శారీరకంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఎలా పనిచేస్తాయి?

శారీరకంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఎలా పనిచేస్తాయి?

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు వాణిజ్యం మరియు నిర్మాణ కారణాల వల్ల ఐసిని వేరు చేయలేని విధంగా విడదీయరాని మరియు విద్యుత్తుతో అనుసంధానించబడిన అంశాలను కలిగి ఉన్న సర్క్యూట్‌గా నిర్వచించబడతాయి. అటువంటి సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి అనేక సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ రోజు మనం ఐసి అని పిలుస్తాము, దీనిని మొదట ఏకశిలా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ అని పిలుస్తారు. కిల్బీ 1958 లో మొట్టమొదటిసారిగా పనిచేసే ఐసిని సృష్టించాడని మరియు అతని కృషికి 2000 లో భౌతిక శాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతిని గెలుచుకున్నాడని నమ్ముతారు. ఈ ఆవిష్కరణకు మొదటి కొనుగోలుదారుడు యుఎస్ వైమానిక దళం.



ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ అంటే ఏమిటి?

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (ఐసి), కొన్నిసార్లు చిప్ లేదా మైక్రోచిప్ అని పిలుస్తారు, ఇది సెమీకండక్టర్ పొర, దీనిపై వెయ్యి లేదా మిలియన్ల చిన్న రెసిస్టర్లు, కెపాసిటర్లు మరియు ట్రాన్సిస్టర్లు కల్పించబడతాయి. IC అనేది యాంప్లిఫైయర్, ఓసిలేటర్, టైమర్, కౌంటర్, కంప్యూటర్ మెమరీ లేదా మైక్రోప్రాసెసర్‌గా పనిచేస్తుంది. ఖచ్చితమైన ఐసి దాని భవిష్యత్ అనువర్తనాన్ని బట్టి లీనియర్ (అనలాగ్) లేదా డిజిటల్ గా వర్గీకరించబడుతుంది. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు అన్నింటినీ వక్రీకరించాయి. ప్రాథమిక భావన ఏమిటంటే, పూర్తి భాగాలు మరియు వాటి మధ్య కనెక్షన్లతో పూర్తి సర్క్యూట్‌ను పొందడం మరియు సిలికాన్ ముక్క యొక్క ఉపరితలంపై సూక్ష్మదర్శినిగా చిన్న రూపంలో మొత్తం విషయాన్ని పునర్నిర్మించడం. ఇది చాలా తెలివైన ఆలోచన మరియు ఇది డిజిటల్ గడియారాలు మరియు పాకెట్ కాలిక్యులేటర్ల నుండి మూన్-ల్యాండింగ్ రాకెట్లు మరియు అంతర్నిర్మిత ఉపగ్రహ నావిగేషన్‌తో ఆయుధాల వరకు అన్ని రకాల “మైక్రోఎలక్ట్రానిక్” గాడ్జెట్‌లను సాధ్యం చేసింది.


ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఎలా తయారు చేయబడతాయి?

కంప్యూటర్ కోసం మెమరీ లేదా ప్రాసెసర్ చిప్‌ను ఎలా నిర్మించగలం? ఇవన్నీ సిలికాన్ వంటి ముడి సమ్మేళనం మూలకంతో మొదలవుతాయి, ఇది రసాయనికంగా చికిత్స చేయబడుతుంది లేదా దానిని సృష్టించడానికి డోప్ చేయబడుతుంది మరియు ఇది వేర్వేరు విద్యుత్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది.





ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ చిహ్నం

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ చిహ్నం

డోపింగ్ సెమీకండక్టర్స్

సాంప్రదాయకంగా, పరికరాలను రెండు చక్కని వర్గాలుగా అమర్చడం గురించి ప్రజలు ఆలోచిస్తారు: వాటి ద్వారా విద్యుత్తును చాలా తేలికగా ప్రవహించేవారు (కండక్టర్లు) మరియు (అవాహకాలు) లేనివి. లోహాలు చాలా కండక్టర్లను కలిగి ఉంటాయి, ప్లాస్టిక్స్, కలప మరియు గాజు వంటి నాన్మెటల్స్ అవాహకాలు. వాస్తవానికి, దీని కంటే ప్రభావాలు చాలా క్లిష్టంగా ఉంటాయి, ప్రత్యేకించి ఆవర్తన పట్టిక మధ్యలో (14 మరియు 15 సమూహాలలో) మూలకాలను నిర్వచించేటప్పుడు, ముఖ్యంగా సిలికాన్ మరియు జెర్మేనియం. సాధారణంగా, ఇన్సులేటర్లు డోపింగ్ అని పిలువబడే ఒక విధానంలో చిన్న పరిమాణంలో మలినాలను వారికి చొప్పించినట్లయితే కండక్టర్ల మాదిరిగా ఎక్కువ పని చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్న అంశాలు.



ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ డిజైన్

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ డిజైన్

మీరు సిలికాన్‌కు యాంటిమోనిని జోడిస్తే, మీరు సాధారణంగా విద్యుత్తును నిర్వహించే శక్తిని కలిగి ఉన్న దానికంటే కొంచెం అదనపు ఎలక్ట్రాన్‌లను అందిస్తారు. ఆ విధంగా సిలికాన్ “డోప్డ్” ను n- రకం సిలికాన్ అంటారు. మీరు యాంటీమోనీకి బదులుగా బోరాన్‌ను జోడించినప్పుడు, మీరు సిలికాన్ యొక్క కొన్ని ఎలక్ట్రాన్‌లను తీసివేసి, “నెగటివ్ ఎలక్ట్రాన్లు” గా పనిచేసే “రంధ్రాలను” వదిలివేస్తారు, తరువాత, సానుకూల విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వ్యతిరేక మార్గంలో రవాణా చేస్తారు. ఇటువంటి రకం సిలికాన్‌ను పి-టైప్ అంటారు. జంక్షన్లను సృష్టించడానికి ఎన్-టైప్ మరియు పి-టైప్ సిలికాన్ ప్రాంతాలను పక్కపక్కనే ఉంచడం, ఇందులో ఎలక్ట్రాన్లు చాలా ఆకర్షణీయమైన మార్గాల్లో పనిచేస్తాయి, మనం ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తి చేసే మార్గం, సెమీకండక్టర్ పరికరాలు డయోడ్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు జ్ఞాపకాలు వంటివి.

చిప్ ప్లాంట్ లోపల

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ విధానం సిలికాన్ యొక్క పెద్ద సింగిల్ క్రిస్టల్‌తో మొదలవుతుంది, ఇది పొడవైన ఘన పైపు ఆకారంలో ఉంటుంది, ఇది “సలామి ముక్కలు” సన్నని డిస్క్‌లుగా (కాంపాక్ట్ డిస్క్ పరిమాణం గురించి) పొరలుగా పిలువబడుతుంది. పొరలు ఒకేలా ఉండే చదరపు లేదా దీర్ఘచతురస్రాకార ప్రాంతాలలో గుర్తించబడతాయి, వీటిలో ప్రతి ఒక్కటి ఒకే సిలికాన్ చిప్‌ను నిర్మిస్తుంది (కొన్నిసార్లు దీనిని మైక్రోచిప్ అని పిలుస్తారు). ప్రతి చిప్‌లో వేలాది, మిలియన్లు లేదా బిలియన్ల ఉపకరణాలు ఉత్పత్తి చేయబడతాయి, వీటిని ఉపరితలం యొక్క అసమాన ప్రాంతాలను డోప్ చేయడం ద్వారా వాటిని n- రకం లేదా పి-రకం సిలికాన్‌గా మారుస్తారు.


చిప్ వర్కింగ్ లోపల

చిప్ వర్కింగ్ లోపల

వేర్వేరు ప్రక్రియల గుణకారం ద్వారా డోపింగ్ పూర్తవుతుంది. వాటిలో ఒకదానిలో, స్పుట్టరింగ్ అని పిలుస్తారు, డోపింగ్ పదార్థం యొక్క అయాన్లు తుపాకీ నుండి బుల్లెట్ల వలె సిలికాన్ పొరపై కాల్చబడతాయి. ఆవిరి నిక్షేపణ అని పిలువబడే మరో ప్రక్రియలో డోపింగ్ పదార్థాన్ని వాయువుగా ప్రవేశపెట్టడం మరియు అపరిశుభ్రమైన అణువులు సిలికాన్ పొర యొక్క ఉపరితలంపై సన్నని చలనచిత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేసే విధంగా కేంద్రీకరించడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సియల్ అనేది స్టేట్మెంట్ యొక్క మరింత ఖచ్చితమైన రూపం.

వాస్తవానికి, సిలికాన్ యొక్క వేలుగోలు-పరిమాణ చిప్‌లో వందల, మిలియన్లు లేదా బిలియన్ల ఉపకరణాలను ప్యాక్ చేసే బిల్డింగ్-ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు ధ్వనించే దానికంటే కొంచెం కష్టం. మీరు మైక్రోస్కోపిక్ (లేదా కొన్నిసార్లు నానోస్కోపిక్) స్కేల్ వద్ద పనిచేసేటప్పుడు ధూళి చుక్కలు ఏర్పడినప్పుడు గందరగోళాన్ని g హించుకోండి. అందువల్ల క్లీన్ రూమ్స్ అని పిలువబడే మచ్చలేని ప్రయోగశాల పరిసరాలలో సెమీకండక్టర్లను తయారు చేస్తారు, ఇక్కడ గాలి నిశితంగా ఫిల్టర్ చేయబడుతుంది మరియు ఉద్యోగులు అన్ని రకాల రక్షిత దుస్తులను అయిపోయిన ఎయిర్లాక్స్ ద్వారా లోపలికి మరియు బయటికి వెళ్ళాలి.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల రకాలు

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క వివిధ రకాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి

