Конструкция биполярного транзистора: Что-то не так! Вернитесь на предыдущую страницу

Конструкция биполярных транзисторов

В полупроводниковых ИМС биполярный n-р-nтранзистор яв­ляется основным схемным элементом. Уn-р-nтранзисторов быстро­действие при прочих равных условиях лучше, чем ур-п-ртранзисто­ров. Это объясняется тем, что подвижность электронов выше, чем ды­рок.

Начнем анализ с простейшей конструкции биполярного транзи­стора п⁺-р-п( рис. 4 ). Эмиттер транзистора сильно легируют до получения максимального коэффициента инжекции. Базу транзистора для повышения коэффициента переноса делают тонкой и низколеги­рованной, так, чтобы толщина базы (w_б ) была намного меньше диф­фузионной длины инжектированных в базу электронов. Под коллек­тором располагают низкоомный слойп⁺( скрытый слой ) для умень­шения сопротивления коллектора при работе последнего в режиме на­сыщения. В тех случаях, когда транзистор не переходит в режим на­сыщения, скрытый слой не делают.

При контакте полупроводника п-типа с трехвалентным алюминием, который является акцептором, последний может диффундировать в коллектор с образованием областир-типа и паразитногор-п-перехода. Для предотвращения образования паразитного перехода область кол­лекторного контакта легируют доп⁺

Транзисторы средней и большой мощности работают в режимах высоких плотностей тока (230 мА / мм²). Конструкции мощных транзисторов разрабатывают с учетом эффекта оттеснения эмиттерного тока. Этот эффект заключается в том, что плотность тока в центре эмиттерной области существенно ниже плотности тока на ее перифе­рии, и падение напряжения на эмиттерном переходе будет расти при смещении от центра эмиттера. Поэтому для повышения мощности транзистора необходимо увеличивать не общую площадь эмиттера 5э. а отношение периметра Р эмиттера к его площади. На рис. 5 показаны различные конструкции эмиттеров мощных транзисторов с большим отношением Р/S

Э.

б)

г)

д)

Рис. 2. Конструкция МДП конденсатора.

Рис. 3. Диодное включение транзисторов: а) БК-Э; б) БЭ-К;

в) Б-КЭ; г) Б-Э; д) Б-К.

Рис. 4. Конструкция биполярного транзистора: 1-эмиттер; 2-база;

3-коллектор; 4-скрытый слой;

5-приконтактная область кол­лектора.

Рис. 5. Форма эмиттеров би­полярных транзисторов повышенной мощности: а) П-образная; б) гребен­чатая; в) древовидная.

В цифровых схемах транзисторно-транзисторной логики ( ТТЛ ) используются многоэмиттерные транзисторы, которые содержат несколько эмиттеров, работающих в одной базовой области. На рис. 6 показан четырехэмиттерный транзистор. Из рисунка видно, что эмит­теры находятся на разных расстояниях от базового контакта, что при­водит к существенному различию в сопротивлениях эмиттер-базовых цепей. Для выравнивания этих сопротивлений по области базы про­кладывают проводник, а форма базовой области имеет отросток, ко­торый является базовым резистором с коэффициентом формы 34. В аналоговых ПИМС находят применение ир-п-р транзисторы, со­вместимые с планарно-эпитаксиальной технологией. Конструкция та­кого транзистора приведена на рис. 7. Их изготавливают одновремен­но сп⁺-р-птранзисторами по обычной технологии. Эмиттерный и коллекторные слои получают на этапе базовой диффузии, причем кол­лекторный слой охватывает эмиттер со всех сторон. Базовая область формируется на основе эпитаксиального слоя с подлегированием кон­тактной области во время эмиттерной диффузии. Перенос носителей в таком

р-п-ртранзисторе протекает в горизонтальном направлении. Инжектированные из боковых частей эмиттера в базу дырки диффун­дируют к коллекторной области в приповерхностном слое. Ширина базы равна расстоянию междур-слоями (34 мкм ). Из-за сравни­тельно большой ширины базы частотные свойствар-п-р транзисторов хуже, а усиление меньше. Такие транзисторы применяют в аналоговых схемах, где необходимо использовать транзисторы двух типов прово­димости.

а) б)

Рис. 6. Конструкция многоэмиттерного транзистора: БП – базовый про­водник, БК – базовый контакт.

Рис. 7. Конструкция горизонтального Рис. 9. Конструкция полевого р-п-р транзистора: w_б – ширина базы. транзистора.

