscillateur.

• Une minuterie.

• Un mètre.

• Une mémoire d’ordinateur.

• Un micro-ordinateur.

Désormais, ces appareils sont classés comme linéaires ou numériques, bien que cela dépendra de l’utilisation que vous souhaitez en faire. D’autre part, un circuit intégré est composé de plusieurs petits éléments, il est donc aujourd’hui possible qu’un transistor soit intégré à une puce et qu’une micropuce soit formée .

La micropuce, quant à elle, est un dispositif avec des milliers de récepteurs qui sont formés dans une feuille de silicium de dimension très minimale.

Histoire et évolution de la puce Comment étaient-ils avant et comment sont-ils maintenant?

Les puces ont été créées en 1958 par l’ingénieur Jack St. Clair Kilby, et à cette époque, il était très courant d’utiliser des éléments électroniques connus sous le nom de «conduits à vide», qui étaient les lampes qui étaient régulièrement utilisées dans les téléviseurs et sur les rayons . Ainsi, à la suite de cela, le premier circuit intégré composite a été généré , qui ne prenait que peu de place.

Plus tard, le 12 septembre 1958, cette invention de Jack Kilby fut testée avec un succès retentissant, puisqu’elle avait été conçue en utilisant une petite pilule carrée de germanium , qui est un composant chimique métallique et cristallin.

Le composant référencé avait une longueur d’au moins 6 mm et n’avait qu’un seul transit, un condensateur et 3 résistances . Maintenant, cette grande invention a inauguré l’ère des dispositifs microélectroniques . Sa forme était très petite, on l’appelait donc une puce.

Puis, en 2000, cet inventeur a reçu le prix Nobel de physique pour la création de cet instrument technologique. Les circuits intégrés ont été conçus après divers types d’expériences, ce qui a conduit à la découverte que les semi-conducteurs effectuent des actions similaires aux tubes à vide.

Sa forme a été conçue de plus en plus petite, car ses fabricants multiplient leurs transistors tous les 18 mois, comme le prévoyait la loi de Moore .

Quelles sont les principales caractéristiques d’un circuit intégré?

Parmi les principales caractéristiques des circuits intégrés figurent:

FAN OUT

Quels sont chacun des nombres de charges qui focalisent la sortie des portes sans négliger leur fonction principale. Les sorties des grilles précitées fournissent une quantité de courant restreinte , là où leur fonctionnement n’est pas correctement manoeuvré, c’est pourquoi on dit qu’il est surchargé.

Dissipation de puissance

C’est la force nécessaire pour pouvoir manipuler la porte , qui est représentée en milliwatts et indique la puissance qu’elle doit avoir.

Délai de propagation

Il s’agit de la durée pendant laquelle la conversion de diffusion est reportée et d’un signal d’entrée et de sortie au moment où les signaux binaires changent de valeur.

Marge de bruit

C’est la tension sonore qui est ajoutée au signal d’entrée de la puce, qui n’entraîne pas de modification lorsqu’elle n’est pas nécessaire. Il est généralement exprimé en volts, et il existe également 2 types de bruit à prendre en compte: le bruit DC et le bruit AC .

Types et classification des micropuces, que sont tout ce qui existe?

Parmi les types de micropuces, nous avons:

Circuits monolithiques

Ils sont constitués d’un monocristal de silicium.

Circuits hybrides à couche mince

Il s’agit d’un circuit très similaire au circuit monolithique en ce sens qu’il comporte des pièces difficiles à réaliser.

Analogique et numérique

Ils sont couramment utilisés et sont divisés en puces analogiques, avec lesquelles l’intensité des signaux est augmentée. Il y en a aussi des numériques qui ressemblent à un cerveau analogique qui sert comme s’il s’agissait d’un système nerveux. Ces types de puces sont utilisés pour développer des systèmes complexes .

Microprocesseur

Ce modèle a aidé à fabriquer des ordinateurs personnels , étant qu’aujourd’hui ils contribuent au développement des téléphones portables, car il permet d’exécuter plusieurs fonctions essentielles.

