استخدامات الدوائر المتكاملة
تعريف الدائرة المتكاملة
الدائرة المتكاملة بالإنجليزية (Integrated circuit) والتي يرمز لها (Ic)؛ هي عبارة عن رقاقة صغيرة مصنوعة من السيليكون، تضم داخلها ملايين القطع الدقيقة جدّاً والمتصلة ببعضها البعض، مثل: الترانزستورات ، المقاومات والمكثفات، والتي تمر في مسار مغلق لا يملك نقطة بداية ونهاية؛ ولهذا سمّيت بالدائرة.
تتصل هذه القطع الكهربائية الصغيرة داخل الرقاقة بوضعها على معدن رقيق، أو على قطعة بلاستيكية، ويتم لحم هذه القطع بنقاط أرجل خارجية لتكوّن الدائرة المتكاملة، ومعظم الدوائر المتكاملة لها أحجام قياسية ثابتة، يتراوح عدد الأرجل في كل رقاقة من (8-64) رجل.
وتجدر الإشارة إلى أن كل دائرة متكاملة تمتلك رقم معين يُطبع على سطح الرقاقة لتمييزها، وتستخدم الدوائر المتكاملة في صناعة أغلب الأشياء والأجهزة -إن لم نقل جميعها- من أجهزة الكمبيوتر، والهواتف المحمولة، والأجهزة المنزلية كذلك.
أنواع الدوائر المتكاملة
ومن أنواع الدوائر المتكاملة ما يأتي:
- الدوائر التناظرية أو الخطية
هي من أبسط أنواع الدوائر المتكاملة، حيث تقوم بتجميع الإشارات ومن ثم معالجتها والتعديل عليها، وإعادة إرسالها مرة أخرى كما هو مطلوب، ومن الأمثلة عليها: الميكرفون ؛ حيث يحول الأصوات إلى إشارات كهربائية، ثم تقوم الدائرة التناظرية بمعالجة هذه الإشارات لتكون صوت مفهوم، أو مضخم أو منقّى مثلاً.
هي الدارات التي تقبل في مدخلها ومخرجها فرق جهد محدد، وهو الرقمين (0 و 1)، وتستخدم للاستجابة الثنائية مثل التشغيل والإيقاف، ومن الأمثلة عليها: تصميم الحواسيب والأجهزة المرتبطة بها.
تستخدم لصنع المعالجات الدقيقة، وتعتبر من أكثر الدوائر تعقيدًا؛ فتحتوي على آلاف الدوائر الرقمية الفردية، والتي كل واحدة منها لها وظيفة، وتحتوي المعالجات الدقيقة على وحدة المعالجة المركزية (Cpu) .
تقوم بنقل المعلومات إلى دوائر خاصة تسمى الذاكرة؛ حيث تتكون من دوائر متوازية في صفوف، تقوم بتخزين المعلومات، وبعض البرامج التي يحتاجها المعالج.
استخدامات الدوائر المتكاملة
استخدامات الدوائر المتكاملة كثيرة ومتعددة؛ حيث أنها الأساس في صناعة الأجهزة، ومن هذه الاستخدامات:
حيث تتكون من ملايين الدوائر الإلكترونية، والرقاقات المسؤولة عن العديد من الوظائف؛ كالتشغيل والإيقاف، وفتح مشغل الأقراص، وحفظ المعلومات والبرامج، وتشغيل التطبيقات ومعالجتها والعمل عليها.
- المستشعرات الرقمية الحديثة؛ مثل مستشعرات الحرارة ومستشعرات الحركة.
- الهواتف الذكية
بكل ما فيها من معالجات وذاكرة، وكاميرا وسماعات داخلية وخارجية.
حيث تحتوي على شاشات وسماعات، وأنظمة اتصال عن بعد، فكل هذه تتألف من ملايين الدوائر والرقاقات.
- الأجهزة الإلكترونية المنزلية
كالغسالة والثلاجة، والمكيف وجهاز تسخين الماء، بالإضافة إلى أجهزة العناية الشخصية الكهربائية.
والتي لا يمكن صناعتها بدون الدوائر المتكاملة؛ لتكون مسؤولة عن وضوح الصورة والألوان، والصوت وحتى الاتصال بالإنترنت في الشاشات الذكية.
فهي تحتوي على العديد من الأجهزة؛ التي لا تعمل بدون الدوائر المتكاملة؛ مثل: المسجل والشاشة، وعداد قياس السرعة، وجهاز التدفئة ومكيف الهواء.
مزايا استخدامات الدوائر المتكاملة
ومن مزايا استخدام الدوائر المتكاملة ما يأتي:
- حجمها صغير جدّاً.
- تكلفتها منخفضة.
- استهلاك القدرة منخفض بالنسبة لأنواع الدوائر الأخرى.
- عدم وجود لحام داخلي أو أسلاك، فتتصل المكونات بعضها عن طريق شرائح معدنية رقيقة.
- عمل بسرعة أداء عالية، مما يجعلها مناسبة للعمليات التي تتطلب السرعة.
- الحرارة الناتجة عنها لا تذكر؛ فلا حاجة للتبريد أو التهوية.