Устройство и принцип работы транзистора биполярного

Транзистор (полупроводниковый триод) — это радиоэлектронный компонент из полупроводникового материала (обычно с тремя выводами), способный от небольшого входного сигнала управлять значительным током в выходной цепи, что позволяет использовать его для усиления, генерирования, коммутации и преобразования электрических сигналов.

Биполярные транзисторы являются более распространенным типом. К его базе подается небольшой ток, а он в свою очередь, управляет количеством тока, протекающего между коллектором и эмиттером. В данном обзоре будет подробно рассмотрены принцип работы и устройство такого транзистора. Детально разобравшись, как работает полупроводниковый триод, вы без труда разберетесь в терминологии и поймете всю суть процессов.

Устройство биполярного транзистора

Транзисторы — это довольно сложные устройства. Для лучшего понимания рассмотрим только наиболее простой тип радиоэлектронного компонента, с которыми радиолюбителям приходится сталкиваться чаще всего.

В устройство биполярного транзистора входит монокристалл, разделенный на три зоны, имеющие свой вывод:

	Б – база, очень тонкий внутренний слой.
	Э – эмиттер, предназначается для переноса заряженных частиц в базу.
	К – коллектор, составляющая, которая имеет тип проводимости, одинаковый с эмиттером, предназначена для сбора зарядов, поступивших с эмиттера.

Расшифруем все эти определения и более детально погрузимся в мир транзисторов, изготовленных из полупроводника кремния (Si):

Каждый атом кремния образует связи с четырьмя соседними атомами кремния. Кремний имеет 4 электрона в своей валентной оболочке. И каждый электрон становится общим с соседним атомом кремния. Рассмотренная связь называется ковалентной.

Чистый кремний характеризуется низкой электропроводностью. И чтобы кремний смог проводить электричество, электроны должны поглотить некоторое количество энергии и стать свободными электронами.

Легирование кремниевой пластины

Метод легирования применяется для улучшения электропроводности полупроводников. Например вводится пяти валентный фосфор (P) или сурьма (Sb) — один электрон окажется свободным и сможет перемещаться в системе. Данный метод называется легирование донорной примесью или примесью

n типа. Если ввести трех валентный бор (B), образуется свободное место (дырка), которое может занять электрон. Соседний электрон может занять дырку в любой момент. Такое движение электронов может быть представлено в виде движения дыр в противоположном направлении. Это называется легированием акцепторной примесью или примесью p типа.

Выполнив легирование кремниевой пластины данными способами получается транзистор, у которого имеются следующие типы проводимости:

• n тип — носителями зарядов являются электроны.
• p тип — носителями зарядов являются положительно заряженные дыры.

Транзисторы по типу проводимости раздаются на два типа: n-p-n и p-n-p:

Разобравшись с легированием кремниевой пластины и определившись с типами проводимости, можно переходить к рассмотрению принципа работы транзистора.

Принцип работы транзистора

Чтобы понять, как работает транзистор, нужно разобраться в том, что происходит с электронами его базового элемента (диода). Диод образуется если легировать одну часть кремния примесью p типа, а другую примесью n типа. На границе этих частей будет происходить следующее:

Многочисленные электроны n стороны будут стремиться занять дырки, находящиеся на p стороне. При этом граница p стороны будет иметь небольшой отрицательный заряд, в то время как с n стороны заряд будет положительным.
Электрическое поле, образующееся в результате этого процесса будет препятствовать дальнейшему естественному перемещению электронов.
Если к диоду подключить определенным образом внешний источник энергии, то электроны и дырки будут к нему притягиваться, и в данном случае протекание тока не возможно.
Однако если поменять стороны подключения источника энергии, ситуация изменится.
Предположим источник энергии имеет напряжение достаточное для того, чтобы преодолеть потенциальный барьер. Сразу можно заметить, что электроны будут отталкиваться отрицательным полюсом. Когда электроны пересекают потенциальный барьер, они теряют энергию и легко занимают дырки в p области. Но из-за притяжения к положительному полюсу эти электроны теперь могут перемещаться к соседним дыркам в p области и двигаться по внешнему контуру. Данное явление называется прямым смещением диода.

