Tümleşik Devre Nedir

Tümleşik Devre Nedir

tümleşik devre, entegre devre olarak da bilinir, çok sayıda devre öğesinin (transistor, direnç, diyot, sığaç) ve bunlar arasındaki bağlantıların taban görevi yapan bir katman (yonga, çip) üzerinde ve tek bir birim halinde oluşturulması yoluyla elde edilen elektronik devre. Devreyi oluşturan öğeler mikroskopik boyutlarda olduğundan, tümleşik devreler mikrodevre olarak da adlandırılır.
II. Dünya Savaşı sırasında küçük boyutlu elektronik aygıtlara duyulan gereksinim, devre boyutlarını küçültmeye yönelik çalışmaların yoğunlaşmasına yol açtı. Baskı devre(’) tekniği bu yıllarda geliştirildi. Baskı devrede devre öğeleri arasındaki bağlantılar, yalıtkan bir levha üzerine sıvanan ince bir bakır filminin devre şemasına uygun biçimde (örn. asit banyosu aracılığıyla) aşındırılmasıyla oluşturulur. 1947’de transistorun bulunması elektronik devreler açısından devrim niteliğinde bir gelişmeyi simgeledi. Transistorlar sinyallerin güçlendirilmesi amacıyla yükselteç olarak kullanılabilmelerinin yanı sıra, yaniletkenlerin çok değişik uygulama biçimleri olabileceğinin de anlaşılmasına yol açtı. Boyutları da çok küçük yapılabilen transistorlar kısa süre içinde baskı devrelerde kullanılmaya başladı. En az bir devre öğesinin taban katmanı içinde oluşturulduğu ve monolitik tümleşik devre olarak adlandırılan ilk devre 1958’de gerçekleştirildi. Yarıiletken ya da başka türden malzemelerin yüzeyleri üzerine hava boşluğunda ince film çökeltilmesi teknikleri de 1950’lerin sonlarında geliştirildi; 1960’lara gelindiğinde tümleşik devre yapım teknikleri ve bu tekniklerin uygulanmasında kullanılan aygıtlar büyük ölçüde geliştirilmiş durumdaydı.

Tümleşik devreler yapım teknikleri açısından birkaç türe ayrılır. Yarıiletkenli ya da silisyumlu tümleşik devre olarak da adlandırılan monolitik tümleşik devreler, değişik biçimler verilmiş malzemelerden katmanlar tek bir üç boyutlu yapı oluşturacak biçimde üst üste yerleştirilerek yapılır. İletken, yan-iletken ve yalıtkan katmanlarca biçimlendirilen geometrik yapıların oluşturduğu devre öğeleri birbirlerine bitişik durumdadır. Film tümleşik devreler, cam ya da seramikten bir yalıtkan taban üzerine çökeltilmiş katmanlardan oluşur. Genellikle pasif devre öğesi (direnç ve sığaç) olarak yapılan bu tür tümleşik devreler ince film ve kalın film tümleşik devreler olmak üzere iki türe ayrılır; bunların arasındaki fark tümüyle imalat tekniğine ilişkindir. Kaplanan filmin yapısı ve kalınlığı denetlenerek, oluşturulacak direncin ya da sığacın değeri duyarlı biçimde belirlenebilir. Monolitik ve film türü devreleri bir arada içeren tümleşik devreler de yapılmaktadır; bunlara karma tümleşik devre denir.

Tümleşik devreler işlevleri ve çalışma biçimleri açısından başlıca iki türe ayrılır: Sayısal (dijital) ve örneksel (analog). Sayısal devreler mantıksal işlevleri yerine getirmek üzere tasarımlanmıştır; bu tür devrelerde sinyaller yalnızca iki farklı değerden birini (“1” ve “0” ya da “var” ve “yok”) alabilir. Bir ya da birkaç geçit(*) içeren tümleşik devreler küçük ölçekli tümleşik devreler (SSI) olarak adlandırılır. Daha karmaşık işlevler gerçekleştiren ve içerdikleri geçit sayısına göre orta ölçekli (MSI) ve büyük ölçekli (LSI) tümleşik devreler olarak anılan devreler arasında sayıcılar, kodlayıcılar ve kod çözücüler, aritmetik-mantık birimleri, küçük sığalı bilgisayar bellekleri^) sayılabilir. İçerdikleri geçit sayısı binleri aşan çok büyük ölçekli (VLSI) tümleşik devrelerin en önemli uygulama alanları mikroişlemciler(*) ve büyük sığalı belleklerdir. Örneksel devreler arasında ise yükselteçlere*), gerilim regülatörleri^), radyo ve televizyon alıcılarında kullanılan sinyal işleme devreleri sayılabilir. Mikrodalga frekanslarında çalışan özel tümleşik devreler de yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok küçük boyutlarda yapılabilen tümleşik devrelerin enerji harcama düzeyleri ve oluşturdukları ısı, ayrık öğeli devrelere oranla çok küçüktür; maliyetleri çok düşük, buna karşılık güvenilirlikleri ve çalışma hızları çok yüksektir. Bu özellikleriyle tümleşik devreler elektronikte bir devrim yaratmıştır; örneğin, günümüzde bilgisayar teknolojisinde gözlenen büyük gelişme doğrudan doğruya tümleşik devre kullanımının bir sonucudur.
Tümleşik devreler giderek daha karmaşık ve gelişkin işlevleri gerçekleştirebilecek biçimde yapılabilmekte, buna karşılık boyutları gittikçe küçülmekte, maliyetleri de düşmektedir. Bu nedenle elektroniğin her dalında uygulama alanı bulabilen tümleşik devreler uçaklarda ve uzay araçlarında, otomobillerde, elektrikli ev aygıtlarında, saatlerde, küçük hesap makinelerinde ve ev bilgisayarlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Advertisement

Etiketler: ,

Yorum yazın