Λοιπόν φίλοι μου, μετά από την ξενάγηση στους Ημιαγωγούς περνάμε να δούμε τα ολοκληρωμένα τα οποία μπορούμε να πούμε πως είναι πολλοί ημιαγωγοί μαζί σε ένα εξάρτημα!
Η κανονική ονομασία τους είναι Ολοκληρωμένα Κυκλώματα και η συντομογραφία τους είναι IC.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Πάρα πολλοί για να περιγραφούν! :-)
Ευτυχώς τουλάχιστον είναι δυνατόν να τα γενικεύσουμε κάπως και να εντοπίσουμε ένα μικρό αριθμό τύπων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Για αρχή πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα που θα συναντήσετε θα έχουν το ίδιο κέλυφος συγκεκριμένα το dual-in-line ολοκληρωμένο κύκλωμα (ήDIL IC).
Αυτά έχουν δυο σειρές ακίδες ακροδεκτών που χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση του ολοκληρωμένου κυκλώματος με ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα.
Ένα παράδειγμα είναι ενός πολύ κοινού ολοκληρωμένου κυκλώματος το LM 555 όπως αυτό συμβαίνει (φαίνεται στο σχήμα παραπάνω) όπου μπορείτε να δείτε ότι έχει συνολικά οκτώ ακίδες σύνδεσης και συγκεκριμένα δυο τετράδες ακίδων.
Οι σειρές ακίδων του προτύπου DIL ολοκληρωμένου κυκλώματος όπως το LM 555 είναι σε απόσταση 0,3 ίντσες μεταξύ τους και οι ακίδες στις σειρές είναι 0,1 ίντσα απόσταση.
Όλα τα είδη διπλής εν σειρά ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (DIL), όπως το LM 555 έχουν ακίδες που αριθμούνται με τον ίδιο τρόπο με την ακίδα1 να είναι κάτω αριστερά και όλες οι άλλες ακίδες ακολουθούναριστερόστροφα.
Το μόνο που χρειάζεται είναι να γνωρίζουμε ποια ακίδα έχει το αριθμό 1.
Δυστυχώς εδώ υπάρχουν κάποιες διαφορές μεταξύ των κατασκευαστών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Σημειώστε ότι (σε αντίθεση με τα τρανζίστορ και των συναφών εξαρτημάτων ημιαγωγών) τα διαγράμματα ακροδεκτών των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων φαίνονται από την κορυφή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα περιλαμβάνουν εξαιρετικά μικρού μεγέθους ηλεκτρονικά κυκλώματα στην πραγματικότητα περιλαμβάνουν κυριολεκτικά χιλιάδες μικροσκοπικά τρανζίστορ μέσα στο ίδιο κέλυφος.
Και όμως είναι γεγονός ότι υπάρχουν κυριολεκτικά χιλιάδες είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων το καθένα σχεδιασμένο για να κάνει μια ελαφρώς διαφορετική δουλειά από τους "γειτονικούς" τύπους.
Η ακριβής θέση ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος στο κύκλωμα δεν εξαρτάται σχεδόν απόλυτα από τα τρανζίστορ που συνθέτουν το ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Αυτό που φαίνεται δύσκολο είναι να ανακαλύψει κανείς τι κάνουν όλα αυτά τα χιλιάδες είδη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Ευτυχώς όμως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα χωρίζονται χονδρικά σε δυο άκρως γενικευμένες κύριες κατηγορίες την αναλογική (γνωστή ως γραμμική) και την ψηφιακή.
Αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι εκείνα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα ήχου ή ορισμένες μορφές κυκλωμάτων ελέγχου.
Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι εκείνα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα υπολογιστών καθώς επίσης και σε μερικές μορφές των κυκλωμάτων ελέγχου.
Αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Ίσως οι πιο κοινοί τύποι των αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι εκείνοι που αποτελούν την οικογένεια των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων γνωστών ως τελεστικοί ενισχυτές ή op-amps.
Οι τελεστικοί ενισχυτές συχνά απεικονίζονται σε ένα ηλεκτρονικό διάγραμμα του κυκλώματος με το σύμβολο που φαίνεται στο παραπάνω σχήμα όπου μπορεί να φανεί ότι το εξάρτημα έχει δυο εισόδους (σημειώνονται με + και -) και μια έξοδο.
