IC là gì? Công dụng và phân loại IC bạn nên biết

Nếu bạn không phải là dân kỹ thuật hoặc đã từng tìm hiểu về linh kiện điện tử thì có thể bạn chưa biết về IC. Đây là linh kiện không thể thiếu trong một số thiết bị phổ biến như điện thoại, máy ảnh, máy tính,… Trong bài viết này, hãy cùng tuyengiaothudo.vn tìm hiểu IC là gì, chúng ra đời như thế nào và ứng 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 viết tắt của từ tiếng Anh “Integrated Circuit”. Đây là từ chỉ chip hay mạch tích hợp. Nó được hiểu là tập hợp hàng trăm, hàng ngàn linh kiện khác nhau được tích hợp vào trong một con chip bán dẫn. IC chứa nhiều loại linh kiện như: 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 coi là một trong những phát minh đột phá của ngành công nghiệp điện tử.

Trong những năm qua, IC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Hiện nay, chúng xuất hiện trong hầu hết các thiết bị điện tử tiêu dùng như điện thoại, máy tính, TV, thậm chí là máy móc và hệ thống quân sự và công nghiệp. IC liên tục được sản xuất để đáp ứng nhu cầu thị trường. Đồng thời, các nhà sản xuất không ngừng cải tiến để hướng đến mục tiêu tạo ra các IC nhỏ gọn, giảm trọng lượng và kích thước sản phẩm nhưng vẫn đảm bảo hiệu suất.

Lịch sử của IC

IC có lịch sử phát triển từ năm 1947 bởi 3 nhà khoa học Shockley, Brattain và Bardeen. Linh kiện bóng bán dẫn được phát minh bởi 3 nhà khoa học này. Năm 1958, khi kỹ sư Jack Kilby làm việc tại Texas Instruments đã phát minh ra mạch tích hợp đầu tiên. Mạch tích hợp này được cấu trúc chỉ là một mảnh germani với các thành phần như bóng bán dẫn, điện trở và tụ điện.

Sau đó, Robert Noyce, một nhà khoa học tại Fairchild Semiconductor, đã phát triển một phiên bản khác của mạch tích hợp nhưng sử dụng silicon. Noyce đã cải thiện quy trình sản xuất bằng cách sử dụng kỹ thuật quang khắc và tản nhiệt. Sự kết hợp của hai công trình này đã đặt nền tảng cho sự phát triển của nghiên cứu IC trong những năm tiếp theo.

Sau khi con người phát minh ra IC, nhu cầu về các thiết bị điện tử nhỏ gọn tăng lên. IC đã trở thành nền tảng cho hầu hết các thiết bị điện tử ngày nay.

Cấu trúc của IC

Sau khi biết về IC, chúng ta hãy cùng tìm hiểu mạch tích hợp này có cấu trúc như thế nào. Như đã đề cập ở trên, linh kiện điện tử này có các thành phần và cấu trúc khá phức tạp. Nó sẽ bao gồm các thành phần cơ bản như:

• Transistor: Đây là bộ phận kiểm soát dòng điện trong IC của xe điện.
• Dây kết nối: Các loại dây điện có thể kết nối các thành phần của IC.
• Lớp nền: đây là các lớp trong IC được làm bằng vật liệu bán dẫn như silicon.
• Lớp điện môi: Đây là lớp dùng để ngăn cách lớp kim loại trong IC, hạn chế rò rỉ dòng điện.
• Lớp kim loại: lớp kim loại được dùng để tạo ra hệ thống dây điện trên IC, thường là đồng hoặc nhôm.
• Lớp thụ động: Lớp bảo vệ trên cùng để bảo vệ các thành phần IC khỏi tác động bên ngoài.
• Miếng đệm liên kết: Điểm kết nối trên IC để kết nối IC với các thành phần khác.

Công dụng của IC là gì?

IC là một thành phần quan trọng trong mạch điện tử. Vậy ứng dụng của nó trong cuộc sống là gì?

Về cơ bản, IC có các linh kiện điện tử được kết nối với nhau bằng các đường dẫn điện trên bề mặt chất bán dẫn. Khi các linh kiện này hoạt động, chúng có thể thực hiện một chức năng nhất định. IC kết hợp nhiều linh kiện điện tử như tuyengiaothudo.vn đã đề cập ở trên: transistor, diode, tụ điện, …

Mỗi loại IC sẽ được thiết kế khác nhau để thực hiện các chức năng khác nhau. IC có thể được sử dụng trong lưu trữ thông tin, và cũng có thể có IC xử lý tín hiệu. Với ưu điểm là kích thước cực kỳ nhỏ gọn, hoạt động chính xác và tiêu thụ mức năng lượng rất thấp, IC thường được sử dụng như một thành phần không thể thiếu của các thiết bị điện tử ngày nay. Bạn có thể thấy IC được ứng dụng và xuất hiện khá nhiều trong cuộc sống thực.

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:

Ứng dụng công nghiệp

Đối với ngành hàng không vũ trụ: IC có thể là thành phần nhỏ nhưng rất quan trọng trong hệ thống điều khiển và an toàn cho máy bay và tàu vũ trụ.

Ngành công nghiệp nhiệt điện: IC được sử dụng trong các máy điều khiển nhiệt độ và áp suất cho các nhà máy.

Ngành công nghiệp quân sự: Một số loại radar, thiết bị điện tử quân sự hoặc hệ thống truyền thông sử dụng IC.

Ngành công nghiệp năng lượng: IC đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng hệ thống quản lý năng lượng, nó cũng có thể được sử dụng trong hệ thống điều khiển chiếu sáng LED.

