Vi mạch điện tử ngày nay đã trở thành một phần rất quan trọng và đóng góp to lớn cho cuộc sống của con người. Không thể phủ nhận rằng vi mạch điện tử đã trở thành một thành tựu đáng kể trong ngành công nghiệp và công nghệ. Chúng không chỉ xuất hiện trong các thiết bị điện tử cá nhân như điện thoại di động hay máy tính bảng, mà còn trong những lĩnh vực như chăm sóc sức khỏe và y tế.
Contents
Vi mạch điện tử – Định nghĩa và nguồn gốc
Vi mạch điện tử, hay còn được gọi là IC (Integrated Circuit – mạch tích hợp), là thuật ngữ quen thuộc trong ngành kỹ thuật. Nó được phát hiện và tìm ra bởi một kỹ sư người Đức, người đã thành công sáng chế ra một thiết bị có chức năng khuếch đại giống với mạch tích hợp có 5 transistor. Sau này, thiết bị này đã được nâng cấp lên thành thiết bị trợ thính, đánh dấu sự hình thành của vi mạch đầu tiên trên thế giới do Jack Kilby phát triển.
Bạn đang xem: Vì sao Vi mạch điện tử là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của chúng ta?
Kế đó, Robert Norton Noyce đã đưa vi mạch điện tử lên một tầm cao mới. IC không chỉ giải quyết được nhiều vấn đề mà vi mạch của Jack Kilby chưa làm được, mà còn đánh dấu một bước đột phá về vật lý bởi được làm từ silicon.
READ MORE:
Công dụng của vi mạch điện tử
Xem thêm : Khóa vân tay dành cho xe máy – Bảo đảm an toàn 100% – Không nên bỏ lỡ
Một trong những công dụng quan trọng nhất của vi mạch điện tử là giúp giảm kích thước mạch điện và tăng độ chính xác của các thiết bị. Ngoài ra, vi mạch điện tử còn tăng công dụng trong các mạch logic.
Vi mạch điện tử được chia thành hai loại chính: loại dùng để cố định chức năng (loại này không thể lập trình) và loại dùng để lập trình. Mỗi loại IC có những tính chất riêng biệt về giới hạn điện thế, công suất vận hành và nhiệt độ. Tất cả đều được lưu lại trong bảng thông số.
Cách phân loại vi mạch điện tử
Có nhiều cách để phân loại vi mạch điện tử. Chúng ta có thể phân loại IC theo công nghệ, công dụng, tín hiệu xử lý và mức độ tích hợp của chúng.
Phân loại theo các mức độ tích hợp
Có thể chia IC thành nhiều loại như: MSI, SSI, LSI, ULSI, VLSI(GPU, CPU, ROM, PLA, RAM….).
Phân loại theo công dụng của IC
Xem thêm : Hướng dẫn cách đọc tụ điện, tụ gốm đơn giản dễ hiểu
Hiện nay, CPU được xem như là một bộ vi xử lý quan trọng của máy tính. Memory là bộ nhớ giúp lưu giữ dữ liệu. Công nghệ RFID được sử dụng để theo dõi và giám sát. ASIC giúp điều khiển các thiết bị như lò nướng, xe hơi, máy giặt… DAC và ADC giúp chuyển đổi từ analog sang digital. FPGA được cấu hình và cài đặt nhờ vào IC digital của khách hàng. IC công suất giúp xử lý dòng điện hoặc điện áp công suất lớn. Microcontroller (vi điều khiển) chứa rất nhiều thành phần của máy tính nhỏ. System on a chip (SoC) là một hệ thống nằm trên một chip.
Phân loại theo công nghệ
Có các loại phân loại khác nhau như:
- Monolithic: các phần tử được đặt bên trên nền của vật liệu bán dẫn đơn tinh thể.
- Mạch phim, mạch màng mỏng: được hình thành bởi quá trình lắng đọng hơi lên nền thủy tinh và thường thấy trong các mạch điện trở.
Phân loại theo các tín hiệu xử lý
- IC analog: xử lý tín hiệu analog.
- IC digital: xử lý tín hiệu digital.
- IC hỗn hợp: xử lý cả hai loại tín hiệu.
Ưu điểm và nhược điểm của vi mạch điện tử
Ưu điểm của IC
- Mạch tích hợp được thiết kế nhỏ gọn, nhẹ: Vi mạch điện tử có kích thước nhỏ hơn tới 1000 lần so với mạch điện tử rời rạc, giúp giảm trọng lượng của các thiết bị.
- Độ bền cao: IC không có mối hàn trong nên độ bền cao và ít hư hỏng do mối nối.
- Tiêu thụ năng lượng ít: IC tiêu thụ ít năng lượng, giúp tiết kiệm điện năng.
- Tốc độ làm việc nhanh: IC không chứa hiệu ứng làm hao phí điện dung, nên tốc độ làm việc rất nhanh.
- Dễ dàng thay thế khi lỗi: Nếu một bóng bán dẫn trong IC bị lỗi, toàn bộ mạch sẽ ngừng hoạt động, ta chỉ cần thay thế toàn bộ IC. Điều này khá kinh tế vì giá thành của IC thấp hơn so với việc tìm và sửa lỗi bên trong IC.
- Đáp ứng nhiệt độ và thông số kỹ thuật: Tất cả các IC đều qua quá trình kiểm tra hiệu suất hoạt động ở cả nhiệt độ thấp và cao, và được sản xuất hàng loạt nên đạt được các thông số và hệ số nhiệt độ tốt.
Nhược điểm của IC
- Phức tạp và khó sửa chữa: Một số loại IC có cấu trúc phức tạp, khó tìm và sửa chữa. Thường khi lỗi, ta cần thay mới toàn bộ IC.
- Công suất hạn chế: Công suất của IC không lớn hơn 10 watt, khó sản xuất IC công suất lớn.
- Không thể tích hợp được các thành phần ngoại vi: Một số thành phần như máy biến áp hay cuộn cảm không thể tích hợp vào IC, cần được kết nối từ bên ngoài.
- Nhạy cảm với nhiệt độ cao: IC có thể hoạt động không ổn định hoặc hỏng khi tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc xử lý sai.
- Khó chế tạo IC tiếng ồn thấp: Chế tạo IC có tiếng ồn thấp là điều khó khăn, do đó các IC thường có tiếng ồn cao.
- Giới hạn tụ điện: Mạch không thể chế tạo tụ điện có giá trị quá 30pF, nên cần kết nối các tụ điện giá trị cao từ bên ngoài.
- Giá trị điện trở bão hòa lớn: Bóng bán dẫn có giá trị điện trở bão hòa lớn.
READ MORE:
Vì sao nên sử dụng hộp nhựa đựng vi mạch điện tử?
Vì bản chất dễ bị lỗi và hỏng của IC, việc sử dụng hộp nhựa điện tử sẽ giúp bảo quản và kéo dài tuổi thọ của IC. Hộp nhựa giúp bảo vệ thiết bị khỏi những tác động của thời tiết và nhiệt độ thay đổi đột ngột, giúp tránh hư hỏng đột xuất của thiết bị.
Với sự phát triển không ngừng của công nghệ hiện đại, vi mạch điện tử ngày càng được cải tiến và nâng cấp, mang lại nhiều lợi ích và tiện ích cho cuộc sống. Việc hiểu rõ về công nghệ này sẽ giúp bạn có thêm kiến thức và nhận thức về sự phát triển của công nghệ đương đại.
Nguồn: https://cite.edu.vn
Danh mục: Học tập