Συνηθίζεται επίσης να απεικονίζεται ο τελεστικός ενισχυτής σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα στο εσωτερικό του κελύφους ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος που δείχνει τις ακίδες ακροδεκτών όπως φαίνεται στο σχήμα.
Μερικές φορές, ο τελεστικός ενισχυτής εμφανίζεται στο διάγραμμα του κυκλώματος με τους πραγματικά αριθμημένους ακροδέκτες του αλλά το σχήμα του κελύφους δεν σχεδιάζεται.
Και οι τρεις μέθοδοι είναι απολύτως σωστοί και αυτό πραγματικά εξαρτάται από το επίπεδο της λεπτομέρειας που απαιτείται σε ένα διάγραμμα κυκλώματος μαζί με την προσωπική προτίμηση για ποια μέθοδος θα χρησιμοποιηθεί.
Ενώ το σύμβολο ενός op-amp είναι σχετικά απλό θα πρέπει να ξέρετε ότι ο op-amp μπορεί να περιέχει πολλές εκατοντάδες εξαρτήματα στο εσωτερικό του ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Ένας op-amp είναι ένα είδος ηλεκτρονικού εξαρτήματος τύπου "μαύρο κουτάκι" που δεν χρειάζεται να γνωρίζεται τι έχει μέσα αλλά πρέπει να γνωρίζετε πως λειτουργεί. Έτσι;
Υπάρχουν πολλά άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα τύπου "μαύρο κουτάκι".
Πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα op-amp έχουν πανομοιότυπη διάταξη ακίδων έτσι είναι πιθανό ότι ένα op-amp μπορεί να αντικατασταθεί από ένα άλλο στο ίδιο ηλεκτρονικό κύκλωμα.
Αλλά υπάρχουν κάποιες διαφορές έτσι προτού χρησιμοποιήσετε ένα op-amp θα πρέπει να ανατρέξετε στα φύλλα δεδομένων των κατασκευαστών για το op-amp για να βεβαιωθείτε ότι θα ταιριάζει στο ηλεκτρονικό κύκλωμα που σχεδιάζετε.
Παρεμπιπτόντως οι περισσότεροι κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων παράγουν μια σειρά γενικής χρήσης op-amps που έχουν σχεδόν τα ίδια χαρακτηριστικά που μπορούν να χαρακτηριστούν ταυτόσημα.
Για παράδειγμα οι περισσότεροι κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων παράγουν τον τύπο op-amp που ονομάζεται 741.
Ο 741 από ένα κατασκευαστή θα πρέπει να εργάζεται όπως με ένα 741 που έχει σχεδιαστεί από άλλο κατασκευαστή.
Δηλαδή το ένα θα είναι ας πούμε NE741, το άλλο θα είναι LM741 κ.τ.λ.
Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Οι απλούστεροι τύποι ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι αυτοί που υλοποιούν τις ψηφιακές πύλες.
Όπως οι αναλογικοί op-amps αυτά συνήθως αντιμετωπίζονται σαν ένα απλό "μαύρο κουτάκι" αλλά στην πραγματικότητα είναι κατασκευασμένα από πολλά μεμονωμένα τρανζίστορ μέσα στο ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Οι κοινές λογικές πύλες φαίνονται στο παραπάνω σχήμα.
Υπάρχουν ωστόσο πολλά άλλα είδη των λογικών κυκλωμάτων που διατίθενται σε μορφή ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Επίσης όπως οι αναλογικοί op-amps οι λογικές πύλες συνήθως εμφανίζονται σε ένα διάγραμμα κυκλώματος με τους αριθμούς ακίδων.
Υπάρχουν αρκετές οικογένειες ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και γενικά βασίζονται στις τεχνικές κατασκευής τους.
Το πως οι πραγματικές ψηφιακές πύλες σε κάθε οικογένεια ολοκληρωμένων κυκλωμάτων συνδέονται στους αντίστοιχους ακροδέκτες αυτό ορίζεται στο πρότυπο pin-out διάγραμμα ολοκληρωμένου κυκλώματος. cd 4093
Η διάταξη ακροδεκτών μερικών ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων φαίνεται στο παρακάτω σχήμα (για τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα στη σειρά 7400 και 4000).
Η κανονική ονομασία τους είναι Ολοκληρωμένα Κυκλώματα και η συντομογραφία τους είναι IC.