Зная вышеописанный принцип работы, можно легко понять как работает транзистор. Ведь фактически транзистор — это два зеркально соединенных диода с очень тонким и слаболегированным p слоем. Поэтому, как бы не был подключен источник питания, один диод будет всегда обратно смещенным и будет препятствовать прохождению тока. Это означает, что транзистор находится в закрытом состоянии. Посмотрим как это выглядит на схеме:

Транзистор находится в закрытом состоянии

Подключим второй источник энергии (смотреть схему). Напряжение его должно быть достаточным, чтобы преодолеть потенциальный барьер. Получаем обычный диод с прямым смещением, и большое количество электронов будет перемещаться из

n области. Некоторые электроны займут свободные дырки и перемещаясь по соседним свободным дыркам будут двигаться к базе. Но электронов, перемещающихся в p область гораздо больше. И оставшиеся электроны будут притягиваться к положительному полюсу первого источника энергии и станут перемещаться далее.

Схема подключения второго источника энергии:

Принцип работы транзистора

Стоит обратить внимание на то, что p область транзистора очень узкая, и гарантирует отсутствие потока оставшихся электронов к положительному полюсу второго источника энергии. То есть слабый базовый ток усиливается к коллектору. Если увеличить базовый ток, то коллекторный ток увеличится пропорционально. Это простой пример усиления тока при помощи биполярного транзистора (β = Ic ⁄ Ib).

Материалы корпуса транзисторов

Транзисторы небольшой мощности изготавливают в прямоугольных корпусах из полимерных материалов или в металлических (цилиндрической формы). Можно найти десятки разных типов транзисторных корпусов совершенно отличных форм и размеров.

Сам полупроводник, основа транзистора, имеет размер песчинки или даже меньший. К нему практически невозможно подпаять провода, поэтому кристалл помещают в более просторный корпус из металла или пластика.

Рассмотрев принцип работы транзистора, можно отметить что несмотря на довольно простое устройство, данный полупроводниковый компонент играет важную роль в схемотехнике.

Понимание конструкции схемы транзистора » Electronics Notes

Разработка электронной схемы с использованием биполярных транзисторов довольно проста с использованием простых принципов проектирования и нескольких уравнений.

---

Учебное пособие по проектированию схем транзисторов Включает:
Расчет схем транзисторов Конфигурации цепи Общий эмиттер Схема с общим эмиттером Повторитель эмиттера Общая база

См. также: Типы транзисторных схем

---

Транзисторные схемы лежат в основе современных технологий проектирования электронных схем. Хотя в наши дни интегральные схемы используются во многих схемах, базовая конструкция транзисторной схемы часто требуется в различных областях.

Хотя при использовании дискретных электронных компонентов с транзисторами используется больше компонентов, можно адаптировать схему для обеспечения именно той функциональности, которая требуется. Соответственно схемы с использованием дискретных транзисторов и нескольких дополнительных электронных компонентов до сих пор лежат в основе проектирования электронных схем.

Это означает, что понимание конструкции транзисторных схем по-прежнему важно, поскольку оно не только позволяет проектировать базовые транзисторные схемы, но и обеспечивает лучшее понимание работы интегральных схем, основанных на технологии биполярных транзисторов.

BC547 Транзистор с пластиковыми выводами

Основы биполярного транзистора

Очевидно, что ключевым электронным компонентом любой транзисторной схемы является сам транзистор. Эти электронные компоненты могут быть получены в дискретной форме, или они могут быть в составе интегральной схемы.

Транзисторы производятся в различных форматах и ​​могут быть получены для выполнения различных функций от слабого сигнала до высокой мощности, от звука до ВЧ и коммутации.

Они также бывают PNP-транзисторы и NPN-транзисторы – из этих NPN-транзисторов более широко используются, поскольку они имеют тенденцию соответствовать широко используемой системе отрицательного заземления, а также их производительность лучше с точки зрения скорости.

Хотя транзисторы NPN более широко используются, это не означает, что транзисторы PNP не используются. Они часто находят применение, дополняя NPN-транзисторы и некоторые другие схемы.

Базовая структура транзистора и символы схемы

Примечание по устройству биполярного транзистора:

Биполярный транзистор представляет собой устройство с тремя выводами, обеспечивающее усиление по току, когда ток коллектора в В раз превышает ток базы. Биполярный транзистор широко доступен, и его производительность оптимизируется в течение многих лет.

Подробнее о Биполярный транзистор и принцип его работы

Биполярный транзистор доступен уже более семидесяти лет – его технология очень хорошо зарекомендовала себя, и хотя технология полевых транзисторов, вероятно, более широко используется в интегральных схемах, биполярные транзисторы все еще используются в огромных количествах в различных аналоговых и цифровых схемах, как в интегральных схемах и как дискретные электронные компоненты.

Биполярный транзистор был впервые изобретен в 1949 году группой ученых, работавших в Bell Labs в США. Его открытие делает интересное чтение.

