Интегрална схема


Alternative content

Get Adobe Flash player

Интегрална схема (ИС) е електронна схема с миниатюрни размери, състояща се от поне две свързани полупроводникови устройства, основно транзистори и пасивни компоненти като например резистори. Реализира се обикновено върху тънъка пластина (чип) от силиций или друг полупроводник, като към 2004 г. типичният размер на чиповете е 1 cm2. Сред най-сложните логически ИС са микропроцесорите, които са в основата на съвременната електроника - от компютрите през мобилните телефони до MP3 плейърите. Цифровите RAM памети са друго семейство ИС, които играят важна роля в съвременното общество. Изработването на ИС става възможно след напредъка на полупроводниковата технология в средата на 20 век и откритието, че полупроводниковите устройства могат успешно да изпълняват функците на вакуумните лампи, с които са били реализирани електрическите схеми дотогава. Първоначално полупроводниковите устройства били изработвани като отделни дискретни елементи, монтирани върху печатните платки. Много бързо обаче се преминава към още по-голяма миниатюризация - производството на много отделни елементи върху една силициева пластина по планарна технология. Големите предимства на ИС са значително по-малкият размер, надеждност, скорост и ниска консумация на ток. Миниатюризацията дава и възможност за многократно по-голям обем на производството и възможност за увеличаване на сложността на схемите. Не след дълго вакуумните лампи и печатните платки са изцяло заместени от ИС. Само половин век след откриването на ИС те са вече неразривна част от всяко електронно устройство и без тях са немислими съвременните комуникации (включително Интернет), наука, медицина, производство и транспорт. С тях е свързана и цифровата революция, която според мнозина е едно от най-значителните събития в историята на човечеството.

История на интегралните схеми

Ламповите и полупроводниковите диоди се развиват успоредно. Принципът на действие на термоемисионните диоди е открит от Фредерик Гутрие през 1873 г. Принципът на действие на кристалните диоди е открит през 1874 г. от немския учен Карл Фердинанд Браун. Ламповите диоди биват преоткрити от Томас Едисон на 13 февруари 1880 г. и той получава за тях патент през 1883 г. (Щатски патент 307031), но не доразвива идеята. Браун патентова кристалния изправител през 1899 г. . Първият радиоприемник, използващ кристален детектор е сглобен около 1900 г. от Грийнлийф Уитиър Пикард. Първият термоемисионен диод е патентован във Великобритания от Джон Амброуз Флеминг, научен съветник в компанията на Маркони и бивш служител на Едисон , на 16 ноември 1904 г. (Щатски патент 803684 през ноември 1905 г.) Пикард получил патент за силициев кристален детектор на 20 ноември 1906 г. (Щатски патент 836531). По времето на изобретяването си тези устройства са наричани като "изправители" (rectifiers). Терминът "диод" (diode) е въведен през 1919 г. от Уилям Хенри Екълс от гръцки език - "di" означава "две", а "ode" - "път".