O que é circuito integrado?

Circuito Integrado (CI)

Um circuito integrado (CI), também conhecido como chip ou microchip, é um conjunto de componentes eletrônicos (resistores, capacitores, transistores, etc.) interconectados e fabricados em uma única pastilha (ou die) de material semicondutor, tipicamente silício. Sua principal característica é a miniaturização, o que permite alta densidade de componentes em um espaço reduzido.

Vantagens dos CIs:

• Miniaturização: Altíssima densidade de componentes em um pequeno espaço.
• Custo: Produção em massa reduz significativamente o custo por componente.
• Desempenho: Sinais percorrem distâncias menores, resultando em maior velocidade e menor consumo de energia.
• Confiabilidade: Menos conexões externas reduzem a probabilidade de falhas.
• Consumo de energia: Em geral, menor consumo em comparação com circuitos discretos equivalentes.

Tipos de CIs:

• CIs Analógicos: Processam sinais contínuos (ex: amplificadores operacionais). Veja mais em https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/Circuito%20Analógico
• CIs Digitais: Processam sinais discretos (ex: microprocessadores, memórias). Saiba mais sobre https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/Circuito%20Digital
• CIs de Sinal Misto: Combinam circuitos analógicos e digitais no mesmo chip (ex: conversores AD/DA).

Aplicações:

Os CIs são a base da eletrônica moderna e estão presentes em praticamente todos os dispositivos eletrônicos, desde computadores e smartphones até eletrodomésticos e automóveis. Suas aplicações são vastíssimas e incluem:

• Processamento de dados: Microprocessadores, microcontroladores, memórias.
• Comunicações: Transmissores, receptores, modems.
• Controle: Controladores lógicos programáveis (CLPs), sistemas embarcados.
• Eletrônica de potência: Reguladores de tensão, drivers de motores.
• Sensores: Sensores de temperatura, pressão, luz.

Processo de Fabricação:

A fabricação de CIs é um processo complexo e altamente preciso que envolve diversas etapas, como:

1. Projeto: Criação do layout do circuito.
2. Fabricação das Máscaras: Criação de padrões usados para gravar as camadas do circuito no silício.
3. Processamento do Wafer: Sequência de etapas, incluindo deposição de materiais, fotolitografia (exposição à luz ultravioleta através das máscaras), corrosão e dopagem (adição de impurezas para alterar as propriedades elétricas do silício).
4. Teste: Verificação do funcionamento do CI.
5. Encapsulamento: Proteção do die em um invólucro com terminais para conexão.

Encapsulamento:

O die de silício é muito pequeno e frágil, portanto, precisa ser protegido e conectado a terminais externos. Existem diversos tipos de encapsulamento, como DIP (Dual In-line Package), SOIC (Small Outline Integrated Circuit), QFP (Quad Flat Package), BGA (Ball Grid Array), entre outros. A escolha do encapsulamento depende do número de terminais necessários, do tamanho do CI e das características de montagem (ex: montagem em superfície - https://pt.wikiwhat.page/kavramlar/Montagem%20em%20Superf%C3%ADcie).