Vi mạch điện tử hay còn có tên gọi IC (Integrated Circuit - mạch tích hợp) là một thuật ngữ quen thuộc với các kỹ sư công nghệ. Đây là loại linh kiện điện tử cốt lõi có nhiều ứng dụng thiết thực. Trong nội dung bài blog hôm nay, chúng ta hãy cùng tìm hiểu xem vi mạch điện tử là gì, được phân loại ra sao và có các ứng dụng nào nhé!
I. 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.
- Vậy thì vi mạch điện tử là gì? Vi mạch hay còn gọi là mạch tích hợp - IC (hay chip theo thuật ngữ tiếng Anh) là tập hợp các mạch điện chứa linh kiện bán dẫn (transistor) và linh kiện điện tử thụ động (điện trở) kết nối với nhau nhằm thực hiện một chức năng xác định. Có nghĩa là mạch tích hợp được thiết kế để thực hiện chức năng như linh kiện phức hợp.
II. Các công dụng của IC.
- Công dụng đầu tiên mà IC mang lại đó là giúp mạch tích hợp giảm đi kích thước của mạch điện đồng thời làm tăng độ chính xác của thiết bị. Ngoài ra, công dụng của IC còn gia tăng đáng kể trong các mạch logic.
- IC có hai loại chính: một loại có thể lập trình và một loại cố định chức năng, không thể lập trình. Mỗi loại IC có các tính chất riêng biệt về nhiệt độ, giới hạn điện thế và công suất vận hành, tất cả đều được ghi trong bảng thông số.
- Công nghệ silicon hiện đang tiến đến các giới hạn của vi mạch tích hợp. Các nhà nghiên cứu cũng đang cố gắng không ngừng nghỉ để tìm ra loại vật liệu mới có khả năng thay thế cho công nghệ silicon này.
- IC được ứng dụng vào phát triển robot
III. Phân loại vi mạch điện tử.
Các vi mạch điện tử được thiết kế đa dạng có nhiều đặc điểm riêng. Chúng có thể được phân loại theo một số tiêu chí sau đây: tín hiệu xử lý, công nghệ, mức độ tích hợp và công dụng.
1. Theo tín hiệu xử lý:
- IC digital: xử lý tín hiệu digital.
- IC analog: xử lý tín hiệu analog.
- IC hỗn hợp: xử lý cả 2 loại tín hiệu trên.
2. Theo mức độ tích hợp:
- IC có thể được chia thành SSI, MSI, LSI, VLSI(CPU, GPU, ROM, RAM, PLA…), ULSI.
3. Theo công nghệ:
- Monolithic: các phần tử được đặt trên nền vật liệu bán dẫn đơn tinh thể.
- Mạch màng mỏng, mạch phim là các phần tử được tạo thành bởi sự lắng đọng hơi trên nền thuỷ tinh, thường là các mạch điện trở.
- Lai mạch màng dày thường kết hợp một số chip, vết mạch có in đường dây dẫn và linh kiện điện tử thụ động. Chất liệu nền thường là gốm và được nhúng tráng.
4. Theo công dụng.
- Ngày nay, CPU được xem là bộ vi xử lý của máy tính.
- Memory, bộ nhớ lưu trữ dữ liệu digital.
- Công nghệ RFID phục vụ cho việc giám sát được dùng cho các loại khoá điện tử chống trộm cao cấp.
- ASIC có tác dụng điều khiển thiết bị xe hơi, lò nướng, máy giặt,...
- IC cảm biến quá trình gia tốc, từ trường, chất độc,...
- DSP thực hiện công việc xử lý các tín hiệu digital.
- ADC và DAC chuyển đổi analog - digital.
- FPGA được cấu hình bởi IC digital của khách hàng.
- Microcontroller (vi điều khiển) chứa các thành phần của một máy tính nhỏ.
- IC công suất xử lý các dòng hay điện áp lớn.
- System on a chip (SoC) là hệ thống trong một chip.