Khái niệm vi mạch điện tử

Vi mạch điện tử còn được biết đến là mạch tích hợp. Nó là một tập hợp các mạch điện chứa linh kiện điện tử thụ động và linh kiện bán dẫn. Hai loại linh kiện này kết nối với nhau nhằm mục đích thực hiện một chức năng xác định nào đó. Hiểu một cách đơn giản thì vi mạch điện tử là mặt tích hợp được thiết kế để thực hiện chức năng giống như một linh kiện phức hợp.

Nguồn gốc của vi mạch điện tử

Dễ thấy rằng vi mạch điện tử ngày nay đóng vai trò rất quan trọng và được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực. Vi mạch điện tử được biết đến là mạch tích hợp và còn có tên gọi khác là IC. Một vị kỹ sư người Đức đã chế tạo ra vi mạch điện tử. Ông đã chế tạo ra một thiết bị khuếch đại tương tự như mặt tích hợp với 5 transistor. Thiết bị mà kỹ sư này chế tạo sau đó được phát triển thành một thiết bị trợ thính. Vi mạch điện tử cũng được ra đời từ đó và được Jack Kilby phát hiện. Với sự nghiên cứu không ngừng nghỉ, Robert Noyce đã phát triển vi mạch điện tử lên một đẳng cấp mới, nó có thể giải quyết được những vấn đề mà phiên bản vi mạch điện tử của Jack Kilby chưa làm được trước đó. Không chỉ dừng lại ở đó, vi mạch điện tử còn có nhiều khả năng vượt trội hơn so với các vi mạch trước đây. Nó đánh dấu một bước nhảy vọt rất lớn về vật lý vì được làm từ nguyên liệu silicon.

Công dụng của vi mạch điện tử

Vi mạch điện tử đóng vai trò rất quan trọng trong hầu hết các lĩnh vực, đặc biệt nhất là lĩnh vực Nghiên cứu vật lý. Một trong các công dụng của vi mạch điện tử mà chúng ta không thể phủ nhận được đó là khả năng làm cho mạch tổng hợp giảm bớt kích thước từ mạch điện, từ đó giúp tăng cao đáng kể độ chính xác của thiết bị.

IC được xem là một phần cực kỳ quan trọng trong mạch logic. Thông thường, chúng ta có 2 loại IC chính đó là IC lập trình và IC không lập trình. Những loại IC lập trình được và có thể cố định được chức năng thường mang những tính chất riêng về nhiệt độ điện thế giới hạn công suất làm việc khác so với những loại IC không lập trình.

Phân loại vi mạch điện tử theo mức độ tích hợp của IC

Với sự phát triển của công nghệ hiện đại như ngày nay thì vi mạch điện tử không chỉ có một loại mà có rất nhiều loại khác nhau. Hiện nay, vi mạch điện tử tích hợp đều có nhiều thiết kế cực kỳ phong phú, đa dạng và mang nhiều điểm tương đồng. Để có thể phân loại được vi mạch điện tử, chúng ta cần xem xét nhiều tiêu chí khác nhau, chẳng hạn như: công nghệ, công dụng, tín hiệu xử lý, mức độ tích hợp,… 

Để biết được có những loại IC nào thì hãy cùng FPT Shop tìm hiểu ngay sau đây!

Nếu phân loại vi mạch điện tử theo các mức độ tích hợp thì có thể phân thành nhiều loại như: MSI, LSI, SSI, VLSI, ULSI,…

Phân loại theo công dụng

Như đã đề cập, ngày nay vi mạch điện tử có rất nhiều công dụng và được ứng dụng ở nhiều lĩnh vực khác nhau. Cùng điểm qua một số loại vi mạch điện tử dựa theo công dụng của nó nhé!

• CPU được xem như là một bộ xử lý quan trọng nhất trong các thiết bị máy tính.
• Memory là một trong các bộ nhớ giúp lưu trữ dữ liệu Digital đảm bảo an toàn.
• Trong vi mạch điện tử, công nghệ RFID được sử dụng để phục vụ công việc theo dõi và giám sát. Đây là một công nghệ có vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực, được áp dụng vào nhiều loại khóa thông minh có chức năng chống trộm.
• ASIC có khả năng điều khiển các thiết bị như máy giặt, lò nướng, xe hơi,…
• DAC và ADC có khả năng giúp chuyển đổi Digital và Analog cực kỳ nhạy bén.
• Công nghệ FPGA được cấu hình và cài đặt nhờ IC Digital của khách hàng.
• Vi mạch điện tử hay còn gọi là IC công suất có thể xử lý được những dòng điện hoặc điện áp có công suất lớn.

Vi mạch điện tử điều khiển chứa nhiều thành phần cần có của một chiếc máy tính nhỏ. Nó giúp một chiếc máy tính có thể hoạt động và đem lại hiệu quả công việc cho người dùng.

Phân loại theo công nghệ

Dựa theo công nghệ, vi mạch điện tử được chia thành các loại điển hình như sau:

• Monolithic được biết đến giống như là một trong các phần tử được đặt bên trên nền của vật liệu bán dẫn đơn tinh thể.
• Mặt màn mỏng hai mặt phim được xem như các phần tử được hình thành bởi quá trình lắng đọng hơi trên nền thủy tinh và thường thấy ở những mạch điện trở.