Υπάρχουν πολλοί διαφορετικοί τύποι ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Πάρα πολλοί για να περιγραφούν! :-)
Ευτυχώς τουλάχιστον είναι δυνατόν να τα γενικεύσουμε κάπως και να εντοπίσουμε ένα μικρό αριθμό τύπων ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Για αρχή πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα που θα συναντήσετε θα έχουν το ίδιο κέλυφος συγκεκριμένα το dual-in-line ολοκληρωμένο κύκλωμα (ήDIL IC).
Αυτά έχουν δυο σειρές ακίδες ακροδεκτών που χρησιμοποιούνται για τη διασύνδεση του ολοκληρωμένου κυκλώματος με ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα.
Ένα παράδειγμα είναι ενός πολύ κοινού ολοκληρωμένου κυκλώματος το LM 555 όπως αυτό συμβαίνει (φαίνεται στο σχήμα παραπάνω) όπου μπορείτε να δείτε ότι έχει συνολικά οκτώ ακίδες σύνδεσης και συγκεκριμένα δυο τετράδες ακίδων.
Οι σειρές ακίδων του προτύπου DIL ολοκληρωμένου κυκλώματος όπως το LM 555 είναι σε απόσταση 0,3 ίντσες μεταξύ τους και οι ακίδες στις σειρές είναι 0,1 ίντσα απόσταση.
Όλα τα είδη διπλής εν σειρά ολοκληρωμένων κυκλωμάτων (DIL), όπως το LM 555 έχουν ακίδες που αριθμούνται με τον ίδιο τρόπο με την ακίδα1 να είναι κάτω αριστερά και όλες οι άλλες ακίδες ακολουθούναριστερόστροφα.
Το μόνο που χρειάζεται είναι να γνωρίζουμε ποια ακίδα έχει το αριθμό 1.
Δυστυχώς εδώ υπάρχουν κάποιες διαφορές μεταξύ των κατασκευαστών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Σημειώστε ότι (σε αντίθεση με τα τρανζίστορ και των συναφών εξαρτημάτων ημιαγωγών) τα διαγράμματα ακροδεκτών των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων φαίνονται από την κορυφή των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων
Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα περιλαμβάνουν εξαιρετικά μικρού μεγέθους ηλεκτρονικά κυκλώματα στην πραγματικότητα περιλαμβάνουν κυριολεκτικά χιλιάδες μικροσκοπικά τρανζίστορ μέσα στο ίδιο κέλυφος.
Και όμως είναι γεγονός ότι υπάρχουν κυριολεκτικά χιλιάδες είδη ολοκληρωμένων κυκλωμάτων το καθένα σχεδιασμένο για να κάνει μια ελαφρώς διαφορετική δουλειά από τους "γειτονικούς" τύπους.
Η ακριβής θέση ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος στο κύκλωμα δεν εξαρτάται σχεδόν απόλυτα από τα τρανζίστορ που συνθέτουν το ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Αυτό που φαίνεται δύσκολο είναι να ανακαλύψει κανείς τι κάνουν όλα αυτά τα χιλιάδες είδη των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Ευτυχώς όμως τα ολοκληρωμένα κυκλώματα χωρίζονται χονδρικά σε δυο άκρως γενικευμένες κύριες κατηγορίες την αναλογική (γνωστή ως γραμμική) και την ψηφιακή.
Αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι εκείνα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα ήχου ή ορισμένες μορφές κυκλωμάτων ελέγχου.
Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα είναι εκείνα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε κυκλώματα υπολογιστών καθώς επίσης και σε μερικές μορφές των κυκλωμάτων ελέγχου.
Αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Ίσως οι πιο κοινοί τύποι των αναλογικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι εκείνοι που αποτελούν την οικογένεια των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων γνωστών ως τελεστικοί ενισχυτές ή op-amps.
Οι τελεστικοί ενισχυτές συχνά απεικονίζονται σε ένα ηλεκτρονικό διάγραμμα του κυκλώματος με το σύμβολο που φαίνεται στο παραπάνω σχήμα όπου μπορεί να φανεί ότι το εξάρτημα έχει δυο εισόδους (σημειώνονται με + και -) και μια έξοδο.
Συνηθίζεται επίσης να απεικονίζεται ο τελεστικός ενισχυτής σε ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα στο εσωτερικό του κελύφους ενός ολοκληρωμένου κυκλώματος που δείχνει τις ακίδες ακροδεκτών όπως φαίνεται στο σχήμα.