డిజిటల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు

ఈ రకమైన ఐసికి రెండు నిర్వచించిన స్థాయిలు ఉన్నాయి: 1 మరియు 0 లు అవి బైనరీ గణితంలో పనిచేస్తాయని సూచిస్తుంది, ఇందులో 1 స్టాండ్ ఆన్ మరియు 0 స్టాండ్ ఆఫ్. మిలియన్ల కంటే ఎక్కువ ఫ్లిప్ ఫ్లాప్‌లు, లాజిక్ గేట్లు మరియు వాట్నోట్‌లను కలిగి ఉన్నందున ఇటువంటి ఐసిలు శ్రద్ధగా సాధించబడతాయి, అన్నీ ఒకే చిప్‌లో పొందుపరచబడతాయి. డిజిటల్ ఐసికి ఉదాహరణలు మైక్రోకంట్రోలర్లు మరియు మైక్రోప్రాసెసర్లు .

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల రకాలు

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల రకాలు

  • లాజిక్ IC లు
  • మెమరీ చిప్స్,
  • ఇంటర్ఫేస్ IC లు (స్థాయి షిఫ్టర్లు, సీరియలైజర్ / డి-సీరియలైజర్ మొదలైనవి)
  • పవర్ మేనేజ్‌మెంట్ ఐసిలు
  • ప్రోగ్రామబుల్ పరికరాలు

అనలాగ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు

ది అనలాగ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు నిరంతర సంకేతాలను పరిష్కరించడం ద్వారా పనిచేస్తుంది మరియు వడపోత, విస్తరణ, డీమోడ్యులేషన్ మరియు మాడ్యులేషన్ వంటి పనులను చేయగలదు. సెన్సార్లు, OP-AMP లు తప్పనిసరిగా అనలాగ్ IC లు .

  • లీనియర్ ఐసిలు
  • RF IC లు

మిశ్రమ సిగ్నల్

ఒకే చిప్‌లో డిజిటల్ మరియు అనలాగ్ ఐసిలను ఉపయోగించినప్పుడు ఫలిత ఐసిని మిశ్రమ సిగ్నల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు అంటారు.

  • డేటా సముపార్జన IC లు (A / D కన్వర్టర్లు, D / A కన్వర్టర్, డిజిటల్ పొటెన్షియోమీటర్లతో సహా)
  • క్లాక్ / టైమింగ్ IC లు

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల ఉపయోగాలు

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌ను (చిప్స్ చదవండి) వర్కింగ్ టేబుల్‌గా ఉపయోగిస్తుంది మరియు తరచూ సిలికాన్ టాస్క్ కోసం ఎంపిక చేయబడుతుంది. తరువాత, విద్యుత్ భాగాలు డయోడ్లు, ట్రాన్సిస్టర్లు మరియు రెసిస్టర్లు మొదలైనవి ఈ చిప్‌కు కనిష్ట రూపంలో జోడించబడతాయి. ఎలక్ట్రికల్ భాగాలు బహుళ పనులు మరియు గణనలను నిర్వహించగలిగే విధంగా కలిసి ఉంటాయి. ఈ అసెంబ్లీలో సిలికాన్‌ను పొర అని పిలుస్తారు.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల అనువర్తనాలు

IC ల యొక్క అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి

  • రాడార్
  • చేతి గడియారాలు
  • టెలివిజన్లు
  • జ్యూస్ మేకర్స్
  • పిసి
  • వీడియో ప్రాసెసర్లు
  • ఆడియో యాంప్లిఫైయర్లు
  • మెమరీ పరికరాలు
  • లాజిక్ పరికరాలు
  • రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ ఎన్కోడర్లు మరియు డీకోడర్లు

ఈ వ్యాసంలో, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ అంటే ఏమిటి, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు ఎలా తయారు చేయబడతాయి మరియు మొదలైన వాటితో సహా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ గురించి క్లుప్తంగా చర్చించాము. చిప్ ప్లాంట్ లోపల డోపింగ్ సెమీకండక్టర్ సహాయంతో ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లను నిర్మించడానికి రెండు రకాల పద్ధతులు ఉపయోగించబడ్డాయి. మేము డిజిటల్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు, అనలాగ్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు మరియు చివరకు మిశ్రమ సంకేతాలను ఉదాహరణలతో విభిన్న రకాల ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లతో వ్యవహరించాము. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క ఉపయోగాలు మరియు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల అనువర్తనాలు కూడా చర్చించబడ్డాయి.

ఇంకా, ఈ భావనకు సంబంధించిన ఏవైనా ప్రశ్నలకు లేదా ఎలక్ట్రికల్ మరియు ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రాజెక్టులను అమలు చేయడానికి , దయచేసి దిగువ వ్యాఖ్య విభాగంలో వ్యాఖ్యానించడం ద్వారా మీ విలువైన సలహాలను ఇవ్వండి. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, IC యొక్క ప్రధాన విధి ఏమిటి?