Vi mạch điện tử là gì? Cấu tạo, phân loại và công dụng ra sao?

Vi mạch điện tử là gì?

Vi mạch điện tử ngày càng có nhiều ứng dụng với những vai trò và tiện ích. Ngoài tên gọi vi mạch hay mạch tích hợp, chúng còn được gọi ngắn gọn là IC. IC được phát hiện bởi một kỹ sư người Đức, ông đã chế tạo ra một thiết bị khuếch đại tương tự mạch tích hợp với 5 transistor mà sau này đã được phát triển thành thiết bị trợ thính. Đó là sự ra đời của vi mạch đầu tiên bởi Jack Kilby. Sau đó, Robert Noyce đã phát triển IC lên một đẳng cấp mới khi mà loại vi mạch điện tử này có thể giải quyết được các vấn đề mà phiên bản vi mạch của Jack Kilby trước đây chưa làm được. Không những thế, nó còn vượt trội hơn so với vi mạch trước đây, đánh dấu một bước nhảy vọt về vật lý vì được làm từ nguyên liệu silicon.

Phân loại IC

Ta có thể phân loại IC dựa vào một vài tiêu chí như: tín hiệu xử lý, công nghệ, mức độ tích hợp, công dụng. Các IC được thiết kế đa dạng với những đặc điểm khác biệt nhau có thể kể đến.

Theo công nghệ

• Monolithic: tất cả các phần tử đặt trên một miếng nền vật liệu bán dẫn đơn tinh thể
• Mạch màng mỏng hay mạch phim là những phần tử được tạo bằng lắng đọng hơi trên nền thủy tinh. Nó thường là các mạng điện trở
• Lai mạch màng dày kết hợp một số chip, vết mạch in đường dây dẫn, linh kiện điện tử thụ động. Nền thường là gốm và thường được nhúng tráng.

Theo tín hiệu xử lý

• IC digital: Xử lý các tín hiệu Digital
• IC analog xử lý tín hiệu Analog
• IC hỗn hợp: Xử lý 2 loại tín hiệu trên cùng nhau.

Theo mức độ tích hợp có thể chia thành: SSI và MSI, LSI, VLSI(CPU, GPU, ROM, RAM, PLA…), ULSI.

Theo công dụng

• CPU được xem là bộ vi xử lý của máy tính ngày nay.
• Memory, bộ nhớ lưu trữ dữ liệu digital
• Công nghệ RFID để giám sát sử dụng cho khóa cửa điện tử chống trộm cao cấp hiện nay
• ASIC với công dụng điều khiển các lò nướng, các thiết bị xe hơi, máy giặt…
• ASSP là sản phẩm tiêu chuẩn cho ứng dụng cụ thể tương tự ASIC
• IC cảm biến quá trình như gia tốc, ánh sáng, từ trường, chất độc,…
• DSP xử lý tín hiệu Digital
• ADC và DAC, chuyển đổi analog - digital
• FPGA được cấu hình bởi các IC digital của khách hàng.
• Vi điều khiển (microcontroller) chứa tất cả các bộ phận của một máy tính nhỏ.
• IC công suất có thể xử lý các dòng hay điện áp lớn.
• System-on-a-chip (SoC) là hệ thống trong một chip