積體電路的歷史
一個**電子電路**是由多個電子元件為特定目的連線而成的集合。
簡單的電子電路設計起來很容易,因為它只需要很少的分立電子元件和連線。然而,設計複雜的電子電路則很困難,因為它需要大量的分立電子元件及其連線。構建這種複雜的電路也需要時間,而且可靠性也較低。這些困難可以透過積體電路來克服。
要定義**積體電路 (IC)**,我們可以考慮:如果多個電子元件互連在一個單一的半導體材料晶片上,那麼該晶片就稱為積體電路 (IC)。它包含有源和無源元件。
1939-1945 年的二戰對電子通訊裝置元件提出了嚴格的環境和操作要求,例如標準化、小型化、可靠性、可維護性等等。電子元件的設計和製造方面取得了重大改進。戰後,半導體電晶體得到廣泛使用。
積體電路 (IC) 的概念,也稱為“晶片”,它將多個電子元件的電路整合到一個固體塊中,於 1952 年被設想出來。1959 年,羅伯特·諾伊斯和讓·霍爾尼在快捷半導體公司發明的採用鋁金屬化的平面工藝,使得 IC 的大規模生產成為可能。
電路整合的發展非常迅速。1964 年,引入了具有數字邏輯閘電路的小規模整合 (SSI) 晶片。快捷半導體的戈登·摩爾預測,矽晶片上的電晶體數量將從 1965 年的 50 個增加到 1975 年的 65,000 個。這被認為是他對摩爾定律的首次闡述,該定律表明晶片上的電晶體數量將每年翻一番。摩爾的預測確實得到了證實,1968 年出現了具有完整暫存器電路的中規模整合 (MSI) 晶片。1970 年,仙童公司生產了大型整合 (LSI) 儲存晶片 (256 位 RAM)。1971 年,開發了具有 1024 位動態隨機存取儲存器 (DRAM) 和通用非同步收發器 (UART) 的 LSI 晶片。
積體電路的優點
積體電路具有許多優點。以下是詳細說明:
**體積小巧** −對於給定的功能,與使用分立電路構建的電路相比,使用 IC 可以獲得更小的電路。
**重量輕** −與用於實現相同 IC 功能的分立電路相比,使用 IC 構建的電路重量更輕。
**功耗低** −由於體積小巧和構造特點,IC 的功耗低於傳統電路。
**成本降低** −由於其製造技術和比分立電路使用更少的材料,IC 的成本比分立電路低得多。
**可靠性提高** −由於連線較少,與數位電路相比,IC 的可靠性更高。
**執行速度提高** −由於開關速度快和功耗低,IC 的執行速度更快。
積體電路的型別
積體電路分為兩種型別:模擬積體電路和數字積體電路。
**模擬積體電路** −在訊號幅度的整個連續值範圍內工作的積體電路稱為模擬積體電路。這些電路進一步分為如下兩種型別:
**線性積體電路** −如果模擬 IC 的電壓和電流之間存線上性關係,則該模擬 IC 被稱為線性 IC。IC 741(一個 8 引腳雙列直插式封裝 (DIP) 運放)是線性 IC 的一個例子。
**射頻積體電路** −如果模擬 IC 的電壓和電流之間存在非線性關係,則該模擬 IC 被稱為非線性 IC。非線性 IC 也稱為射頻 IC。
**數字積體電路** –如果積體電路僅在幾個預定義的電平工作,而不是在訊號幅度的整個連續值範圍內工作,則這些電路稱為數字積體電路。
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