-->
U3F1ZWV6ZTM1ODIyNjIyNDRfQWN0aXZhdGlvbjQwNTgyMDkyMjc0
recent
أخبار ساخنة

شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits

تعتبر الدوائر المتكاملة أحد أهم الابتكارات البشرية حيث أنها تستخدم في جميع الأجهزة الاكترونية الحديثة وظهرت الدوائر المتكاملة في الستينات على يد كلا من العالم Jack Kilby والذي قام بصناعة أول دائرة متكاملة مصنوعة من الجرمانيوم, والعالم الاخر Robert Noyce الذي قام بصناعة دائرة متكاملة أكثر تعقيدا مصنوعة من السيليكون,ويتم إختصار الدوائر المتكاملة Integrated Circuits إلى IC .

شرح الدوائر المتكاملة

شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits
شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits

هي عبارة عن شريحة من السيليكون ذات مساحة صغيرة جدا من الممكن أن تكون بعض سنتيمرات أو بعض مليمترات مربعة وهذه الشريحة تحتوي على عشرات وفي بعض الاحيان المئات من الترانزستورات والدايودات والمقاومات والمكثفات الصغيرة التى توصل معا لأداء وظيفة محددة.

تمييز أطراف(أرجل) الدائرة المتكاملة
شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits
تمييز أطراف(أرجل) الدائرة المتكاملة

الدائرة المتكاملة لها عدة أطراف أو أرجل ويمكننا تحديد أول طرف بأنه يكون على يسار الحفرة أو الدائرة الموجودة بالأعلى وباقي الاطراف تكون عكس عقارب الساعة.

أنواع الحاويات للدارات المتكاملة
شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits
أنواع الحاويات للدارات المتكاملة

يوجد نوعان من أنواع الحاويات أو ال Package للدارات المتكاملة وهما:

النوع الأول هو Through Hole أو DIP وهذا النوع يتم لحامه على البورد من الخلف حيث تكون أطرافه معكوفة .

النوع الثاني هو Surface Mount أو SMD وهذا النوع يتم لحامها على السطح دون الحاجة إلى دخول أرجلها للداخل ثم لحامها كما في النوع السابق .

لتسهيل عملية اللحام يمكننا استخدام Socket المخصص لكل نوع من أنواع الدوائر المتكاملة بنفس عدد الأطراف.
لعمل تجربة على الدائرة المتكاملة يمكننا إستخدام Breakout Boards عند وجود عدد كبير من الأطراف لها أو انها صعبة اللحام فيمكننا وضع ال IC على Breakout Boards ولحامها ويمكننا بذلك إستخدام أطرافها حيث أن أصبح لدينا مسافات كبيرة بين اطرافها,ومن الممكن أن أعمل على Breakout Boards التجربة وبعد ذلك أزيلها ومن الممكن أن أستخدم Breakout Boards مع ال Socket المخصص لها دون الحاجة إلى لحامها.

ملاحظة

الرقم الذي يكون مكتوب إلى جوار نوع الدارة المتكاملة يعبر عن عدد الأرجل مثل PDIP-28 معناه أن هذه الدارة تحتوي على 28 طرف أو أرجل .

أنواع الدوائر المتكاملة IC


الدوائر المتكاملة الخطية Liner ICs

تنتج الدوائر المتكاملة الخطية إشارة خرج تتناسب مع إشارة الدخل المطبقة عليه مثل مضخمات القدرة ,ومضخمات العمليت ,ومنظمات الجهد ,وتستخدم في أجهزة الراديو والتليفزيون ,ومضخمات الصوت,ووحدات التغذية.

