I circuiti integrati

Cosa sono i circuiti integrati?

“I componenti elettronici” – I circuiti integrati

La comprensione della funzionalità dei componenti elettronici è essenziale per conoscere l’elettronica ed è utile nella progettazione di un circuito elettronico o in una sua riparazione.

Ti parlerò dei cinque componenti elettronici più comuni le Resistenze (o Resistori), i Condensatori, i Diodi, i Transistor e i Circuiti integrati.

In elettronica vengono definiti Circuiti Integrati (IC Integrated Circuit) tutti quei componenti dove si combinano più componenti distinti passivi su un singolo microchip di materiale semiconduttore, quali transistor, diodi, resistori, condensatori ecc.

A differenza dei componenti distinti, che in genere svolgono una singola funzione, i circuiti integrati sono in grado di svolgere tantissime funzioni.

Ci sono molti produttori al mondo.

Tra i più famosi e riconoscibili, anche da chi non è del campo, citiamo Intel, AMD, Motorola e Texas Instruments.

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Quando è nato

I primi circuiti integrati disponibili in commercio vennero commercializzati dalla Fairchild e dalla Texas Instruments nel 1961 e conteneva solo alcuni transistor.

I circuiti integrati di ultima generazione, come ad esempio un processore Intel, contiene più di 170 milioni di transistor in pochissimi millimetri.

Come è fatto

In un circuito elettronico riconosciamo un circuito integrato dall’aspetto rettangolare o quadrato e di colore nero, con dei terminali chiamati PIN.

I circuiti integrati - aspetto rettangolare o quadrato e di colore nero

In foto abbiamo messo una memoria Eprom della Texas Instruments e grazie alla finestra trasparente posta sul circuito integrato possiamo vedere come è fatto al suo interno.

Questa finestra, in realtà, non serve per poterci guardare dentro ma ha una funzione ben specifica.

Serve per poter cancellare questa memoria tramite i raggi ultravioletti.

All’interno di un circuito integrato ci sono tutti i circuiti microscopici e attraverso i PIN vengono collegati questi circuiti interni con quelli esterni.

Quello nero esterno che vediamo non è altro che un contenitore.

I circuiti integrati - Quello nero esterno che vediamo non è altro che un contenitore

Questo contenitore può avere molte strutture meccaniche diverse, varie configurazioni e diverse spaziature tra i PIN.

Con il progresso tecnologico i circuiti integrati stanno diventando sempre più piccoli.

Siamo arrivati a dimensioni inimmaginabili fino a pochi anni fa.

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Alcuni esempi di contenitori di circuiti integrati

I contenitori vengono chiamati Package:

– Dual Inline Package (DIP)

– Narrow DIP

– Plastic Leadless

– Chip Carrier (PLCC)

– Thin Small Outline Package (TSOP) Type II

– TSOP Type1

– Small Outline Integrated Circuit (SOIC)

– Shrink Sinall Outline Package (SSOP)

– Small Outline Transistor (SOT-23).

  • Ball Grid Array (BGA)

È un tipo di contenitore relativamente nuovo.

Tutti i PIN del circuito integrato sono sotto il chip.

Ball Grid Array (BGA) - È un tipo di contenitore relativamente nuovo

Il vantaggio è che si riduce l’area che va ad occupare il circuito integrato sul circuito stampato in fase di produzione.

Di contro questo aumenta il costo del processo di test.

Non potendo vedere le saldature dei PIN con il resto del circuito stampato è necessario ricorrere ai raggi X per verificare la corretta saldatura tra singoli terminali PIN e il circuito stampato.

  • COB (Chip-on-Board)

In questa versione, la piastrina di silicio del circuito integrato è montata direttamente sul circuito stampato ed è chiusa da una capsula epossidica.

È praticamente impossibile poter intervenire, per una sua sostituzione, in fase di riparazione.

Sappi che i circuiti integrati hanno tutti un loro verso di posizionamento per il corretto inserimento su un circuito stampato.

Ricordiamoci che ogni terminale ha una sua specifica funzione ed un eventuale inserimento errato comprometterebbe sia il suo funzionamento che quello dell’intero circuito dove è montato.

Il posizionamento corretto di un circuito integrato è indicato da un circolo, un puntino o un quadrato situato ad un’estremità del dispositivo.

I circuiti integrati - Il posizionamento corretto di un circuito integrato è indicato da un circolo, un puntino o un quadrato situato ad un'estremità del dispositivo.

In alcuni circuiti integrati, viene posizionato sul PIN 1, ed anche sul circuito stampato viene serigrafato ed è indicato il verso della posizione del circuito integrato.

questo circolo viene generalmente posizionato sul PIN 1

La numerazione dei PIN inizia dal PIN 1 contrassegnato e prosegue in senso antiorario attorno al dispositivo, se non indicato diversamente sulla scheda tecnica del prodotto.

I circuiti integrati - La numerazione dei PIN inizia dal PIN 1 e prosegue in senso antiorario attorno al dispositivo
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Conclusioni

Insieme ai transistor, i circuiti integrati hanno rivoluzionato l’elettronica.

Senza i transistor e i circuiti integrati non avremmo tutti i dispositivi che utilizziamo oggi.

In questo articolo ci siamo limitati a dare delle nozioni di base ed a fare una piccola panoramica sui circuiti integrati.

Ne esistono migliaia e migliaia, tutti diversi tra loro e tutti con funzioni diverse e ne vengono progettati sempre di nuovi.

Cominciare a capire come è fatto un circuito integrato è alla base di chi vuole entrare nel mondo dell’elettronica.

Amplieremo ed approfondiremo questo argomento esaminando il funzionamento di alcuni circuiti integrati e linkeremo via via i relativi articoli che realizzeremo.

Il primo che ti consiglio di leggere è il seguente:

Cos’è e come funziona LM317
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