Phân loại theo các tín hiệu xử lý

Dựa vào các tín hiệu xử lý của vi mạch điện tử, người ta chia nó thành 3 loại:

• IC Analog: Đây là một loại vi mạch điện tử có chức năng xử lý những tín hiệu Analog.
• IC Digital: Vi mạch điện tử này có khả năng xử lý các tín hiệu liên quan đến Digital.

IC hỗn hợp: Đây là loại IC có khả năng xử lý hết mọi tín hiệu của IC Analog và IC Digital.

Ưu điểm và nhược điểm của vi mạch điện tử

Mặc dù vi mạch điện tử có nhiều công dụng và được ứng dụng phổ biến trong hầu hết các lĩnh vực nhưng bên cạnh các ưu điểm thì nó cũng có một số nhược điểm đáng nói. Nếu bạn chưa biết rõ các ưu điểm và nhược điểm đó là gì thì hãy theo dõi nội dung sau đây.

Ưu điểm của vi mạch điện tử

Không phải ngẫu nhiên mà vi mạch điện tử trở thành một thiết bị mang tính ứng dụng cao như vậy. Vi mạch điện tử mang khá nhiều ưu điểm nổi bật.

So với một mạch điện tử R thì vi mạch điện tử hay còn gọi là mạch tích hợp lại có thiết kế nhỏ gọn cực kỳ, nhỏ hơn tối thiểu là 1000 lần. Không chỉ sở hữu kích thước nhỏ gọn, trọng lượng của vi mạch điện tử cũng nhẹ hơn rất nhiều so với các thiết bị khác.

Vi mạch điện tử không chỉ được biết đến là một thiết bị nhỏ và nhẹ mà nó còn có độ bền cực kỳ cao. Các thiết bị vi mạch điện tử hầu như không thấy xuất hiện một mối hàng nào ở bên trên và có rất ít kết nối khi so với PCB.

Một trong các ưu điểm phải kể đến của vi mạch điện tử nữa là năng lượng tiêu thụ ít, do đó điện năng của vi mạch điện tử cũng cực kỳ ít. Tốc độ làm việc của các vi mạch điện tử được tối ưu, vì thế nó mang lại hiệu quả rất cao và không chứa các hiệu ứng làm hao phí điện dung.

Đối với nhiều thiết bị, chúng ta có thể thấy rằng nếu như một bóng bán dẫn bên phía trong mạch bị lỗi thì toàn bộ mạch sẽ bị ngừng hoạt động. Khi đó bắt buộc chúng ta phải kiểm tra và tiến hành thay bóng bán dẫn. Điều này khiến chúng ta tốn nhiều thời gian và công sức từ khâu tìm ra mạch lỗi của bóng bán dẫn cho đến khâu sửa chữa. Lúc này, vi mạch điện tử có thể thay thế toàn bộ và đây chính là một lựa chọn tối ưu nhất.

Hiện nay, với trình độ công nghệ cực kỳ cao, nhiều loại vi mạch điện tử có thông số và hệ số nhiệt khác nhau đã được sản xuất. Bên cạnh đó, các loại vi mạch điện tử được sản xuất hàng loạt phù hợp với nhiều loại sản phẩm khác nhau. Vì vậy, khách hàng có thể linh hoạt trong việc lựa chọn và mua sắm những vi mạch điện tử phù hợp với nhu cầu của mình. Vi mạch điện tử có khả năng cải thiện tối đa hiệu suất của các chức năng. Hầu hết các vi mạch điện tử đều phải trải qua quá trình kiểm nghiệm về hiệu suất hoạt động ở cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp nên hiệu quả mà nó mang lại là rất cao và có độ bền siêu tốt. Hầu hết các thành phần của vi mạch điện tử đều nằm bên trong, do đó nó không hề bị ảnh hưởng hay tác động bởi các yếu tố bên ngoài.

Nhược điểm của vi mạch điện tử

Ngoài các ưu điểm nổi bật của vi mạch điện tử như đã kể trên thì nó cũng có các nhược điểm cần phải quan tâm, cụ thể là:

• Có một số loại vi mạch điện tử có cấu tạo rất phức tạp nên giá thành cũng khá tốn kém. Vì thế, nếu phát hiện vi mạch điện tử bị lỗi thì bạn nên thay mới hoàn toàn thay vì tìm lỗi bên trong.
• Chúng ta có thể thấy rằng hầu như năng lượng của các vi mạch điện tử là không lớn hơn 10W. Vì vậy chúng ta không thể nào sản xuất được vi mạch điện tử với công suất lớn hơn.
• Nếu để vi mạch điện tử tiếp xúc với nhiệt độ cao hoặc xử lý sai thì nó sẽ hoạt động sai.
• Một số thành phần như máy biến áp hai cuộn cảm phải được kết nối từ bên ngoài của vi mạch điện tử, không thể nào tích hợp được chúng vào bên trong vi mạch.
• Hầu như sẽ rất khó để có thể đạt được mức hệ số nhiệt độ thấp nhất trong quá trình sử dụng vi mạch điện tử.
• Một nhược điểm đáng nói nữa của vi mạch điện tử đó là tiếng ồn. Rất khó để tạo ra một vi mạch điện tử có tiếng ồn thấp.