Заметка об истории транзисторов:

Биполярный транзистор был изобретен тремя исследователями, работающими в Bell Laboratories: Джоном Бардином, Уолтером Браттейном и Уильямом Шокли. Они работали над идеей использования эффекта поля для управления током в полупроводнике, но не смогли воплотить эту идею в жизнь. Они обратили внимание на другую возможность и сделали трехконтактное устройство, используя два близко расположенных точечных контакта на германиевой пластине. Эта идея сработала, и они смогли продемонстрировать, что в конце 1949.

Подробнее о Биполярный транзистор История

Расчетные параметры схемы транзистора

Прежде чем приступить к разработке электронной схемы для транзисторной схемы, необходимо определить требования к схемам: некоторые основные параметры, связанные с транзисторными схемами.

В требованиях к конструкции транзисторной схемы может быть указан ряд параметров:

• Коэффициент усиления по напряжению:   Коэффициент усиления по напряжению часто является ключевым требованием для проектирования электронных схем. Коэффициент усиления схемы — это увеличение напряжения от входа к выходу схемы. С точки зрения математики, коэффициент усиления по напряжению, A _v , представляет собой выходное напряжение, деленное на входное напряжение.

  Коэффициент усиления по напряжению является одной из ключевых целей многих схем, поскольку он обеспечивает «размер»

• Коэффициент усиления по току:  Усиление по току схемы часто важно при проектировании электронных схем, особенно там, где схема управляет нагрузкой с низким импедансом. Часто требуется схема без усиления по напряжению и только с усилением по току, чтобы цепь с относительно высоким выходным импедансом могла управлять другой схемой с более низким импедансом.

  Есть много примеров этого: ВЧ-генератору часто требуется буферный каскад, чтобы гарантировать, что сама схема генератора не будет чрезмерно нагружена, но выход необходим для управления другими схемами. Коэффициент усиления по току также используется в цепях питания, где элемент последовательного прохода регулятора напряжения должен обеспечивать значительные уровни тока, но с использованием опорного напряжения с низким током. Есть много других примеров, где требуется усиление по току.

  Как и усилитель напряжения, коэффициент усиления по току схемы сравнивает входной и выходной уровни, но по току. Коэффициент усиления по току равен выходному току, деленному на входной ток.

• Входное сопротивление: Входное сопротивление транзисторной схемы всегда важно. Он определяет нагрузку на предыдущий каскад, а также важен в радиочастотных цепях, где важным параметром является согласование импеданса.

  Во многих электронных схемах желателен высокий входной импеданс, поскольку это означает, что предыдущий каскад не слишком нагружен. Если входное сопротивление транзисторной схемы слишком низкое, то она будет нагружать предыдущую, снижая уровень сигнала и, возможно, в некоторых случаях вызывая искажения. Настройка транзисторного каскада для обеспечения правильного входного импеданса является ключевым элементом процесса проектирования электронной схемы.

• Выходное сопротивление:   Также важно выходное сопротивление. Если транзисторная схема управляет схемой с низким импедансом, то ее выход должен иметь низкий импеданс, в противном случае в транзисторном выходном каскаде возникнет большое падение напряжения, а в некоторых случаях может произойти искажение сигнала.

  Если полное сопротивление нагрузки низкое, обычно требуется схема с высоким коэффициентом усиления по току, и в процессе проектирования электронной схемы можно выбрать подходящий формат схемы. Если допустим более высокий выходной импеданс, то часто более подходящей является схема с более высоким коэффициентом усиления по напряжению.

• Частотная характеристика:  Частотная характеристика — еще один важный фактор, влияющий на конструкцию транзисторной схемы. Конструкции низкочастотных или звуковых транзисторных схем сильно отличаются от тех, которые используются для радиочастотных приложений. Также выбор электронных компонентов в схеме определяет характеристику: транзисторы, а также номиналы конденсаторов и резисторов в конструкции электронной схемы влияют на частотную характеристику.

  На начальном этапе проектирования схемы необходимо иметь определенные требования к требуемой частотной характеристике, а затем схема может быть спроектирована с учетом этого требования.

• Напряжение и ток питания:   Одним из ключевых параметров любой цепи являются требования к питанию с точки зрения необходимого напряжения и тока. Таким образом, можно гарантировать, что правильное напряжение будет обеспечено с требуемой способностью по току на этапе проектирования электронной схемы.