Ứng dụng của IC trong sản xuất là gì?

Một số máy móc mà bạn sử dụng hàng ngày cũng sử dụng IC để xây dựng mạch logic. Một số máy móc có thể kể đến là: thiết bị gia dụng thông minh, điện thoại thông minh, các thiết bị điện tử khác. Ngoài ra, khóa cửa điện tử mà nhiều gia đình sử dụng hiện nay cũng có linh kiện IC.

Bộ khuếch đại và điều chỉnh âm thanh: IC sẽ hoạt động như một bộ khuếch đại âm thanh, có thể sử dụng khi phát âm thanh, phát video trong các sự kiện truyền thông, v.v.

Bộ nhớ: đây là các IC được thiết kế để phục vụ chức năng lưu trữ dữ liệu như RAM (Random Access Memory) hoặc ROM (Read-Only Memory). IC sẽ được sử dụng trong hệ thống máy tính.

Cảm biến: Ngoài những ứng dụng trên, IC còn được sử dụng trong các cảm biến như cảm biến gia tốc, cảm biến nhiệt độ, cảm biến ánh sáng,… giúp người dùng theo dõi dễ dàng hơn trong các hoạt động nghiên cứu.

Vi điều khiển: Các thành phần IC cũng được sử dụng trong vi điều khiển. Bạn có thể thấy một số điều khiển để điều chỉnh hoạt động của các thiết bị, hệ thống tự động từ máy gia dụng đến máy công nghiệp.

Nhìn chung, Mạch tích hợp hay IC có 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 chúng hoạt động nhanh hơn và chính xác hơn.

Phân loại IC bạn nên biết

Để giúp bạn hiểu rõ hơn về các loại IC, tuyengiaothudo.vn sẽ phân loại chúng theo các tiêu chí khác nhau dưới đây:

Theo công nghệ sản xuất

Mỗi loại IC tích hợp trong sản phẩm có thể khác nhau. Và công nghệ sử dụng để sản xuất nó cũng sẽ khác nhau. Nếu phân loại theo công nghệ sản xuất, sẽ có một số loại IC như:

• IC lai màng dày, sử dụng kết hợp với chip playing.
• IC đơn khối: Đây là các thành phần được đặt trên một vật liệu bán dẫn tinh thể đơn.
• Mạch màng mỏng: Các thành phần được hình thành bằng cách lắng đọng trên kính và sẽ được tìm thấy trong các mạch điện trở. Nó sẽ được sản xuất bằng cân điện tử. Các thiết bị này được sản xuất để đạt được độ chính xác tuyệt đối và có lớp phủ bảo vệ tốt. Bạn có thể thấy ứng dụng của IC này trong hoạt động sản xuất màn hình phẳng.

Theo chức năng của mạch điện

Nếu phân loại theo chức năng của mạch, có những loại IC nào?

• CPU: Đây là bộ xử lý trung tâm của máy tính khá quen thuộc với những người yêu thích và tìm hiểu về máy tính.
• Bộ nhớ: Đây là thành phần giúp người dùng lưu trữ thông tin cần thiết trên 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 khóa cửa điện tử chống trộm cao cấp hiện nay.
• ADC và DAC: Có tác dụng chuyển đổi tín hiệu số từ tín hiệu số sang tín hiệu tương tự và ngược lại.
• ASSP: Đây là sản phẩm tiêu chuẩn cho một ứng dụng cụ thể.
• DSP: IC xử lý tín hiệu số.
• ASIC: Thường được sử dụng để điều khiển máy giặt, lò nướng, thiết bị ô tô, v.v.
• FPGA: Là loại được cấu hình theo IC số của khách hàng.
• IC để xử lý các cảm biến như gia tốc kế, từ trường, ánh sáng, v.v. phục vụ cho hoạt động giám sát và nghiên cứu.
• IC công suất: Loại này có thể xử lý dòng điện, điện áp lớn, v.v.
• IC vi điều khiển chứa tất cả các thành phần trong hệ thống máy tính.

Bằng cách xử lý tín hiệu

Nếu phân loại mạch tích hợp IC theo xử lý tín hiệu thì sẽ có 3 loại như sau:

• IC tổng hợp: Loại này có thể xử lý 2 tín hiệu cùng một lúc.
• IC kỹ thuật số: Loại IC này sẽ chuyên xử lý tín hiệu số.
• IC tương tự: Loại này sẽ chuyên xử lý tín hiệu tương tự.

Theo mức độ tích hợp

Nếu chúng ta phân loại IC theo mức độ tích hợp thì sẽ có:

Nhìn chung, IC có nhiều loại và mỗi loại tương ứng với một chức năng xử lý khác nhau. IC ngày càng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực từ công nghệ, thiết bị điện tử, đến các lĩnh vực khác như y học, môi trường, quản lý năng lượng, v.v.

Phần kết luận

Như vậy, tuyengiaothudo.vn đã giới thiệu đến các bạn khái niệm về IC, cấu trúc, phân loại và ứng dụng của Mạch tích hợp trong cuộc sống hằng ngày. Việc nghiên cứu và phát triển các loại IC mới cũng sẽ mang đến những 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 mà bạn nên biết. Nội dung này có hữu ích với bạn không? Hãy để lại bình luận bên dưới. tuyengiaothudo.vn sẽ tiếp tục cập nhật thông tin trong thời gian tới. Hãy theo dõi trang tin tức nhé. tuyengiaothudo.vn để cập nhật thông tin công nghệ mới nhất. Và đừng quên ghé thăm kênh YouTube Kênh Hoàng Hà để cập nhật thêm tin tức công nghệ hấp dẫn.

Xem thêm: