תכונות המוצר

דווח על שגיאת מידע על המוצר

הצג דומה

מסמכים ומדיה

סיווגי סביבה ויצוא

מעגל משולב (IC), הנקרא גם מעגל מיקרואלקטרוניק, מיקרו-שבב או שבב, מכלול שלאֶלֶקטרוֹנִירכיבים, המיוצרים כיחידה אחת, שבה מכשירים פעילים ממוזערים (למשל,טרנזיסטוריםודיודות) והתקנים פסיביים (למשל,קבליםונגדים) והחיבורים ביניהם בנויים על מצע דק שלמוֹלִיך לְמֶחֱצָהחומר (בדרך כללסִילִיקוֹן).המתקבלמעגל חשמליהוא אפוא קטןמוֹנוֹלִיטִי"שבב", שעשוי להיות קטן כמו כמה סנטימטרים רבועים או רק כמה מילימטרים רבועים.רכיבי המעגל הבודדים הם בדרך כלל בגודל מיקרוסקופי.

מְשׁוּלָבמקורם למעגלים בהמצאת הטרָנזִיסטוֹרבשנת 1947 על ידיוויליאם ב' שוקליוהצוות שלו ב-חברת הטלפון והטלגרף האמריקאית מעבדות בל.הצוות של שוקלי (כוללג'ון ברדיןווולטר ה. בראטן) מצא כי בנסיבות הנכונות,אלקטרוניםיהווה מחסום על פני השטח של מסוימותקריסטלים, והם למדו לשלוט בזרימה שלחַשְׁמַלדרך הגָבִישׁעל ידי מניפולציה של המחסום הזה.שליטה בזרימת האלקטרונים דרך גביש אפשרה לצוות ליצור מכשיר שיוכל לבצע פעולות חשמליות מסוימות, כגון הגברת אותות, שנעשו בעבר על ידי צינורות ואקום.הם קראו למכשיר הזה טרנזיסטור, משילוב של המיליםלְהַעֲבִירונַגָד.חקר השיטות ליצירת מכשירים אלקטרוניים באמצעות חומרים מוצקים נודע כמצב מוצקמכשירי חשמל.מכשירי מצב מוצקהוכח כיסון הרבה יותר, קל יותר לעבודה, אמין יותר, קטן בהרבה ופחות יקר מצינורות ואקום.תוך שימוש באותם עקרונות וחומרים, מהנדסים למדו במהרה ליצור רכיבים חשמליים אחרים, כגון נגדים וקבלים.כעת, כשאפשר לעשות מכשירים חשמליים כל כך קטנים, החלק הגדול ביותר במעגל היה החיווט המגושם בין המכשירים.

סוגי IC בסיסיים

אנלוגינגדמעגלים דיגיטליים

אנלוגימעגלים, או ליניאריים, משתמשים בדרך כלל רק בכמה רכיבים ולכן הם חלק מהסוגים הפשוטים ביותר של ICs.בדרך כלל, מעגלים אנלוגיים מחוברים למכשירים האוספים אותות מה-סביבהאו לשלוח אותות בחזרה לסביבה.לדוגמה, אמִיקרוֹפוֹןממירה צלילים קוליים משתנים לאות חשמלי במתח משתנה.לאחר מכן מעגל אנלוגי משנה את האות בצורה שימושית כלשהי - כמו הגברה שלו או סינון של רעש לא רצוי.אות כזה עשוי להיות מוזן בחזרה לרמקול, שישחזר את הצלילים שנקלטו במקור על ידי המיקרופון.שימוש טיפוסי נוסף למעגל אנלוגי הוא לשלוט במכשיר כלשהו בתגובה לשינויים מתמשכים בסביבה.לדוגמה, חיישן טמפרטורה שולח אות משתנה ל-aתֶרמוֹסטָט, שניתן לתכנת להפעיל ולכבות מזגן, דוד או תנור ברגע שהאות הגיע לרמה מסוימתערך.