• Рассеиваемая мощность: Другим параметром, тесно связанным с напряжением и током, подаваемым в цепь, является рассеиваемая мощность. Если рассеиваемая мощность высока, то могут потребоваться меры для охлаждения и общего отвода тепла от схемы и, в частности, от любых электронных компонентов, которые могут рассеивать большое количество тепла. Обычно это транзистор, но другие компоненты тоже могут рассеивать тепло.

Функция цепи транзистора

Существует множество различных функций, которые могут выполнять транзисторные схемы. Обычно существуют стандартные блоки для общих функций, таких как усилитель, генератор, фильтр, источник тока, дифференциальный усилитель и множество других.

Эти стандартные форматы схем широко используются и могут быть приняты, а значения электронных компонентов определены в процессе проектирования электронной схемы.

Схемы часто следуют проверенным схемам, которые использовались в течение многих лет. Эти схемы часто использовались со старой технологией электронных ламп или термоэлектронных ламп и одинаково хорошо работают с биполярными транзисторами, а также с полевыми транзисторами, полевыми транзисторами и иногда даже с операционными усилителями.

Принят базовый формат и определены значения электронных компонентов для обеспечения требуемой производительности.

Часто это требует небольшого экспериментирования, но в наши дни программное обеспечение для моделирования цепей способно точно воспроизвести операцию для схемы, так что значения электронных компонентов могут быть оптимизированы для требуемой производительности и функциональности.

Конфигурация или топология схемы транзистора

Какой бы ни была общая функция схемы, в начале процесса проектирования электронной схемы также необходимо учитывать топологию.

Схемы транзисторов

могут быть разработаны с использованием различных топологий, каждая из которых предлагает различные характеристики, особенно с точки зрения входного и выходного импеданса.

Эти топологии конфигураций выбираются в соответствии с требованиями к конструкции электронной схемы и включают общий эмиттер, общий коллектор или эмиттерный повторитель и общую базу.

Подробнее о . . . . Конфигурации / топологии транзисторных цепей.

Процесс проектирования схемы транзистора

Процесс проектирования транзистора состоит из нескольких этапов. Обычно они выполняются в логическом порядке, но часто приходится пересматривать различные этапы, чтобы оптимизировать значения различных электронных компонентов для обеспечения требуемой общей производительности.

• Определение требований:   Определение реальных требований является важным этапом, и его правильное выполнение будет означать, что концепция схемы не изменится в дальнейшем.

• Определение функции и топологии схемы:  После того, как общие требования к электронному устройству в целом определены, необходимо определиться с фактической схемой транзистора. Например, существует множество схем генератора, фильтров, усилителей и т. д. для транзисторов, и можно выбрать оптимальный тип для конкретных требований. Это часто также определяет реальную топологию схемы, т. е. использование общего эмиттера, общего коллектора, общей базы, но в противном случае это может стать частью общего принятия решений в настоящее время, поскольку нагрузка на генераторы, усиление, выходное сопротивление и т.п. можно рассмотреть в это время.

• Настройка условий смещения:   В любой схеме одной из ключевых особенностей конструкции электронной схемы является обеспечение уровней смещения для активных устройств: в этом случае биполярные транзисторы настроены правильно. Если смещение неправильное, транзисторная схема не будет работать. Определение номиналов электронных компонентов (в основном резисторов), задающих смещение, является одним из ключевых этапов проектирования.

• Определение функциональных значений электронных компонентов:   Наряду с установкой условий смещения необходимо определить значения для других электронных компонентов, обеспечивающих функциональность схемы. Эта часть процесса проектирования электронной схемы продолжается вместе с настройкой условий смещения, поскольку значения одного будут влиять на другое, и наоборот.

• Пересмотрите значения смещения и функции электронных компонентов:   При заданных значениях схемы всегда требуется небольшая итерация, чтобы сбалансировать требования к смещению и общей функциональности схемы. Скорее всего, в этом процессе будет какая-то итерация.

• Тестовая схема:   Проверка схемы является ключевым элементом любой конструкции. Часто во многих лабораториях есть программное обеспечение для моделирования цепей, поэтому схему можно смоделировать до того, как она будет построена, чтобы устранить большинство проблем. Однако окончательный тест состоит в том, чтобы построить и запустить схему в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации.

• Доработка и модификация:   Часто возникает необходимость модифицировать электронную схему. Если это требуется, то он дорабатывается и тестируется с новыми номиналами электронных компонентов, компоновкой и т.д.

Здесь представлены некоторые основные параметры схемы, необходимые для проектирования транзисторной схемы. Знание этих параметров может повлиять на выбор конфигурации схемы и, безусловно, на определение номиналов компонентов и многих других факторов.

