Circuito Integrado, Notas de estudo de Eletromecânica

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CIRCUITOS

INTEGRADOS

Surgiram na década de 1970. O seu interesse resulta da miniaturização dos circuitos.

Parte funcional do componente

discreto

Os componentes discretos são maiores do que precisavam de ser. O corpo normal do componente, que nos parece pequeno, é, na verdade um autêntico exagero, se nos restringirmos, electricamente, ao que realmente “faz o trabalho” no componente, ou seja, a sua parte funcional. Por exemplo num díodo: (parte funcional)

Vantagens dos C.I. em relação aos circuitos com componentes discretos

Redução de custos, peso e tamanho.

Aumento da fiabilidade.

Maior velocidade de trabalho.

Redução das capacidades parasitas.

Menor consumo de energia.

Melhor manutenção.

Redução de stocks.

Redução dos erros de montagem.

Melhoria das características técnicas do circuito.

Simplifica ao máximo a produção industrial.

Limitações dos C.I.

Limitação nos valores das resistências e condensadores a integrar.

Reduzida potência de dissipação.

Limitações nas tensões de funcionamento.

Impossibilidade de integrar num chip bobinas ou indutâncias (salvo

se forem de valores muitíssimo pequenos).

Classificação dos C.I. Classificação dos circuitos integrados quanto ao tipo de transístores utilizados: Bipolar e Mos-Fet. Os circuitos integrados digitais estão agrupados em famílias lógicas. Famílias lógicas bipolares: RTL – R esistor T ransistor L ogic – Lógica de transístor e resistência. DTL – D íode T ransistor L ogic – Lógica de transístor e díodo. TTL – T ransistor T ransistor L ogic – Lógica transístor-transístor. HTL – H igh T hreshold L ogic – Lógica de transístor com alto limiar. ECL – E mitter C oupled L ogic – Lógica de emissores ligados. I^2 L – I ntegrated- I njection L ogic – Lógica de injecção integrada. Famílias lógicas MOS: CMOS – C omplemantary MOS – MOS de pares complementares NMOS/PMOS NMOS – Utiliza só transístores MOS-FET canal N. PMOS - Utiliza só transístores MOS-FET canal P.

Classificação dos C.I.

Classificação dos circuitos integrados quanto à sua aplicação: Lineares ou analógicos Digitais Os primeiros, são CIs que produzem sinais contínuos em função dos sinais que lhe são aplicados nas suas entradas. A função principal do CI analógico é a amplificação. Podem destacar-se neste grupo de circuitos integrados os amplificadores operacionais (AmpOp). Os segundos são circuitos que só funcionam com um determinado número de valores ou estados lógicos, que geralmente são dois (0 e 1). Nível lógico 1 Nível lógico 0 t Sinal analógico : sinal que tem uma variação contínua ao longo do tempo. Sinal digital : sinal que tem uma variação por saltos de uma forma descontínua.

Tipos de cápsulas do C.I. Os principais tipos de cápsulas utilizadas para envolver e proteger os chips são basicamente quatro: Cápsulas com dupla fila de pinos ( DIL ou DIP – Dual In Line) Cápsulas planas ( Flat-pack ) Cápsulas metálicas TO-5 (cilíndricas) Cápsulas especiais Enquanto as cápsulas TO-5 são de material metálico, as restantes podem utilizar materiais plásticos ou cerâmicos.

Cápsula com dupla fila de pinos Para os CI de baixa potência – DIL ou DIP As cápsulas de dupla fila de pinos são as mais utilizadas, podendo conter vários chips interligados. Nos integrados de encapsulamento DIL a numeração dos terminais é feita a partir do terminal 1 (identificado pela marca), vai por essa linha de terminais e volta pela outra (em sentido anti-horário). Durante essa identificação dos terminais o CI deve ser sempre observado por cima.

Cápsula com linha única de pinos

SIL – S ingle I n L ine Alguns integrados pré-amlificadores, e mesmo alguns amplificadores de certa potência, para áudio, apresentam esta configuração. 1

Cápsulas planas (Flat-pack) As cápsulas planas têm reduzido volume e espessura e são formadas por terminais dispostos horizontalmente. Pelo facto de se disporem sobre o circuito impresso a sua instalação ocupa pouco espaço.

Cápsulas especiais As cápsulas especiais são as que dispõem de numerosos terminais para interligarem a enorme integração de componentes que determinados chips dispõem (por exemplo, CI contendo microprocessadores). Encapsulamento QUAD PACK

Circuitos Integrados de potência Alguns integrados de potência têm uma cápsula extremamente parecida com a dos transístores de potência. Algumas observações importantes a respeito das aletas de acoplamento aos dissipadores de calor: Aleta metálica Dissipador de calor As aletas podem ser fixadas a dissipadores de alumínio em método idêntico ao utilizado nos transístores de potência. Acoplar-se as aletas à própria caixa (se for metálica) que contém o circuito. As aletas podem ser soldadas a uma das faces de cobre do circuito impresso (no caso de uma dupla face). As aletas, quase sempre estão ligadas electricamente por dentro do c.i., ao pino correspondente ao negativo da alimentação (massa).

Bases para os C.I. A base ou soquete, em termos práticos, além de facilitar a eventual manutenção do circuito, evita o aquecimento do circuito integrado quando se solda.