Componentes Ativos – Circuito Integrado

O circuito integrado (ou CI) é um circuito eletrônico funcional que possui tamanho minúsculo e que integra diversos tipos de componentes em uma única peça. Dentro de um circuito integrado, temos principalmente transistores, diodos, resistores e capacitores. Estes componentes são gravados em uma lâmina de silício (conhecido como chip) e o chip é montado dentro de um encapsulamento de plástico ou cerâmica com terminais que são conectados aos seus componentes por pequenos fios condutores.

Na imagem abaixo temos o exemplo da parte interna de um circuito integrado:

Os chips são fabricados em cima de discos de silício, denominados wafer. Eles são fabricados usando principalmente o processo de litografia, onde um liquido fotorresistente é depositado em cima do wafer e é espalhado uniformemente, e uma luz UV é projetada através de uma matriz e uma lente para desenhar os circuitos de tamanho microscópio em cima do wafer.

Após este processo, a parte onde houve a incidência de luz UV no produto fotoresistente se torna solúvel e é lavada, deixando o desenho desejado. Em seguida o wafer passará por um processo onde é depositado algum material ou retirado, formando as camadas do chip. Estes processos acontecem várias vezes até que o resultado desejado seja obtido.

Depois de cortado no tamanho correto, o chip terá microscopicamente a aparência mostrada na imagem abaixo:

Após este processo, o chip vai para o encapsulamento, onde ele é colado em um substrato e é soldado em seus terminais fios para a condução. Em seguida ele será encapsulado, terminando assim o processo.

No vídeo abaixo você pode assistir uma animação da Intel, onde é mostrado os processos descritos acima:

Com as mais diversas funções e aplicações na indústria, presente tanto nos produtos eletrônicos de consumo quanto nos seus processos de produção, os circuitos integrados estão disponíveis em diversos formatos e tamanhos (encapsulamentos), e estas características determinam a forma como serão fixados nas placas de circuito impresso. Eles podem ser montados na superfície da placa, sem atravessá-la (Surface Mount Technology “SMT” ou Surface Mount Device “SMD“) ou podem ser montados com seus terminais atravessando a placa (Thru Hole ou PTH). Embora a tecnologia PTH ainda seja utilizada em grande escala e até há pouco tempo era conhecida como “convencional”, a tecnologia SMT, por ser mais adequada à constante sofisticação da indústria, tende a se tornar predominante. Os componentes em SMD são consideravelmente menores que os convencionais.

Na imagem abaixo você pode ver alguns exemplos de encapsulamentos PTH:

Nesta outra imagem temos alguns exemplos de encapsulamentos SMD:

Para identificarmos o CI, temos que ler as descrições que o fabricante disponibilizou em seu encapsulamento. Na imagem abaixo temos um exemplo:

Conforme podemos observar, o CI da imagem acima é o UA741, comumente conhecido por 741. Pesquisando na internet ou indo no site datasheetcatalog, é possível encontrar o datasheet deste CI. Se preferir, você baixar o datasheet clicando AQUI.

No datasheet conseguimos ver que este CI se trata de um amplificador operacional simples e além disso, podemos ver também as suas características, como a temperatura de trabalho, pinagem, diagrama elétrico, dimensões e etc.

Na imagem abaixo temos a pinagem deste CI:

A configuração interna do UA741 pode ser vista na imagem abaixo:

A representação do circuito também pode vir em blocos, contudo, este tipo de representação é comum em circuitos mais complexos.

Na imagem abaixo temos a representação do CI TDA7492, que é um amplificador de áudio classe-D e que possui um circuito mais complexo:

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