Na realidade, não podemos considerar o circuito integrado um componente eletrônico, mas sim um conjunto de componentes fabricados numa pastilha de silício já interligados e montados num invólucro comum.
A ideia básica do circuito integrado surgiu ao se tentar responder as seguintes questões:
• Porque temos de fabricar todos os componentes de um circuito separadamente e depois interligá-los para obter o aparelho que desejamos?
• Não seria possível fabricar todos os componentes num único processo já interligados de modo a termos o aparelho ou o circuito que desejamos?
A resposta para estas questões veio na forma do circuito integrado ou CI (nas publicações em inglês IC).
O circuito integrado consiste numa pequena pastilha de silício que contém um determinado número de componentes tais como transistores, resistores, diodos e capacitores, já interligados por trilhas ou regiões condutoras de modo a formar um circuito completo.
Os componentes e trilhas são formados por um complexo processo de fabricação que envolve a difusão de impurezas, foto-impressão e corrosão. Na figura 1 temos uma ideia de que modo podemos integrar componentes numa pastilha de silício.
Num substrato de material N, regiões P podem ser criadas para formar um diodo.
Se na região P de um diodo, for difundida uma outra região N teremos um transistor.
Um capacitor pode ser formado polarizando-se no sentido inversor uma região P e um N que formam uma junção.
Um resistor pode ser formado através de uma região P entre duas regiões N formando uma trilha cujo comprimento, largura e espessura determinam a resistência.
Numa única pastilha de silício podemos integrar circuitos completos contendo desde poucos componentes como no caso dos transistores Darlington até milhões de componentes como na pastilha de um microprocessador.
A pastilha de um microprocessador moderno, por exemplo, pode conter mais de 1 000 000 000 de componentes integrados!
A principal vantagem no uso do circuito integrado está no fato de que ele pode conter o circuito que desejamos quase que completo, precisando apenas de alguns componentes adicionais externos.
Assim, no caso de um amplificador, precisamos apenas de poucos capacitores externos, os jaques de entrada e saída e o controle de volume e tom.
Os capacitores e os indutores de valores altos são ainda componentes que não podem ser integrados com facilidade, o que significa que se necessários devem ser externos.
Veja que, como os circuitos integrados contêm um circuito completo, eles existem numa variedade muito grande de tipos e cada tipo só serve para uma aplicação específica.
Não podemos usar um CI projetado para ser um amplificador como um controle de potência para um TRIAC ou como um regulador de tensão de uma fonte de alimentação.
Símbolo e tipos
Na figura 2 temos os aspectos dos circuito integrados.
Nos diagramas estes símbolos são acompanhados da identificação para podermos saber o que são e o que fazem.
O número de terminais varia de acordo com a complexidade do circuito integro podendo ir de 3 a mais de 200 como por exemplo no caso dos microprocessadores usados nos computadores.
Na figura 5 temos os invólucros mais comuns.
Nos tipos SIL temos recursos para montagem em radiador de calor.
Estes são destinados a operação com sinais de alta potência como reguladores de tensão e amplificadores.
Circuitos integrados de alta potência são encontrados em equipamentos de uso comum no controle de motores, solenoides, lâmpadas, etc.
Os circuitos integrados com muitos terminais em invólucros denominados BGA e outros, normalmente não podem ser utilizados em montagens simples de protótipos.
Os terminais são tão próximos que exigem o uso de máquinas para sua soldagem. Na figura 3 temos um exemplo de circuito integrado com esse tipo de invólucro.
Existem hoje milhões de tipos diferentes de circuitos integrados.
Cada um deles é identificado por um código de seu fabricante e somente com os manuais destes fabricantes podemos saber o que cada um faz.
Os que pretendem trabalhar com circuitos integrados precisam saber como encontrar as informações sobre os diversos tipos que vão aparecer no seu dia a dia.
A melhor maneira é consultando os "datasheets" e "data books" dos fabricantes que tanto podem ser impressos como acessados pela Internet.
Uma forma simples de se obter estas informações é digitando o tipo do circuito integrado nos programas de busca da Internet como o Google, AltaVista. Netscape, etc., ou então no “buscar datasheet” no site de Newton C. Braga.
Aparecem então as folhas de dados no formato PDF as quais podem ser consultadas na tela ou impressas para maior facilidade de uso.
No entanto, existem algumas funções que são tão comuns que seus circuitos integrados se tornaram populares e todos usam. Para estes circuitos integrados mais comuns é importante que o leitor que vai fazer montagens e projetos tenha algum conhecimento de suas funções e do modo usá-los.
São circuitos de uso geral que incluem funções analógicas e digitais tais como reguladores de tensão, amplificadores operacionais, amplificadores de áudio, timers, etc. Para maior facilidade de entendimento é comum dividir estas funções comuns em dois grandes grupos: analógicas e digitais.
Ver também:
• Circuito elétrico (253)
• Semicondutores (175)
• Semicondiutores (códigos) (178)
• Silício (73)