מעגל דיגיטלי, לעומת זאת, נועד לקבל רק מתחים בעלי ערכים נתונים ספציפיים.מעגל שמשתמש בשני מצבים בלבד מכונה מעגל בינארי.עיצוב מעגל עם כמויות בינאריות, "מופעל" ו"כבוי" המייצגים 1 ו-0 (כלומר, נכון ושקר), משתמש בלוגיקה שלאלגברה בוליאנית.(חשבון מתבצע גם ב-מערכת המספרים הבינאריתבאמצעות אלגברה בוליאנית.) אלמנטים בסיסיים אלה משולבים בעיצוב של ICs עבור מחשבים דיגיטליים והתקנים קשורים לביצוע הפונקציות הרצויות.

מיקרו - מעבדמעגלים

מיקרו-מעבדיםהם ה-ICs המסובכים ביותר.הם מורכבים ממיליארדים שלטרנזיסטוריםשהוגדרו כאלפי דיגיטליים בודדיםמעגלים, שכל אחד מהם מבצע פונקציה לוגית מסוימת.מעבד מיקרו בנוי כולו ממעגלים לוגיים אלה המסונכרנים זה עם זה.מיקרו-מעבדים מכילים בדרך כלל אתיחידת עיבוד מרכזית(CPU) של מחשב.

בדיוק כמו תזמורת צועדת, המעגלים מבצעים את תפקידם ההגיוני רק בהנחיית מנהל התזמורת.מנהל הלהקה במיקרו-מעבד, כביכול, נקרא השעון.השעון הוא אות שמתחלף במהירות בין שני מצבים לוגיים.בכל פעם שהשעון משנה מצב, כל היגיוןמעגל חשמליבמיקרו-מעבד עושה משהו.ניתן לבצע חישובים במהירות רבה, בהתאם למהירות (תדר השעון) של המיקרו-מעבד.

מיקרו-מעבדים מכילים כמה מעגלים, המכונים אוגרים, המאחסנים מידע.רישומים הם מיקומי זיכרון קבועים מראש.לכל מעבד יש סוגים רבים ושונים של רגיסטרים.אוגרים קבועים משמשים לאחסון ההוראות המתוכנתות מראש הנדרשות לפעולות שונות (כגון חיבור וכפל).רושמת זמנית מספרי חנויות שאמורים לנתח וגם את התוצאה.דוגמאות אחרות של אוגרים כוללות את מונה התוכניות (נקרא גם מצביע הפקודה), המכיל את הכתובת בזיכרון של ההוראה הבאה;מצביע המחסנית (נקרא גם אוגר המחסנית), המכיל את הכתובת של ההוראה האחרונה שהוכנסה לאזור זיכרון שנקרא המחסנית;ומאגר כתובות הזיכרון, המכיל את הכתובת של המקום שבונתוניםיש לעבוד עליו נמצא או היכן יאוחסנו הנתונים שעובדו.

מיקרו-מעבדים יכולים לבצע מיליארדי פעולות בשנייה על נתונים.בנוסף למחשבים, מיקרו-מעבדים נפוצים במערכות משחקי וידאו,טלוויזיות,מצלמות, ומכוניות.

זיכרוןמעגלים

מיקרו-מעבדים בדרך כלל צריכים לאחסן יותר נתונים ממה שניתן להחזיק בכמה אוגרים.מידע נוסף זה מועבר למעגלי זיכרון מיוחדים.זיכרוןמורכב ממערכים צפופים של מעגלים מקבילים המשתמשים במצבי המתח שלהם כדי לאחסן מידע.הזיכרון מאחסן גם את רצף ההוראות הזמני, או התוכנית, עבור המיקרו-מעבד.

היצרנים שואפים ללא הרף להקטין את גודל מעגלי הזיכרון - להגדיל את היכולת מבלי להגדיל את השטח.בנוסף, רכיבים קטנים יותר צורכים בדרך כלל פחות חשמל, פועלים ביעילות רבה יותר ומחיר ייצור נמוך יותר.