Circuitos integrados

O QUE É UM SISTEMA INTEGRADO

Circuito integrado (ou simplesmente C.I.) é um circuito eletrônico que incorpora miniaturas de diversos componentes (principalmente transistores, diodos, resistores e capacitores), "gravados" em uma pequena lâmina (chip) de silício. O chip é montado e selado em um bloco (de plástico ou cerâmica) com terminais que são conectados aos seus componentes por pequenos fios condutores. 

Com as mais diversas funções e aplicações na indústria, presente tanto nos produtos eletrônicos de consumo quanto nos seus processos de produção, os circuitos integrados, assim como outros componentes, estão disponíveis em diversos formatos e tamanhos (encapsulamentos), que também determinam a forma como serão fixados nas placas de circuito impresso. Podem ser montados na superfície da placa, sem atravessá-la (Surface Mont. Technology "SMT", ou Surface Mont. Device "SMD"), ou podem ser montados com seus terminais atravessando a placa (Thru Hole, ou PTH).

Embora a tecnologia PTH ainda seja utilizada em grande escala e até há pouco tempo era conhecida como "convencional", a tecnologia SMT, por ser mais adequada à constante sofisticação da indústria, tende a se tornar predominante. Os componentes em SMD são consideravelmente menores que os convencionais. 

Normalmente o código (Part. number) já designa o formato exato do CI. Por este motivo, ao solicitar uma cotação, não basta dizer, por exemplo, "CI REGULADOR LM1117 SMD", pois este SMD pode ser em SOT223 ou TO-252. Com o part number completo, estamos aptos a identificar o modelo exato.

 Introdução:

 A evolução dos circuitos integrados e as suas aplicações tem dado uma grande contribuição para o desenvolvimento de vários equipamentos modernos do uso cotidiano, tais como computadores, automóveis, televisões telefones moveis, etc. Estes equipamentos foram tomando um lugar cada vez mais importante na nossa sociedade ao longo das ultimas decadas , pois as aplicações  que derivam da utilização  dos circuitos integrados são capazes de processar grandes quantidades de informação em um reduzido espaço de tempo , como no caso dos microprocessadores , algo que para o cérebro humano seria impossivél concretizar mesmo que para tal dependesse vários anos Em seguida iremos conhecer a a evolução daquele que é um dos elementos eletrônico que mais impacto causou a sua invenção, criando assim uma infinidade de horizontes tecnológicos que até então eram impensáveis pelo Homem.  

Conceito de Circuito Integrado:

 O Circuito Integrado, é um circuito electrónico (ou vários circuitos) dentro de uma única pastilha de silício. Este componente é o principal responsável pela miniaturização dos circuitos eletrônicos. Dentro deum Circuito Integrado existem essencialmente transístores, mas também outros componentes tais como díodos e resistências. Figura 1 – Exemplo de um Circuito Integrado 3. Do transístor ao Circuito Integrado Uma d as grandes invenções do século XX, o transístor, foi um resultado inesperado de pesquisas realiza da sem radares para os Estados Unidos e Grã-Bretanha durante a 2 ª Guerra Mundial. O que a Companhia Telefónica Bell Labs queria em 1945 era uma alternativa de estado sólido para as frágeis, caras e consumidoras de potências chamadas válvulas. A alternativa foi encontrada pelo físico William Shockley, e os seus colegas Walter Brattaine John Bardeen, que atingiram o seu objetivo dois anos e meio mais tarde, a 23 de dezembro de 1947 criando assim o Transístor de Contato Pontual. Em 1950, William Shockley melhora o transístor de contacto pontual, para um com características eléctricas mais estáveis, que o patenteou como Transístor de Junção. O primeiro Transístor A invenção foi um grande sucesso. O transístor de junção não era apenas mais estável e confiável que seu antecessor, mas também muito mais simples e barato. As primeiras aplicações comerciais surgiram em 1953. Em 1958, um jovem engenheiro chamado Jack Kilby foi trabalhar para a empresa Texas Instruments, que já possuía uma grande reputação inovadora. Ele trabalhava com uma técnica de micro módulos (dispositivos empilhados como pratos) e imaginou a possibilidade, e ao invés de empilha componentes fabrica-los no mesmo pedaço de material. O primeiro protótipo (Figura 3 – patenteado em 1959) era um oscilador de deslocamento de fase, um circuito simples que converti a corrente continua em corrente alternada. Ao invés de utilizar vários componentes discretos, fabricou então uma tira fina de germânio com quatro terminais de contacto mais o terminal de terra, sendo composto por um transístor, um capacitor e três resistores. Todo o material era unido através de cera.

 O aparecimento dos primeiros Circuitos Integrado

Oscilador de Deslocamento de fase (Texas Instruments – 1959) no final dos anos 50, o fabrico do transístor já era um processo industrial de grandes volumes, utilizando uma técnica de litografia conhecida como processo de mesa. O processo, no entanto, tinha inconvenientes. A mesa estava sujeita tanta a contaminações como acidentes e este processo não permitia a fabricação de resistores. Foi então que Jean Hoerni, um físico suíço e um dos fundadores da Fair child, inventou um processo que ao invés de montar-se a mesa no topo do substrato de silício, simplesmente difundia -se na base, e a seguir o emissor nesta, cobrindo o dispositivo com uma camada protetora. O resultado foi o processo planar e muito mais fiável, tínhamos então o marco que tornou possível a produção comercial de circuitos integrados. Enquanto isso, Robert Noice, também da empresa Fair child, dava um passo importante na forma de Inter conectar os componentes do circuito integrado. Ele inspirou-se nas técnicas que empregavam dióxido de silício como barreira para difusão de impurezas. Desta forma, enquanto o processo de Jack Kilby utilizava pequenos fios nas conecções entre componentes do circuito, o processo desenvolvido por Robert Joyce empregava tiras de alumínio ou ouro, que podiam era aplicada com a ajuda de máscaras e fotografia. O primeiro circuito integrado lógico foi anunciado em março de 1961 pela Fairchild, e consistia de um flip-flop de diâmetro de 1,5 mm (Figura 4 – 1 9 6 1). Apareceu então o primeiro amplificador operacional em pastilha, o A702, projetado por Robert Widlar, foi uma pedra de grande relevância na história dos circuitos integrados e um sucesso comercial p a r a a Fairchild. Ele é constituído de 12 transístores e 5 resistores (Figura 5 - 1964). Figura 4 - Primeiro Circuito Integrado Planar Flip-Flop (Fairchild – 1961) figura 5 - Primeiro Amplificador Operacional (Fairchild – 1964) O μA702 deu origem m a umd as s maiores sucessos da indústria a d e microelectrónica, o μ 709 também projetado por Robert Widlar, talvez o amplificador operacional mais utilizado na electrónica. willir foi pioneiro do sector até 1968, até que Fairchild introduziu o μA741, uma pastilha que continha seus próprios capacitores.

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