الدوائر المتكاملة الرقمية Digital ICs

هى عبارة عن دوائر تبديل (Switching)تتناوب بين حالتين منطقتين هما الحالة المنطقية 1, والحالة المنطقية 0.
تستخدم الدوائر المنطقية في الحاسابات الرقمية وتشمل الدوائر الرقمية البوابات المنطقية والمسجلات والعدادات والمعالجات الميكروية الدقيقة ورقاقات الذاكرة.
وتوجد من الدوائر المتكاملة الرقمية العديد من الأنواع على حسب نوع التصنيف فنجد أن:

أنواع الدوائر المتكاملة الرقمية على حسب التكثيف

الدوائر المتكاملة الرقمية قليلة التكثيفSmall Scale Integration وتعتبر أقل الدوائر المتكاملة تعقيدا وتحتوي على حوالي 12 بوابة منطقية.

الدوائر المتكاملة الرقمية متوسطة التكثيفMedium Scale Integration هي أكثر تعقيد من سابقتها وتحتوي على من 12 إلى 100 بوابة رقمية مثل العدادات وفاك الشفرة والدوائر الحسابية والذاكرات الصغيرة.

الدوائر المتكاملة الرقمية عالية التكثيفLarge Scale Integration تحتوي على أكثر من 100 بوابة منطقية وتحتوي على ذاكرات كبيرة و Microprocessors.

الدوائر المتكاملة الرقمية عالية التكثيف جدا Very Large Scale Integration وتحتوي على ألاف البوابات المنطقية على رقاقة واحدة Single Chip .

أنواع الدوائر المتكاملة على حسب العائلات التجارية

يتم تصنيف هذه العائلات على حسب القطع الالكترونية الداخلة في تصنيعها وهي :

عائلة TTL أو Transistor-Transistor Logic وهي أكثر العائلات شيوعا وتتكون من ترانزستورات بنوعيها PNP وNPN بالإضافة إلى المقاومات والدايودات.
عائلة ECL أو Emitter-Couple Logic وتستخدم في الدوائر التي تتطلب سرعة عالية وتتكون من ترانزستورات مقاومة الباعث.
عائلة RTL أو Resistor-Transistor Logic وهي دوائر تتكون من ترانزستور ومقاومة.
عائلة DTL أو Diode-Transistor Logic وتتكون من دايود وترانزستور.
عائلة I2L أوIntegrated-Injection Logic وتستخدم في الدوائر التي تتطلب كثافة قطع عالية.
عائلة MOS أو Metal-Oxide Semiconductors وتتكون من ترانزستورات تاثير المجال الأكسي المعدني وتستخدم في الدوائر التي تتطلب كثافة قطع عالية.
عائلة CMOS أو Complementary Metal-Oxide Semiconductors وتستخدم في الدوائر التي تتطلب إستهلاك قليل للطاقة.

مميزات وعيوب الدوائر المتكاملة IC


مميزات الدوائر المتكاملة
  • صغر حجمها.
  • انخفاض تكلفتها.
  • استهلاك منخفض للقدرة.
  • قلة استخدام الأسلاك الخارجية ووصلات اللحام.
  • العناصر داخل الدائرة IC معزولة كهربائيا حيث أنه لا يمكن الوصول إلى الرقاقة إلا من خلال أطرافها أوأرجلها الخارجية.
  • سريعة في الأداء مما يجعلها تناسب العمليات عالية السرعة.
عيوب الدوائر المتكاملة
  • التأثر الكبير بدرجة الحرارة ولذلك لابد من استخدام وسيلة للتبريد عند العمل على قدرات عالية.
  • صعوبة تصنيع الملفات والمحولات داخل الدوائر المتكاملة.
  • صعوبة تصنيع مكثفات ذات سعة كبيرة داخل الدوائر المتكاملة.

دورة الالكترونيات العملية:الدوائر المتكاملة Integrated Circuits



للذهاب إلى فهرس دروس دورة الالكترونيات العملية للمهندس وليد عيسي من هنا

المصادر





أتمنى ان يكون موضوع شرح الدوائر المتكاملة Integrated Circuits مفيدا لكم.
الاسمبريد إلكترونيرسالة