آی سی چیست؟

بازدید: 122

integrated-circuit
  1. خانه
  2. »
  3. دانشنامه‌ها
  4. »
  5. آی سی چیست؟

آی سی چیست؟

بازدید: 122

آی سی یا مدارهای مجتمع، مجموعه‌ای از اجزای الکترونیکی هستند که به عنوان یک بخش واحد با اجزای مینیاتوری اکتیو و پسیو به همراه سیم‌های اتصال‌دهنده‌شان، بر روی یک زیرلایه نازک از جنس نیمه‌هادی (معمولا سیلیکون) ساخته شده‌اند

در طول سالیان مشاهده کرده‌ایم که چگونه تکنولوژی توانسته است به ساختارهای هرچه مختصر و فشرده‌تر دست پیدا‌کند. به عنوان مثال، اولین کامپیوترهایی که ساخته شدند 1000 برابر بزرگتر از لپ‌‌تاپ‌های امروزی بودند. این امر چگونه امکان‌پذیر شده‌است؟ جواب این سوال همان مدارهای مجتمع (IC) می‌باشند.

1. اولین کامپیوتر ساخته شده بین سالهای 1945-1943 با نام انیاک ENIAC (electronic numerical integrator and computer)

آی سی یا مدارهای مجتمع، کلید اصلی الکترونیک امروزی هستند. آنها قلب و مغز بسیاری از مدارها می‌باشند. همان «چیپ‌های» کوچک سیاه همه‌جاگیر که در هر برد مداری یافت می‌شوند. به غیر از اینکه شما دیوانه مدارهای الکترونیکی آنالوگ باشید، حداقل یک آی‌سی در هر پروژه‌ای که ساخته باشید به کار برده‌اید، بنابراین درک آنها چه از درون و چه از بیرون امری ضروری است.

اختراع آی‌سی

آی سی به صورت فنی برای اولین بار تقریبا همزمان توسط سه نفر که هر 3 از کار یکدیگر بی اطلاع بودند اختراع و توسعه داده شد. این سه نفر جفری دامر (Geoffrey Dummer)، رابرت نویس (Robert Noyce) و جک کیلبی (Jack Kilby) نام داشتند.

جک کیلبی (Jack Kilby)

جفری دامر (Geoffrey Dummer)

رابرت نویس (Robert Noyce)

جالب است بدانید کیلبی همچنین مخترع ماشین حساب دستی و پرینترهای حرارتی نیز است.

اجزای داخلی آی سی

آیسی یا مدارهای مجتمع (Integrated Circuits)، که مدارهای میکروالکترونیک، میکروچیپ یا چیپ هم نامیده می‌شوند، مجموعه‌ای از المان‌های الکترونیکی هستند که به عنوان یک بخش واحد، و تشکیل شده از اجزای مینیاتوری اکتیو (مثل ترانزیستور و دیود) و پسیو (مثل خازن و مقاومت) به همراه سیم‌های اتصال‌دهنده‌شان، بر روی یک زیرلایه نازک از جنس نیمه‌هادی (معمولا سیلیکون) ساخته شده‌اند. همه این اجزا به یکدیگر متصل شده‌اند و داخل چیپ به صورت فشرده قرار گرفته‌اند تا یک هدف مشخص را دنبال کنند. در نتیجه مدار پایانی یک چیپ کوچک است که می‌تواند در حد چند سانتی‌متر‌مربع و یا چند میلی‌متر‌مربع باشد. تک تک اجزای داخل مدار عموما در اندازه‌های میکروسکوپی هستند. همه نوع چیپ در بازار موجود است: گیت‌های منطقی تک مداری، تقویت‌کننده‌های عملیاتی (آپ امپ)، شمارنده‌های 555، تنظیم‌کننده‌ یا رگولاتورهای ولتاژ، کنترل‌کننده‌های موتور، میکروکنترلرها، میکروپروسسورها، FPGAها … این لیست می‌تواند تا ابد ادامه داشته باشد.

