Como são feitos componentes Eletrônicos

Um circuito integrado, comumente chamado de IC, é uma matriz microscópica de circuitos eletrônicos e componentes que foi difundida ou implantada na superfície de um único cristal, ou chip, de material semicondutor, como o silício. Ele é chamado de circuito integrado porque os componentes, circuitos e material de base são todos feitos juntos ou integrados a partir de uma única peça de silício, em oposição a um circuito discreto no qual os componentes são feitos separadamente de materiais diferentes e montados posteriormente . ICs variam em complexidade, desde simples módulos lógicos e amplificadores até microcomputadores completos contendo milhões de elementos.

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O impacto dos circuitos integrados em nossas vidas tem sido enorme. ICs tornaram-se os principais componentes de quase todos os dispositivos eletrônicos. Esses circuitos em miniatura demonstraram baixo custo, alta confiabilidade, baixos requisitos de energia e altas velocidades de processamento em comparação com os tubos de vácuo e os transistores que os precederam. Os microcomputadores de circuito integrado são agora usados ​​como controladores em equipamentos como máquinas-ferramentas, sistemas operacionais de veículos e outras aplicações em que controles hidráulicos, pneumáticos ou mecânicos foram usados ​​anteriormente. Como os microcomputadores IC são menores e mais versáteis que os mecanismos de controle anteriores, eles permitem que o equipamento responda a uma faixa mais ampla de entrada e produza uma faixa mais ampla de saída. Eles também podem ser reprogramados sem a necessidade de redesenhar o circuito de controle. Microcomputadores de circuito integrado são tão baratos que até são encontrados em brinquedos eletrônicos infantis.

Os primeiros circuitos integrados foram criados no final da década de 1950 em resposta a uma demanda dos militares por eletrônica miniaturizada a ser usada em sistemas de controle de mísseis. Na época, os transistores e placas de circuito impresso eram a tecnologia eletrônica de última geração. Embora os transistores tornassem possíveis muitas novas aplicações eletrônicas, os engenheiros ainda não conseguiam fazer um pacote pequeno o suficiente para o grande número de componentes e circuitos necessários em dispositivos complexos, como sistemas de controle sofisticados e calculadoras programáveis ​​portáteis. Várias empresas estavam competindo para produzir um avanço na eletrônica miniaturizada, e seus esforços de desenvolvimento eram tão próximos que há alguma dúvida sobre qual empresa realmente produziu o primeiro IC. Na verdade, quando o circuito integrado foi finalmente patenteado em 1959, a patente foi concedida em conjunto a dois indivíduos trabalhando separadamente em duas empresas diferentes.

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Após a invenção do IC em 1959, o número de componentes e circuitos que poderiam ser incorporados em um único chip dobrou a cada ano por vários anos. Os primeiros circuitos integrados continham apenas uma dúzia de componentes. O processo que produziu esses primeiros CIs foi conhecido como integração em pequena escala, ou SSI. Em meados da década de 1960, a integração de médio porte, a MSI, produzia CIs com centenas de componentes. Isso foi seguido por técnicas de integração em grande escala, ou LSI, que produziam CIs com milhares de componentes e possibilitavam os primeiros microcomputadores.

 
O primeiro chip de microcomputador, muitas vezes chamado de microprocessador, foi desenvolvido pela Intel Corporation em 1969. Entrou em produção comercial em 1971 como Intel 4004. A Intel lançou seu chip 8088 em 1979, seguido da Intel 80286, 80386 e 80486. No final dos anos 80 e início dos anos 90, as designações 286, 386 e 486 eram bem conhecidas pelos usuários de computadores como refletindo níveis crescentes de poder e velocidade de computação. O chip Pentium da Intel é o mais recente desta série e reflete um nível ainda mais alto.

Como Circuito Integrado
Componentes são formados
Em um circuito integrado, componentes eletrônicos como resistores, capacitores, diodos e transistores são formados diretamente na superfície de um cristal de silício. O processo de fabricação de um circuito integrado fará mais sentido se primeiro entendermos alguns dos fundamentos de como esses componentes são formados.

Mesmo antes do desenvolvimento do primeiro IC, sabia-se que componentes eletrônicos comuns podiam ser feitos de silício. A questão era como fazê-los, e os circuitos de conexão, a partir do mesmo pedaço de silício? A solução foi alterar ou dopar a composição química de pequenas áreas na superfície do cristal de silício, adicionando outros produtos químicos, chamados dopantes. Alguns dopantes se ligam ao silício para produzir regiões onde os átomos dopantes têm um elétron que eles podem abandonar. Essas são chamadas de regiões N. Outros dopantes se ligam ao silício para produzir regiões onde os átomos dopantes têm espaço para receber um elétron. Essas são chamadas de regiões P. Quando uma região P toca uma região N, o limite entre elas é referido como uma junção PN. Esse limite tem apenas 0,000004 polegadas (0,0001 cm) de largura, mas é crucial para a operação dos componentes do circuito integrado.

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