कैसे एकीकृत सर्किट काम करते हैं, शारीरिक रूप से?

एकीकृत सर्किट सर्किट के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें ऐसे तत्व शामिल हैं जो अविभाज्य और परस्पर विद्युत रूप से इस तरह से हैं कि आईसी को वाणिज्य और निर्माण के कारण अलग नहीं किया जा सकता है। इस तरह के सर्किट का निर्माण करने के लिए असंख्य तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। आज हम जिसे आईसी कहते हैं, उसे मूल रूप से अखंड एकीकृत सर्किट के रूप में जाना जाता था। ऐसा माना जाता है कि किल्बी ने 1958 में पहला कामकाजी आईसी बनाया था और उन्होंने अपनी कड़ी मेहनत के लिए 2000 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार जीता। इस आविष्कार का पहला खरीदार अमेरिकी वायु सेना था।

इंटीग्रेटेड सर्किट क्या है?

एकीकृत सर्किट (आईसी), जिसे कभी-कभी एक चिप या माइक्रोचिप कहा जाता है, एक अर्धचालक वेफर है जिस पर एक हजार या लाखों छोटे प्रतिरोधक, कैपेसिटर और ट्रांजिस्टर गढ़े जाते हैं। एक आईसी एक एम्पलीफायर, थरथरानवाला, टाइमर, काउंटर, कंप्यूटर मेमोरी, या माइक्रोप्रोसेसर के रूप में एक फ़ंक्शन हो सकता है। एक सटीक आईसी को उसके भविष्य के अनुप्रयोग के आधार पर रैखिक (एनालॉग) या डिजिटल के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। इंटीग्रेटेड सर्किट ने सब बिगाड़ दिया। मौलिक विचार एक पूर्ण सर्किट प्राप्त करना था, जिसमें बहुत सारे घटक और उनके बीच संबंध थे, और सिलिकॉन के एक टुकड़े की सतह पर सूक्ष्म रूप से छोटे रूप में पूरी चीज़ को फिर से संगठित किया। यह एक अविश्वसनीय रूप से चतुर विचार था और इसने डिजिटल घड़ियों और पॉकेट कैलकुलेटर से लेकर मून-लैंडिंग रॉकेट और निर्मित सैटेलाइट नेविगेशन के साथ हथियारों से लेकर सभी प्रकार के 'माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक' गैजेट को संभव बना दिया है।

इंटीग्रेटेड सर्किट कैसे बनाए जाते हैं?

हम कंप्यूटर के लिए मेमोरी या प्रोसेसर चिप कैसे बनाते हैं? यह सब एक कच्चे यौगिक तत्व जैसे सिलिकॉन से शुरू होता है, जिसे बनाने के लिए रासायनिक रूप से उपचारित या डोप किया जाता है और इसमें विभिन्न विद्युत गुण होते हैं।

इंटीग्रेटेड सर्किट सिंबल

डोपिंग सेमीकंडक्टर्स

परंपरागत रूप से, लोग दो स्वच्छ श्रेणियों में उपकरण फिटिंग के बारे में सोचते हैं: वे जो बिजली को काफी आसानी से प्रवाहित करते हैं (कंडक्टर) और वे जो (इन्सुलेटर) नहीं करते हैं। अधिकांश कंडक्टर धातु बनाते हैं, जबकि प्लास्टिक, लकड़ी, और कांच जैसे अधातुएं इन्सुलेटर हैं। वास्तव में, प्रभाव इससे कहीं अधिक जटिल हैं, खासकर जब यह आवर्त सारणी (14 और 15 के समूहों में) के केंद्र में तत्वों को परिभाषित करने की बात आती है, विशेष रूप से सिलिकॉन और जर्मेनियम की। आमतौर पर, इन्सुलेटर ऐसे तत्व होते हैं जो कंडक्टर की तरह अधिक प्रदर्शन करने के लिए तैयार किए जाते हैं यदि हम डोपिंग नामक एक प्रक्रिया में उन्हें छोटी मात्रा में अशुद्धियां डालते हैं।

