Nếu bạn không phải dân kỹ thuật hay từng tìm hiểu về các loại linh kiện điện tử thì có thể không biết IC. Đây là một thành phần không thể thiếu trong một số thiết bị phổ biến như điện thoại, máy ảnh, máy tính,… Trong bài viết này, hãy cùng Hoàng Hà Mobile tìm hiểu IC là gì, chúng đã ra đời như thế nào và công dụng của IC trong cuộc sống hàng ngày. Ngoài ra, bạn cũng có thể tìm hiểu về một số loại IC.
IC là gì?
IC là từ tiếng Anh viết tắt của “Integrated Circuit”. Đây là từ để chỉ chip hay mạch tích hợp. Nó được hiểu là tập hợp của hàng trăm, hàng ngàn linh kiện khác nhau được tích hợp vào một con chip bán dẫn. IC chứa rất nhiều loại linh kiện như là: điện trở, tụ điện, diode, transistor, được sắp xếp theo một cấu trúc nhất định để có thể hoạt động và thực hiện một chức năng điện tử cụ thể. IC có kích thước khá nhỏ gọn. Nó được xem là một trong những phát minh đột phá của ngành điện tử.
Qua nhiều năm, IC được ứng dụng ngày càng phổ biến trong nhiều lĩnh vực. Hiện tại nó xuất hiện trong hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại, máy tính, Tivi hay thậm chí là các máy móc, hệ thống quân sự, công nghiệp. IC được sản xuất liên tục để đáp ứng nhu cầu của thị trường. Đồng thời các nhà sản xuất cũng không ngừng cải tiến để hướng đến mục tiêu tạo ra các IC nhỏ gọn, giảm trọng lượng và kích thước cho sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất.
Lịch sử ra đời của IC
IC có lịch sử phát triển từ những năm 1947 bởi 3 nhà khoa học Shockley, Brattain và Bardeen. Linh kiện transistor được phát minh bởi 3 nhà khoa học này. Đến năm 1958, khi kỹ sư Jack Kilby làm việc tại Texas Instruments phát minh ra mạch tích hợp đầu tiên. Mạch tích hợp này có cấu trúc chỉ là một miếng germanium với các thành phần là transistor, điện trở và tụ điện.
Sau đó, Robert Noyce, một nhà khoa học tại Fairchild Semiconductor đã phát triển một phiên bản mạch tích hợp khác nhưng sử dụng silicon. Noyce đã cải tiến quy trình sản xuất bằng kỹ thuật quang khắc và phân tán nhiệt. Sự kết hợp của 2 công trình này đã đặt nền móng phát triển cho việc nghiên cứu IC trong những năm tiếp theo.
Sau khi con người đã phát minh ra IC là gì, các nhu cầu về thiết bị điện tử nhỏ gọn ngày càng tăng. IC đã trở thành nền tảng cho hầu hết các thiết bị điện tử hiện nay.
Cấu tạo của IC
Sau khi biết được IC, hãy cùng tìm hiểu xem mạch tích hợp này có cấu tạo như thế nào nhé. Như đã đề cập ở trên, linh kiện điện tử này có thành phần và cấu trúc khá phức tạp. Nó sẽ bao gồm các thành phần cơ bản như là:
- Transistors: Đây là phần để kiểm soát dòng điện trong IC của các xe điện.
- Interconnects: Các loại dây dẫn điện để có thể kết nối các thành phần của IC.
- Substrate: đây là các lớp trong IC làm bằng vật liệu bán dẫn như silic.
- Dielectric Layers: Đây là các lớp được sử dụng để tách lớp kim loại trong IC, hạn chế tình trạng bị rò rỉ dòng điện.
- Metal Layers: các lớp kim loại sử dụng để tạo ra dây dẫn điện trên IC, thường là chất liệu đồng hoặc nhôm.
- Passivation Layer: Lớp bảo vệ trên cùng để bảo vệ các thành phần của IC khỏi tác động từ bên ngoài.
- Bonding Pads: Các điểm nối trên IC để kết nối giữa IC và các linh kiện khác.
Các công dụng của IC là gì?