Principales limites des circuits intégrés en informatique Que peuvent-ils et ne peuvent-ils pas faire?

Les circuits intégrés ont certaines restrictions physiques et économiques dans leur amélioration, qui sont des obstacles qui ont empêché ces dispositifs d’être améliorés avec précision.

Dissipation de puissance

Ces dispositifs émettent de la force, au moment où chacun de ses éléments est réuni dans la bonne taille. De même, cette force peut augmenter au fur et à mesure que le substrat se réchauffe , provoquant la défaillance des dispositifs.

En outre, dans diverses circonstances, il dispose d’un système de rétroaction positive, de sorte que plus la température est élevée, plus de courant sera obtenu, ce qui est connu sous le nom d’ emballement thermique .

Si ce type d’emballement n’est pas limité, les appareils peuvent être détruits. Eh bien, les amplificateurs sonores et les mécanismes de tension sont sujets à ces circonstances, il est donc recommandé qu’ils aient une protection thermique .

Les circuits de puissance, infailliblement, sont ceux qui ont le plus haut niveau de force qui doit être dissipé. C’est pourquoi sa capsule comporte des éléments métalliques à l’intérieur de la puce, de sorte qu’elle peut avoir un conduit thermique et ainsi envoyer la chaleur vers le radiateur ou vers l’environnement en tant que tel.

La résistance thermique minimisée et les nouvelles capsules en silicone signifient plus de dissipation thermique dans des capsules minimales.

C’est pourquoi les circuits numériques permettent de résoudre des difficultés lorsqu’il y a une tension d’alimentation, car des technologies à faible consommation comme le CMOS sont utilisées .

Déplacement et auto-inductions parasites

Il s’agit essentiellement des connexions électriques existant dans les puces, dans les capsules et dans les circuits où elles sont installées, limitant ainsi leurs performances. L’utilisation de pilules minimes réduit leur capacité et leur auto-induction .

Limites sur les composants

Parmi les éléments qui constituent certaines des limitations qui empêchent les puces de fonctionner correctement, on trouve:

• Les résistances, qui ne sont pas nécessaires car elles nécessitent beaucoup d’espace, c’est pourquoi de petites valeurs et des technologies MOS sont utilisées.
• Condensateurs, où de très petits pourcentages peuvent être utilisés car ils couvrent une grande surface, comme par exemple; où un haut – parleur stratégique μA741 et son réservoir d’équilibrage occupent une grande partie de la puce.
• Les inducteurs sont généralement utilisés pour les circuits radiofréquences , car ils sont hybrides et ne s’intègrent généralement pas.

Densité d’intégration

Lors du développement des circuits intégrés, les difficultés s’accumulent, de sorte que plusieurs nombres de ses éléments, ayant la version finale, ne peuvent pas être exécutés correctement. Au moment où la puce complète un plus grand nombre d’appareils , ceux qui ont des difficultés minimisent l’équilibre fonctionnel de la puce.

Raison pour laquelle si un circuit mémoire est utilisé, des milliers de transistors sont mis en œuvre, car il en crée plus que nécessaire, de sorte que l’interconnexion peut être différente, rendant l’organisation spécifique difficile .

Un manque de flexibilité

Si un circuit intégré n’a pas l’ élasticité adéquate, des problèmes sont causés dans le matériel du système, ce qui rend difficile la mise à jour des programmes à utiliser.

Dans le cas où vous souhaitez effectuer une mise à jour, le système doit être complètement développé, car si cela n’est pas exécuté, vous aurez un équipement obsolète, c’est pourquoi des rainures vides ont été créées pour résoudre ce problème .

C’est pourquoi les utilisateurs peuvent augmenter les fonctionnalités de leurs appareils , ainsi que leurs performances, sans avoir à acheter un nouveau système. C’est pourquoi, pour avoir une bonne puissance pour mettre à jour les appareils, il est essentiel que les fonctionnalités soient limitées, il est donc nécessaire qu’à la fin un système complètement nouveau soit créé.

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