एकीकृत सर्किट डिजाइन

यदि आप सिलिकॉन में सुरमा जोड़ते हैं, तो आप इसे थोड़ा अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों की तुलना में प्रदान करते हैं, जिसमें आमतौर पर बिजली का संचालन करने की शक्ति शामिल होती है। सिलिकॉन 'डॉप्ड' उस तरह से n- प्रकार सिलिकॉन कहा जाता है। जब आप एंटीमनी के बजाय बोरान जोड़ते हैं, तो आप 'छेद' के पीछे सिलिकॉन के कुछ इलेक्ट्रॉनों को ले जाते हैं, जो 'नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों' के रूप में काम करते हैं, अगले, विपरीत तरीके से एक सकारात्मक विद्युत प्रवाह का परिवहन करते हैं। इस तरह के सिलिकॉन को पी-प्रकार कहा जाता है। जंक्शनों को बनाने के लिए एन-प्रकार और पी-टाइप सिलिकॉन की ओर के क्षेत्रों को रखना, जिसमें इलेक्ट्रॉनों को बहुत ही आकर्षक तरीके से कार्य किया जाता है, जिस तरह से हम इलेक्ट्रॉनिक रूप से उत्पन्न करते हैं, अर्धचालक उपकरण डायोड, ट्रांजिस्टर और यादें।

एक चिप संयंत्र के अंदर

एक एकीकृत सर्किट के निर्माण की प्रक्रिया सिलिकॉन के एक बड़े क्रिस्टल से शुरू होती है, जिसका आकार एक लंबे ठोस पाइप की तरह होता है, जिसे 'सलामी कटा हुआ' पतली डिस्क (कॉम्पैक्ट डिस्क के आकार के बारे में) में कहा जाता है। वेफर्स को काफी समान वर्ग या आयताकार क्षेत्रों में चिह्नित किया गया है, जिनमें से प्रत्येक एक एकल सिलिकॉन चिप (कभी-कभी माइक्रोचिप कहा जाता है) का निर्माण करेगा। तब प्रत्येक चिप पर हजारों, लाखों या अरबों तंत्र उत्पन्न होते हैं, जो सतह के विच्छेदन क्षेत्रों को डोपिंग करके उन्हें n-type या p-type सिलिकॉन में बदल देते हैं।

चिप के अंदर काम करना

डोपिंग विभिन्न प्रक्रियाओं की बहुलता से पूरा होता है। उनमें से एक में, स्पटरिंग के रूप में जाना जाता है, डोपिंग सामग्री के आयनों को बंदूक से गोलियों की तरह सिलिकॉन वेफर पर निकाल दिया जाता है। वाष्प जमाव नामक एक और प्रक्रिया में डोपिंग सामग्री को गैस के रूप में पेश करना और इसे इस तरह केंद्रित करना है कि अशुद्धता परमाणु सिलिकॉन वेफर की सतह पर एक पतली फिल्म उत्पन्न करते हैं। आणविक बीम एपिटैक्सियल कथन का अधिक सटीक रूप है।

बेशक, बिल्डिंग-इंटीग्रेटेड सर्किट जो कि सैकड़ों, लाखों, या अरबों तंत्रों को सिलिकॉन की नेल-साइज़ चिप पर पैक करते हैं, यह सुनने में जितना अच्छा लगता है, उससे कहीं अधिक कठिन है। जब आप सूक्ष्म (या कभी-कभी नैनोस्कोपिक) पैमाने पर काम करते हैं, तो गंदगी की एक वजह से अव्यवस्था की कल्पना कर सकते हैं। इसीलिए सेमीकंडक्टर्स को बेदाग प्रयोगशाला वातावरण में तैयार किया जाता है, जिसे स्वच्छ कमरे कहा जाता है, जहाँ हवा को साफ-सुथरा फ़िल्टर किया जाता है और कर्मचारियों को हर तरह के सुरक्षा वाले कपड़ों से बाहर निकलने वाले एयरलॉक से गुजरना पड़ता है।

इंटीग्रेटेड सर्किट के प्रकार

एक एकीकृत सर्किट के विभिन्न प्रकार जिसमें निम्नलिखित शामिल हैं

डिजिटल एकीकृत सर्किट

इस तरह के आईसी के दो परिभाषित स्तर हैं: 1 और 0 का तात्पर्य है कि वे बाइनरी गणित पर काम करते हैं जिसमें 1 स्टैंड ऑन और 0 स्टैंड ऑफ के लिए होता है। इस तरह के आईसी को पूरी निष्ठा से पूरा किया जाता है क्योंकि उनमें लाखों से अधिक फ्लिप फ्लॉप, लॉजिक गेट और व्हाट्नॉट शामिल होते हैं, जो सभी एक ही चिप में शामिल होते हैं। डिजिटल आईसी के उदाहरणों में शामिल हैं माइक्रोकंट्रोलर और माइक्रोप्रोसेसर ।

इंटीग्रेटेड सर्किट के प्रकार

• तर्क IC
• मेमोरी चिप्स,
• इंटरफ़ेस आईसीएस (स्तर शिफ्टर्स, सीरियलाइज़र / डे-सीरिज़र, आदि)
• बिजली प्रबंधन आईसीएस
• प्रोग्राम करने योग्य उपकरण

एनालॉग इंटीग्रेटेड सर्किट

एनालॉग एकीकृत सर्किट निरंतर संकेतों से निपटने से काम करता है और फ़िल्टरिंग, प्रवर्धन, डिमोड्यूलेशन और मॉड्यूलेशन आदि सेंसर जैसे कार्यों को करने में सक्षम है। ओपी-एएमपी अनिवार्य रूप से एनालॉग आईसी हैं ।

• रैखिक आई.सी.
• आरएफ आईसी

मिश्रित संकेत

जब डिजिटल और एनालॉग आईसी का उपयोग एक चिप पर किया जाता है तो परिणामी आईसी को मिश्रित सिग्नल एकीकृत सर्किट के रूप में जाना जाता है।

• डेटा अधिग्रहण आईसीएस (ए / डी कन्वर्टर्स, डी / ए कनवर्टर, डिजिटल पोटेंशियोमीटर सहित)
• घड़ी / समय आईसीएस

इंटीग्रेटेड सर्किट का उपयोग

एकीकृत सर्किट काम कर रहे टेबल के रूप में एक अर्धचालक सामग्री (चिप्स पढ़ें) का उपयोग करता है और अक्सर कार्य के लिए सिलिकॉन का चयन किया जाता है। बाद में, विद्युत उपकरण जैसे डायोड, ट्रांजिस्टर और रेसिस्टर्स इत्यादि को इस चिप में न्यूनतम रूप में जोड़ा जाता है। विद्युत घटकों को इस तरह से एक साथ जोड़ा जाता है कि वे कई कार्यों और गणनाओं को पूरा करने में सक्षम होते हैं। इस विधानसभा में सिलिकॉन को एक वेफर के रूप में जाना जाता है।

इंटीग्रेटेड सर्किट के अनुप्रयोग

एक आईसी के अनुप्रयोगों में निम्नलिखित शामिल हैं

• राडार
• कलाई घड़ी
• टेलीविजन
• जूस मेकर्स
• पीसी
• वीडियो प्रोसेसर
• ऑडियो एम्पलीफायरों
• मेमोरी डिवाइस
• तर्क उपकरण
• आकाशवाणी आवृति एनकोडर और डिकोडर

इस लेख में, हमने एकीकृत सर्किट के बारे में संक्षेप में चर्चा की है जिसमें एक एकीकृत सर्किट क्या है, कैसे एकीकृत सर्किट बनाये जाते हैं, इत्यादि। दो प्रकार के तरीकों का इस्तेमाल डोपिंग सेमीकंडक्टर की मदद से चिप प्लांट के अंदर इंटीग्रेटेड सर्किट बनाने में किया गया है। हमने विभिन्न प्रकार के एकीकृत सर्किट जैसे डिजिटल एकीकृत सर्किट, एनालॉग एकीकृत सर्किट और अंत में उदाहरणों के साथ मिश्रित संकेतों से निपटा है। इसके अलावा एकीकृत सर्किट के उपयोग और एकीकृत सर्किट के अनुप्रयोगों पर भी चर्चा की गई है।

इसके अलावा, इस अवधारणा के बारे में किसी भी प्रश्न के लिए या इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रॉनिक्स परियोजनाओं को लागू करने के लिए , कृपया नीचे टिप्पणी अनुभाग में टिप्पणी करके अपने बहुमूल्य सुझाव दें। यहाँ आपके लिए एक सवाल है, IC का मुख्य कार्य क्या है?