Integrovaný obvod (Čip)
Město v křemíku

Integrovaný obvod (IC – Integrated Circuit) je extrémně miniaturizované elektronické zapojení, které v jediném pouzdře sdružuje tisíce až miliardy součástek (především tranzistorů, rezistorů a kondenzátorů).

Oficiální účel a princip

Základem je tenká destička čistého křemíku. Pomocí fotolitografie se na ni vyleptají a nanesou mikroskopické tranzistory a jejich vodivé propojení. Tím vznikne kompletní funkční blok (např. paměť, zesilovač, procesor), který se zalisuje do plastového pouzdra s kovovými piny.

Přirovnání pro snadné pochopení

Představ si obrovské pulzující město (New York) se složitou sítí dálnic, semaforů a budov. Integrovaný obvod představuje magické zmenšení celého tohoto obrovského města do krabičky o velikosti poštovní známky, přičemž všechna auta a semafory uvnitř fungují naprosto stejně a miliónkrát rychleji.

Rozdělení podle funkce

Typ obvodu Zpracování signálu Příklad z praxe
Analogové (Lineární) Pracují s plynule se měnícím napětím. Operační zesilovače (audio technika), stabilizátory napětí.
Digitální (Číslicové) Pracují pouze se stavy 0 (vypnuto) a 1 (zapnuto). Logická hradla, paměti (RAM), mikroprocesory (CPU).
Smíšené (Mixed-signal) Propojují oba světy (překládají data). A/D a D/A převodníky (zvuková karta, senzory teploty pro PC).

Úskalí a rizika v praxi

• Chlazení (Tepelný limit): Miliardy tranzistorů spínajících miliardkrát za sekundu generují masivní množství tepla na ploše pár milimetrů čtverečních. Bez masivního pasivního nebo aktivního chladiče se čip během sekundy tepelně zničí.

• Statická elektřina (ESD): Mikroskopické drátky uvnitř čipu mají tloušťku jen několik atomů. Běžný statický výboj z prstu při dotyku (který člověk ani necítí) tyto spoje okamžitě a nenávratně přepálí.