IC là một thành phần quan trọng trong các mạch điện tử. Vậy thì nó có các ứng dụng như thế nào trong đời sống?
Về cơ bản, IC có các thành phần điện tử được kết nối với nhau bằng các đường dẫn trên bề mặt mảng bán dẫn. Khi các thành phần này hoạt động thì có thể thực hiện một chức năng nào đó. IC kết hợp rất nhiều thành phần điện tử như Hoàng Hà Mobile đã đề cập ở trên: transistor, diode, capacitor,…
Mỗi loại IC sẽ được thiết kế khác nhau để thực hiện các chức năm khác nhau. IC có thể dùng trong bộ phận lưu trữ thông tin, cũng có thể có IC xử lý tín hiệu. Với ưu điểm là kích thước vô cùng nhỏ gọn, hoạt động chính xác đồng thời tiêu thụ mức năng lượng rất thấp nên IC thường được sử dụng nhiều như một thành phần không thể thiếu của các thiết bị điện tử hiện nay. Bạn có thể thấy IC được ứng dụng và xuất hiện khá nhiều trong đời sống thực tế.
Ứng dụng thực tế của IC là gì?
Dưới đây là một số ứng dụng của IC trong công nghiệp và đời sống hàng ngày của con người:
Ứng dụng trong công nghiệp
Với ngành công nghiệp hàng không và vũ trụ: IC có thể là thành phần nhỏ nhưng rất quan trọng trong hệ thống điều khiển và an toàn cho máy bay cũng như tàu vũ trụ.
Ngành công nghiệp nhiệt điện: IC được sử dụng trong các máy kiểm soát nhiệt độ, áp suất cho nhà máy.
Ngành công nghiệp quân sự: Một số loại radar, máy điện tử quân sự hay hệ thống thông tin truyền thông có sử dụng IC.
Ngành công nghiệp năng lượng: IC đóng vai trò quan trọng trong hệ thống quản lý năng lượng toà nhà, Nó cũng có thể sử dụng trong hệ thống điều khiển đèn LED.
Ứng dụng của IC là gì trong các chế tạo
Trong một số máy móc mà bạn sử dụng hàng ngày cũng có sử dụng IC để xây mạch logic. Một số loại máy có thể kể đến như là: thiết bị gia dụng thông minh, điện thoại thông minh, các thiết bị điện tử khác. Ngoài ra, các loại khoá cửa điện tử mà rất nhiều gia đình sử dụng ngày này cũng có thành phần là IC.
Bộ khuếch đại và điều chỉnh âm thanh: IC sẽ hoạt động như một bộ khuếch đại âm thanh, nó có thể sử dụng khi phát âm thanh, phát video trong các sự kiện tuyền thông,…
Bộ nhớ: đây là các loại IC được thiết kế để phục vụ chức năng lưu trữ dữ liệu như RAM (Random Access Memory) hay ROM (Read-Only Memory). IC sẽ được sử dụng trong các hệ thống máy tính.
Cảm biến: Ngoài các ứng dụng trên, IC cũng dùng trong các cảm biến như gia tốc kế, cảm biến nhiệt độ, ánh sáng,… giúp người dùng theo dõi dễ dàng hơn trong các hoạt động nghiên cứu.
Vi điều khiển: các bộ phận IC cũng được ứng dụng trong vi điều khiển. Bạn có thể thấy một số điều khiển để điều chỉnh hoạt động của thiết bị, hệ thống tự động từ máy móc trong gia đình đến các máy móc công nghiệp.
Nhìn chung thì Intergrated Circuit hay IC có rất nhiều ứng dụng và là một phần không thể thiếu trong cuộc sống ngày nay. Việc sử dụng IC trong các thiết bị điện tử đã cải thiện đáng kể hiệu suất của máy móc, giúp hoạt động nhanh hơn và chính xác hơn.
Phân loại IC mà bạn nên biết
Để có thể giúp bạn hiểu thêm về các loại IC là gì, Hoàng Hà Mobile sẽ phân loại theo các tiêu chí khác nhau dưới đây:
Theo công nghệ chế tạo
Mỗi loại IC được tích hợp trong các sản phẩm có thể khác nhau. Và công nghệ chế tạo ra nó cũng sẽ không giống nhau. Nếu phân loại theo công nghệ chế tạo thì sẽ có một số loại IC như là:
- IC lai mạch màng dày, dùng kết hợp cùng chơi chip.
