Entegre Devre (IC) Nedir? |
ElektrikPort Akademi

Yonga, çip, mikroçip, tümleşik devre gibi birçok ismi ve çeşidi bulunan entegreler, birçok devredeki işlevleri gerçekleştirmek için aranan elemanlar. İnce bir elektronik devre olan bu entegre elemanı modern elektronik sektöründe çok geniş bir yelpazede kullanılıyor. Peki entegre nedir? Ne işe yarar? Detaylar yazımızda.

A- A+

21.08.2015 tarihli yazı 137915 kez okunmuştur.

Entegre Devre Elektronik Yonga Çip Mikroçip

Entegre Nedir ve Çeşitleri Nelerdir?

Entegre devre genel olarak aynı veya farklı çeşit elektronik devre elemanlarının (direnç, diyot, transistör vb.) bir düzen içerisinde ve bir fonksiyon amacında bir araya getirilmeleriyle oluşan yeni eleman olarak açıklanabilir.

Entegreler 3 sınıf altında incelenir:

1) Yapılarında kullanılan eleman çeşidine göre entegreler
2) Bünyesindeki transistör sayısına göre entegreler
3) Teknolojisine göre entegreler

Şekil 1: Çeşitli Entegre Tipleri

► İlginizi Çekebilir: Lojik Devreler (Kapılar)

Neredeyse her devrede kullanılan entegrelerin, gerilim regülatör bünyesinden mikroişlemcilere kadar çok geniş bir kullanım alanı mevcut. Bu kullanım amaçları doğrultusunda ise 2 çeşit entegre vardır:

1) Analog entegre
2) Dijital entegre
a. TTL entegre (BJT kullanılır)
b. CMOS entegre (MOSFET kullanılır)

Küçük Ölçekli (SSI), Orta Ölçekli (MSI), Geniş Ölçekli (LSI), Çok Geniş Ölçekli (VLSI), Aşırı Geniş Ölçekli (ULSI) ve Giga Ölçekli (GSI) gibi entegre sınıflandırmaları da mümkün.

Çoğu entegre lineerlik özelliği gösterir. Lineer entegreler olarak ses yükselticileri, op-amplar, radyolar ve TV devreleri örnek gösterilebilirler. Bünyelerinde FET ve MOSFET kullanılır.

Şekil 2: Mikroçip Olarak Kullanılabilen Entegre Çeşitleri

Entegre devreler ile birçok avantaj da elde edilebilir. Küçük ve hafif olmaları, karmaşık devre yapılarını basitleştirmesi, güvenilir olması ve düşük maliyete sahip olması gibi özellikler bu avantajlar arasında sayılabilir.

Entegre Tasarımı ve Üretimi

Entegre üretiminde CMOS teknolojisi sık sık kullanılıyor. Transistör başına düşük maliyet ve fazla sayıda entegre üretimine olanak sağlayan bu teknolojinin yanı sıra BJT temelli teknolojiler de kullanılabiliyor.

Entegrelerin üretimi ise belirli aşamalar ile gerçekleştirilir. Bu aşamalar ise genel olarak oksitleme, temizleme ve yayma şeklinde özetlenebilir. Böylece transistör, diyot, kapasitör, direnç gibi elemanların yerleşimi tamamlanmış olur.

Şekil 3: Çeşitli Entegreler

► İlginizi Çekebilir: Elektronik Gürültü Nedir?

Elemanların bağlantıları ise alüminyum ile yapılır ve ayrıca bu aşamada entegrenin dışarısı ile bağlantısı kurulur.

Üretim aşamalarını daha detaylı bir şekilde açıklamak gerekirse:

► Litografi: Silikon devre levhası oluşum aşaması olarak da bilinir. Lazer yardımıyla tabakalara entegrenin baskı devresi işlenir. Bu sayede maskeleme ve baskılama işlemine hazır bir yüzey elde edilmiş olur.

► Gravür (Oyma Baskı): Seçici bir şekilde devre levhasında istenmeyen malzemelerin çıkartılma aşamasıdır.

► Tortu Giderme: Fiziksel veya kimyasal yollarla levhanın temizlenmesi işlemidir. Temizlik ve yüzey oluşturma aşamalarının ilkidir.

Şekil 4: EPROM Mikroçip Olarak Bilinen Entegrenin Yakından Görünümü

► Oksidasyon: Oksijen veya su kullanılarak silikon levhanın tabakalarının silikon dioksit malzemesine dönüştürülmesi işlemidir.

► İyon Yerleştirme: Tabakanın son şeklinin verildiği bu aşamada iyonize edilmiş partiküller, elektrik alan yardımıyla tabakaya yerleştirilir.

► Difüzyon: İyon bombardımanı sonrası oluşabilecek olan çeşitli istenmeyen partikülleri tabakadan temizle işlemidir.

Entegre'nin Tarihçesi

1949 yılında Alman mühendis Werner Jacobi, entegre yapısına benzer bir yapı ile sinyal yükseltici devre tasarladı. Ancak bu yapı çok aşamalıydı ve 3 masaya sığıyordu.

İlk tümdevre, elektrik mühendisi Jack Kilby’ye aittir. 1959 yılında Teksas, Amerika’da icat edilen bu yeni eleman, aynı yıl içerisinde Amerika ve İngiltere’de patent kayıtlarına geçti.

Şekil 5: Jack Kilby'e Ait Olan İlk Entegre

► İlginizi Çekebilir: Osilatör Nedir? Çeşitleri Nelerdir? | 3. Bölüm

Texas Instruments tarafından işe alınan Kilby, 2000 yılında bu icadı için Nobel ödülü aldı. İcadı, 2009 yılında IEEE tarafından "dönüm noktası" olarak kaydedildi.

Transistörlerdeki gelişim ve mikroişlemcilerin ilerlemesi ile birlikte entegreler de çok daha popüler olmaya başladı.