آیسی چیست؟ انواع، کاربردها و تاریخچه آن

آیسی چیست؟

آیسی (IC)، مخفف _Integrated Circuit_ است، یک مدار الکترونیکی است که در یک قطعه ی کوچک شامل تعداد زیادی از عناصر نیمه‌هادی مانند ترانزیستورها، دیودها، مقاومت‌ها و خازن‌ها قرار دارد به همین دلیل ما در زبان فارسی به آیسی ها (مدار مجتمع) می‌گوییم. این قطعه امروزه در بسیاری از دستگاه‌های الکترونیکی که از گوشی‌های همراه و رایانه‌ها گرفته تا فضاپیماها و اتومبیل‌های الکتریکی کاربرد دارند. در این مقاله به بررسی تاریخچه پیدایش آیسی و انواع مختلف آن می‌پردازیم.

تاریخچه

ابتدایی ترین آیسی‌ها:

پیدایش آیسی‌ها به دهه ۱۹۵۰ میلادی برمی‌گردد، زمانی که اولین ترانزیستورها به عنوان جایگزین لامپ‌های وکیومی مورد استفاده قرار گرفتند. اما اعتبار اختراع آیسی‌ها به جک کیلبی از شرکت تگزاس اینسترومنت و رابرت نویس از شرکت فیرچایلد سمیکانداکتور داده می‌شود.

پیشرفت‌های اولیه:

در سال ۱۹۵۸، جک کیلبی اولین آیسی را اختراع کرد و در سال ۱۹۵۹ رابرت نویس روش تولید آیسی‌ها با استفاده از سیلیکون را ابداع کرد. این پیشرفت‌ها انقلاب بزرگی در صنعت الکترونیک به وجود آورد.

آیسی‌های مونولیتیک و هیبرید:

به طور کلی، آیسی‌ها به دو دستهٔ مونولیتیک و هیبرید تقسیم می‌شوند. آیسی‌های مونولیتیک کلیه اجزای مدار را در یک پلیت نیمه‌هادی یکپارچه قرار می‌دهند. این نوع آیسی‌ها به طور گسترده‌ای در امروز استفاده می‌شوند. آیسی‌های هیبرید، از سوی دیگر، از ترکیبی از مدارهای مونولیتیک و قطعات جداگانه تشکیل شده‌اند و در برنامه‌های خاصی مانند فضاپیماها و نظامی کاربرد دارند.

 انواع آیسی‌ها:

 آیسی‌های دیجیتال و آنالوگ

آیسی‌ها به دو نوع دیجیتال و آنالوگ تقسیم می‌شوند. آیسی‌های دیجیتال با سیگنال‌های گسسته کار می‌کنند و معمولاً در رایانه‌ها، میکروکنترلرها و منابع تغذیه دیجیتال استفاده می‌شوند. از طرف دیگر، آیسی‌های آنالوگ با سیگنال‌های پیوسته کار می‌کنند و در مدارهای تقویت کننده، مدارهای فرکانس بالا و سیستم‌های کنترل استفاده می‌شوند.

تفاوت های اصلی بین آی سی های آنالوگ و دیجیتال به شرح زیر است:

•  آیسی های آنالوگ از اجزای الکتریکی مانند مقاومت، خازن و ترانزیستور تشکیل شده اند در حالی که آی سی های دیجیتال از دروازه های منطقی ساخته شده اند.
• آیسی های آنالوگ با سیگنال های پیوسته کار می کنند در حالی که آی سی های دیجیتال با سیگنال های دیجیتال (صفر و یک) کار می کنند.
• آیسی های آنالوگ سایز بزرگتر و ارزان تر هستند اما آی سی های دیجیتال کوچکتر و پیچیده تر هستند.
• آیسی های آنالوگ برای کاربردهای تقویت و کنترل مورد استفاده قرار می گیرند در حالی که آی سی های دیجیتال برای پردازش داده و محاسبات رایانه ای بکار می روند.
• آیسی های دیجیتال نسبت به آی سی های آنالوگ سرعت پاسخگویی بیشتری دارند.

آیسی‌های ترکیبی

آیسی‌های ترکیبی از ترکیب آیسی‌های دیجیتال و آنالوگ بهره می‌برند. این نوع آیسی‌ها در سیستم‌هایی مانند مبدل‌های آنالوگ به دیجیتال (ADC)، مبدل‌های دیجیتال به آنالوگ (DAC) و مدارهای مخابراتی کاربرد دارند.

میکروکنترلرها و میکروپروسسورها

میکروکنترلرها و میکروپروسسورها دو نوع از آیسی‌های دیجیتال هستند که در سیستم‌های کنترلی و رایانه‌ها استفاده می‌شوند. میکروکنترلرها به عنوان یک رایانه کامل در یک تراشه عمل می‌کنند، شامل واحد پردازش مرکزی (CPU)، حافظه، تایمرها و ورودی‌ها/خروجی‌های دیجیتال. میکروپروسسورها، از سوی دیگر، فقط دارای واحد پردازش مرکزی هستند و به حافظه و سایر قسمت‌های سیستم نیاز دارند.

آیسی‌های قدرت

آیسی‌های قدرت برای کنترل و تبدیل انرژی الکتریکی در سیستم‌های بزرگ‌تر مانند موتورهای الکتریکی، اینورترها و منابع تغذیه استفاده می‌شوند. این نوع آیسی‌ها معمولاً به طور گسترده‌ای در صنعت و خودروسازی به کار می‌رود.

مدارهای مخابراتی

آیسی‌های مخابراتی در سیستم‌های ارتباطی مانند تلفن‌های همراه، مودم‌ها و ماهواره‌ها استفاده می‌شوند. این نوع آیسی‌ها عملکردهایی مانند تقویت سیگنال، مدولاسیون، دمودولاسیون و کدگذاری/کدگشایی انجام می‌دهند.

نتیجه‌گیری:

پس از اختراع ترانزیستور تحولی عظیم در زمینه‌ الکترونیک به وجود  آمد و طولی نکشید که قطعه ای به نام آیسی با ترکیب پند ترانزیستور ، مقاومت و… تولید شد انقلابی در الکترونیک به وجود آمد که در این مقاله به تاریخچه ی تولید آیسی و انواع آن پرداختیم.

در مورد ترانزیستور ها بیشتر بدانید: معرفی ترانزیستور، کاربرد ها، انواع، تاریخچه جالب آن