- IC Monolithich (Nguyên khối): Đây là các phần tử được đặt lên miếng vật liệu bán dẫn đơn tinh thể.
- Mạch màng mỏng: Các phần tử được hình thành do lắng đọng trên kính và sẽ được tìm thấy trong các mạch điện trở. Nó sẽ được chế tạo bằng cân điện tử. Các thiết bị này được sản xuất đạt được độ chi tiết tuyệt đối chính xác và có các lớp sơn bảo vệ tốt. Bạn có thể thấy ứng dụng của IC này trong các hoạt động sản xuất màn hình phẳng.
Theo công dụng của mạch
Nếu phân loại theo công dụng mạch thì có những loại IC là gì?
- CPU: Đây là bộ xử lý máy tính trung tâm khá quen thuộc với những ai yêu thích và tìm hiểu về các loại máy tính.
- Memory: Bộ nhớ, đây là thành phần để giúp người dùng lưu trữ các thông tin cần thiết trên các thiết bị.
- Systen-on-a-chip: Chip trong hệ thống.
- Công nghệ RFID: IC sẽ hoạt động như một thiết bị giám sát, thường được sử dụng trong các loại khoá cửa điện tử chống trộm cao cấp hiện nay.
- ADC và DAC: Có tác dụng chuyển đổi kỹ thuật số từ digital sang analog và ngược lại.
- ASSP: Đây là sản phẩm tiêu chuẩn cho một ứng dụng cụ thể.
- DSP: IC xử lý các tín hiệu số.
- ASIC: Thường được sử dụng để điều khiển các loại máy giặt, lò nướng, thiết bị xe hơi,…
- FPGA: Là loại được cấu hình theo IC kỹ thuật số của khách hàng.
- IC để xử lý các cảm biến như gia tốc kế, từ trường, ánh sáng,… phục vụ cho hoạt động theo dõi và nghiên cứu.
- IC công suất: Loại này có thể xử lý các dòng điện, điện áp lớn,…
- IC làm vi điều khiển chứa tất cả thành phần trong một hệ thống máy tính.
Theo xử lý tín hiệu
Nếu phân loại các mạch tích hợp IC theo tín hiệu xử lý thì sẽ có 3 loại như sau:
- IC tổng hợp: Loại này có thể xử lý 2 tín hiệu cùng một lúc.
- IC digital: Loại IC này sẽ chuyên xử lý các tín hiệu Digital.
- IC analog: Loại này sẽ chuyên xử lý các tín hiệu Analog.
Theo mức độ tích hợp
Nếu phân loại IC theo mức độ tích hợp thì sẽ có:
- SSI
- LSI
- ULSI
- MSI
- VLSI
Nhìn chung, IC có rất nhiều loại và mỗi loại sẽ tương ứng với chức năng xử lý khác nhau. IC ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ công nghệ, thiết bị điện tử, đến các lĩnh vực khác như y tế, môi trường, quản lý năng lượng,…
Tạm kết
Như vậy, Hoàng Hà Mobile đã giới thiệu cho bạn biết khái niệm IC là gì, cấu tạo, phân loại và những ứng dụng của Integrated Circuit trong đời sống hàng ngày. Việc nghiên cứu và phát triển các loại IC mới cũng sẽ mang đến các giải pháp hiện đại cho người dùng trong tương lai.
Trên đây là bài viết thông tin về IC, công dụng và phân loại IC bạn nên biết. Nội dung này có hữu ích với bạn không? Hãy để lại comment bên dưới nhé. Hoàng Hà Mobile sẽ tiếp tục cập nhật thông tin trong thời gian tới. Hãy theo dõi trang tin tức Hoàng Hà Mobile để cập nhật những thông tin công nghệ mới nhất nhé. Và đừng quên truy cập kênh YouTube Hoàng Hà Channel để cập nhật nhiều hơn những tin tức công nghệ nóng hổi.
Xem thêm:
