integrirani sklop

ilustracija
INTEGRIRANI SKLOP, mikroprocesor Alpha 23364, površine 3,97 cm², radne frekvencije 1,25 GHz, sadrži 152 milijuna tranzistora, 1. sabirničko sučelje, 2. jezgre procesora, 3. priručni spremnik

integrirani sklop (prema latinskom integrare: uspostaviti, obnoviti), minijaturni, složeni elektronički sklop koji upravlja elektroničkim signalima u gotovo svim elektroničkim uređajima. Monolitni integrirani sklop sastoji se od tanke pločice poluvodiča, najčešće silicija, u koji se dodaju primjese (bor, fosfor, arsen) i ostvaruju različite poluvodičke strukture, a one djeluju kao pojedine elektroničke komponente (→ tranzistor; dioda; otpornik; električni kondenzator). Tisuće je takvih komponenata integrirano i povezano u jednom integriranome sklopu. Tako npr. integrirani sklop vrlo visokoga stupnja integracije sadrži više od milijardu tranzistora i drugih elektroničkih komponenata. Integrirani sklop obavlja zadaće koje su nekoć obavljali sklopovi pojedinačnih komponenata, ali je u usporedbi s njima manjih dimenzija, jeftiniji u proizvodnji, brži i pouzdaniji u radu, a troši manje energije.

Prve integrirane sklopove patentirali su 1959., neovisno jedan o drugome, Amerikanci Jack Kilby i Robert Noyce. U 1960-ima razvijeni su prvi integrirani sklopovi za upravljanje raketama i satelitima. Primjena se proširila na džepne kalkulatore i elektroničke satove, elektronička računala, mobitele i dr.

Prema vrsti primijenjenih tranzistora razlikuju se bipolarni i unipolarni integrirani sklopovi. Iako se s bipolarnima postižu veće brzine rada, nedostatak im je veća potrošnja električne energije i veće dimenzije komponenata. Unipolarni sklopovi nazivaju se i MOS integriranim sklopovima (engleski Metal Oxide Semiconductor) prema MOSFET-u najviše korištenoj vrsti unipolarnoga tranzistora. MOSFET karakterizira rad s malim električnim strujama i vrlo male dimenzije, što omogućuje integraciju iznimno velikoga broja takvih elemenata u poluvodičkoj pločici. Upravo je razvoj MOS-tehnologije omogućio sklopove kompleksnih funkcija.

Proizvodnja integriranih sklopova započinje pripremom poluvodičke (silicijske) ploče (engl. wafer) kao temeljnim materijalom. Početni je promjer ploče 2,5 do 30 cm. Nacrt sklopa projektira se računalom i pretvara u mikroskopske nacrte (maske), s pomoću kojih se selektivnim unošenjem primjesa (difuzijom i implantacijom) te izolacijskih i vodljivih slojeva određuju vrste, dimenzije, raspored i povezanost elemenata u sklopovima. Oni se na jednoj poluvodičkoj ploči izrađuju u stotinama primjeraka. Dovršena se ploča reže na male pločice (engl. chips), tj. na pojedinačne integrirane sklopove, kojima se dodaju priključci i montira ih se u kućišta s izvodima prikladnima za ugradnju u elektroničke uređaje.

integrirani sklop. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 18.11.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=27588>.