Μερικές φορές, ο τελεστικός ενισχυτής εμφανίζεται στο διάγραμμα του κυκλώματος με τους πραγματικά αριθμημένους ακροδέκτες του αλλά το σχήμα του κελύφους δεν σχεδιάζεται.
Και οι τρεις μέθοδοι είναι απολύτως σωστοί και αυτό πραγματικά εξαρτάται από το επίπεδο της λεπτομέρειας που απαιτείται σε ένα διάγραμμα κυκλώματος μαζί με την προσωπική προτίμηση για ποια μέθοδος θα χρησιμοποιηθεί.
Ενώ το σύμβολο ενός op-amp είναι σχετικά απλό θα πρέπει να ξέρετε ότι ο op-amp μπορεί να περιέχει πολλές εκατοντάδες εξαρτήματα στο εσωτερικό του ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Ένας op-amp είναι ένα είδος ηλεκτρονικού εξαρτήματος τύπου "μαύρο κουτάκι" που δεν χρειάζεται να γνωρίζεται τι έχει μέσα αλλά πρέπει να γνωρίζετε πως λειτουργεί. Έτσι;
Υπάρχουν πολλά άλλα ηλεκτρονικά εξαρτήματα τύπου "μαύρο κουτάκι".
Πολλά ολοκληρωμένα κυκλώματα op-amp έχουν πανομοιότυπη διάταξη ακίδων έτσι είναι πιθανό ότι ένα op-amp μπορεί να αντικατασταθεί από ένα άλλο στο ίδιο ηλεκτρονικό κύκλωμα.
Αλλά υπάρχουν κάποιες διαφορές έτσι προτού χρησιμοποιήσετε ένα op-amp θα πρέπει να ανατρέξετε στα φύλλα δεδομένων των κατασκευαστών για το op-amp για να βεβαιωθείτε ότι θα ταιριάζει στο ηλεκτρονικό κύκλωμα που σχεδιάζετε.
Παρεμπιπτόντως οι περισσότεροι κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων παράγουν μια σειρά γενικής χρήσης op-amps που έχουν σχεδόν τα ίδια χαρακτηριστικά που μπορούν να χαρακτηριστούν ταυτόσημα.
Για παράδειγμα οι περισσότεροι κατασκευαστές ολοκληρωμένων κυκλωμάτων παράγουν τον τύπο op-amp που ονομάζεται 741.
Ο 741 από ένα κατασκευαστή θα πρέπει να εργάζεται όπως με ένα 741 που έχει σχεδιαστεί από άλλο κατασκευαστή.
Δηλαδή το ένα θα είναι ας πούμε NE741, το άλλο θα είναι LM741 κ.τ.λ.
Ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα
Οι απλούστεροι τύποι ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων είναι αυτοί που υλοποιούν τις ψηφιακές πύλες.
Όπως οι αναλογικοί op-amps αυτά συνήθως αντιμετωπίζονται σαν ένα απλό "μαύρο κουτάκι" αλλά στην πραγματικότητα είναι κατασκευασμένα από πολλά μεμονωμένα τρανζίστορ μέσα στο ολοκληρωμένο κύκλωμα.
Οι κοινές λογικές πύλες φαίνονται στο παραπάνω σχήμα.
Υπάρχουν ωστόσο πολλά άλλα είδη των λογικών κυκλωμάτων που διατίθενται σε μορφή ολοκληρωμένου κυκλώματος.
Επίσης όπως οι αναλογικοί op-amps οι λογικές πύλες συνήθως εμφανίζονται σε ένα διάγραμμα κυκλώματος με τους αριθμούς ακίδων.
Υπάρχουν αρκετές οικογένειες ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων και γενικά βασίζονται στις τεχνικές κατασκευής τους.
Το πως οι πραγματικές ψηφιακές πύλες σε κάθε οικογένεια ολοκληρωμένων κυκλωμάτων συνδέονται στους αντίστοιχους ακροδέκτες αυτό ορίζεται στο πρότυπο pin-out διάγραμμα ολοκληρωμένου κυκλώματος. cd 4093
Η διάταξη ακροδεκτών μερικών ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων φαίνεται στο παρακάτω σχήμα (για τα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα στη σειρά 7400 και 4000).
Αναρτήσεις
 Ολοκληρωμένα Κυκλώματα){kind=link}