2. اجزای داخلی یک مدار مجتمع

دیتاشیت چیست؟

برای اینکه تشخیص دهید یک آی‌سی مشخص  دقیقا چه کاری می‌تواند انجام دهد، باید دیتاشیت (Datasheet) آن را چک کنید. دیتاشیت سندی است که برای هر آی‌سی وجود دارد. با جست‌و‌جوی عبارت «نام چیپ + دیتاشیت» در موتور جست‌وجوی گوگل برای تقریبا هر آی سی می‌توانید دیتاشیت پیدا کنید. داخل دیتاشیت کارایی هر کدام از پین‌ها، مقدار ولتاژ لازم برای چیپ، تمامی مشخصات و کاربرد آی سی و معمولا یک مدار نمونه برای نشان دادن نحوه کارکرد و اتصال چیپ گنجانده شده‌است.

3. آی سی شمارنده 555
4. صفحه اول دیتاشیت آی سی NE555N

 دیتاشیت قطعات موردنظرتان را در سایت اسناد فنی ردرونیک پیدا خواهید کرد  🙂  

نماد آی سی چیست

5. نماد به کار رفته برای آی سی

نماد یک آی‌سی معمولا یک جعبه با تعدادی پین است. البته می‌تواند نمادی از کارکرد آی‌سی هم باشد (مثلا یک گیت منطقی یا تقویت‌کننده عملیاتی)

پکیج آی سی چیست؟

پکیج (Package) یا بسته‌بندی بخشی است که تراشه نیمه‌هادی آی سی در آن احاطه شده‌است و از طریق آن می‌توانیم ایسی را به برد متصل کنیم. هر اتصال خارجی روی تراشه نیمه‌هادی از طریق یک سیم طلایی کوچک به پد یا پین روی پکیج متصل شده‌است. پین‌ها از جنس نقره هستند که از آی‌سی بیرون زده‌اند و می‌توانند به دیگر قسمت‌های مدار متصل شوند. پین‌ها بسیار مهم هستند زیرا این پین ها هستند که به دیگر قسمت‌ها و سیم‌های مدار وصل خواهند شد.

6. انواع پکیج آی سی

انواع مختلفی از پکیج‌ها وجود دارد که هر کدام ابعاد منحصر به فرد، نوع سوار شدن روی مدار و تعداد پین‌های متفاوتی دارند.

پلاریته و تعداد پین آی سی

تمام آی‌سی‌ها پلاریته دارند و هر پین از نظر مکان و کارایی منحصر به فرد است. این بدین معنی است که پکیج باید روشی برای نشان دادن کارایی هر پین داشته باشد. اکثر آی‌سی‌ها برای نشان دادن اولین پین از یک نقطه (دات) روی آی‌سی یا یک نیم‌دایره در یک لبه (ناچ) استفاده می‌کنند. (گاهی هر دو، گاهی اولی و گاهی دومی). به شکل زیر نگاه کنید :

7. ناچ و دات مدار مجتمع

وقتی که متوجه شدید اولین پین در کجا قرار دارد، شماره پین‌ها تک تک به صورت صعودی (افزایشی)، در جهت خلاف عقربه‌های ساعت افزایش خواهد یافت :

8. شماره گذاری پین‌های آی سی

کاربرد آی سی ها چیست؟

ایسی شمارنده 555 یک مدار مجتمع معروف و مفید است. می‌توانید از آن برای چشمک‌زن کردن یک چراغ، تولید صدا، ساخت سیگنال کلاک، شمارنده پایین‌شمار و چیزهای دیگر استفاده کنید.

مثال ساده، چشمک‌زن کردن یک LED است. با انتخاب دقیق مقادیر خازن و مقاومت‌ها در ورودی می‌توانید سرعت چشمک زدن LED را مشخص کنید.

9. این مدار موجب چشمک‌زن شدن LED می‌شود

مدار نشان داده شده در شکل بالا باعث چشمک‌زن شدن LED در هر ثانیه خواهد شد.

مقاومت‌های R1 و R2 به همراه خازن C1 فرکانس خروجی پین خروجی را مشخص می‌کنند. این فرکانس همان روشن شدن LED در هر ثانیه را مشخص می‌کند. بنابراین، فرکانس خروجی 5 هرتز به این معنی است که LED در هر ثانیه 5 بار روشن و خاموش می‌شود.

نظرتان را درباره این مقاله بگویید 3 نظر

آی سی چیست؟

فهرست مطالب

مقالات مرتبط

بروزترین مقالات

این مقاله را با دوستانتان به اشتراک بگذارید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

فروشگاه
علاقه مندی
0 محصول سبد خرید
حساب کاربری من