Соответственно, необходимо знать параметры, определяющие работу транзисторной схемы, прежде чем можно будет приступить к разработке.

Больше схем и схемотехники:
Основы операционных усилителей Схемы операционных усилителей Цепи питания Транзисторная конструкция Транзистор Дарлингтона Транзисторные схемы схемы полевых транзисторов Символы цепи
    Вернитесь в меню проектирования схем . . .

Интегральная схема (ИС) | Типы, использование и функции

интегральная схема

Посмотреть все медиа

Ключевые люди:

Роберт Нойс Джек Килби Моррис Чанг Роберт Х. Деннард

Связанные темы:

микропроцессор звуковая карта компьютерный чип видеокарта субстрат

См. всю связанную информацию →

интегральная схема (ИС) , также называемая микроэлектронной схемой , микрочипом или микросхемой , сборка электронных компонентов, изготовленная как единое целое, в которой миниатюризированы активные устройства (например, , транзисторы и диоды) и пассивные устройства (например, конденсаторы и резисторы) и их соединения построены на тонкой подложке из полупроводникового материала (обычно кремния). Таким образом, результирующая схема представляет собой небольшой монолитный «чип», размер которого может составлять всего несколько квадратных сантиметров или всего несколько квадратных миллиметров. Отдельные компоненты схемы обычно имеют микроскопические размеры.

Интегральные схемы берут свое начало с изобретения транзистора в 1947 году Уильямом Б. Шокли и его командой в Bell Laboratories Американской телефонной и телеграфной компании. Команда Шокли (включая Джона Бардина и Уолтера Х. Браттейна) обнаружила, что при определенных обстоятельствах электроны образуют барьер на поверхности некоторых кристаллов, и они научились контролировать поток электричества через кристалл, манипулируя этим барьером. Управление потоком электронов через кристалл позволило команде создать устройство, которое могло бы выполнять определенные электрические операции, такие как усиление сигнала, которые ранее выполнялись электронными лампами. Они назвали это устройство транзистором, от сочетания слов переходник и резистор . Изучение методов создания электронных устройств с использованием твердых материалов стало называться твердотельной электроникой. Твердотельные устройства оказались намного прочнее, с ними проще работать, они надежнее, меньше и дешевле, чем электронные лампы. Используя те же принципы и материалы, инженеры вскоре научились создавать другие электрические компоненты, такие как резисторы и конденсаторы. Теперь, когда электрические устройства можно было сделать такими маленькими, самой большой частью схемы была неудобная проводка между устройствами.

Знать, как работает ICL 2966, мейнфрейм с интегральной схемой

Просмотреть все видео к этой статье

В 1958 году Джек Килби из Texas Instruments, Inc. и Роберт Нойс из Fairchild Semiconductor Corporation независимо друг от друга придумали способ еще больше уменьшить размер схемы . Они прокладывали очень тонкие дорожки из металла (обычно из алюминия или меди) прямо на том же куске материала, что и их устройства. Эти маленькие дорожки действовали как провода. С помощью этого метода вся схема может быть «интегрирована» в единый кусок твердого материала и таким образом создана интегральная схема (ИС). ИС могут содержать сотни тысяч отдельных транзисторов на одном куске материала размером с горошину. Работать с таким количеством электронных ламп было бы нереально неудобно и дорого. Изобретение интегральной схемы сделало возможными технологии информационного века. В настоящее время интегральные схемы широко используются во всех сферах жизни, от автомобилей до тостеров и аттракционов в парках развлечений.

Основные типы ИС

Аналоговые или линейные схемы обычно используют только несколько компонентов и, таким образом, являются одними из самых простых типов ИС. Как правило, аналоговые схемы подключаются к устройствам, которые собирают сигналы из окружающей среды или отправляют сигналы обратно в окружающую среду. Например, микрофон преобразует изменчивые звуки голоса в электрический сигнал переменного напряжения. Затем аналоговая схема модифицирует сигнал каким-либо полезным образом, например, усиливая его или фильтруя нежелательные шумы. Затем такой сигнал можно было бы подать обратно в громкоговоритель, который воспроизвел бы тоны, первоначально улавливаемые микрофоном. Другим типичным применением аналоговой схемы является управление некоторым устройством в ответ на постоянные изменения в окружающей среде. Например, датчик температуры посылает переменный сигнал на термостат, который можно запрограммировать на включение и выключение кондиционера, обогревателя или духовки, как только сигнал достигнет определенного значения.