I circuiti integrati

I circuiti integrati rappresentano uno dei risultati pił importanti conseguiti nella microminiaturizzazione dei sistemi elettronici. L'uso dei circuiti integrati permette la realizzazione di apparati complessi aventi ingombri e consumi molto ridotti; infatti su una piastrina di silicio di qualche millimetro quadrato possono essere presenti varie migliaia di componenti elettronici (generalmente transistori e resistori) con un consumo complessivo di potenza di frazioni di watt. Inoltre tali circuiti sono caratterizzati da un'elevatissima affidabilitą.

Dal punto di vista economico, i circuiti integrati sono caratterizzati da un elevato costo di progetto e da un basso costo di fabbricazione; il loro costo diminuisce quindi sensibilmente col crescere del numero di esemplari fabbricati. Date le loro caratteristiche, i circuiti integrati hanno trovato applicazione dapprima nella tecnica spaziale e dei calcolatori, ma attualmente la diminuzione dei costi li ha resi competitivi anche nel campo delle applicazioni industriali e domestiche. In base alla tecnologia di fabbricazione adottata i circuiti integrati si distinguono in monolitici e ibridi; dal punto di vista del funzionamento possono essere digitali o lineari. I circuiti integrati monolitici sono integrati nei quali tutti i componenti (transistori, diodi, resistori e condensatori) e le relative interconnessioni sono formati in una singola piastrina (chip) di silicio. Le dimensioni delle piastrine vanno da qualche millimetro quadrato a qualche centimetro quadrato e su una piastrina viene formato un numero di componenti attivi (transistori, diodi, ecc.) variabile tra alcune decine, nei primi circuiti integrati a piccola scala di integrazione, e milioni nei circuiti integrati a scala di integrazione ultragrande. 

I circuiti integrati ibridi sono integrati nei quali i componenti passivi (resistori e condensatori di piccola capacitą) e le interconnessioni sono formati su un substrato isolante con tecnologie a film sottili o a film spessi. I circuiti integrati digitali sono circuiti logici attuati generalmente con porte NAND o NOR e con circuiti bistabili. Pur assolvendo essenzialmente alle stesse funzioni, si suddividono in diverse famiglie (v. oltre: cicuito logico), in base al tipo di struttura e alle modalitą di funzionamento. Per ogni famiglia, i vari circuiti logici vengono ottenuti mediante diverse combinazioni di una porta logica di base. I circuiti integrati lineari sono caratterizzati da una relazione di proporzionalitą fra il segnale d'uscita e quello d'ingresso. 

Le limitazioni che si incontrano nell'attuazione in forma monolitica di alcuni dei componenti normalmente usati nei circuiti lineari (impossibilitą di ottenere induttanze e capacitą di elevato valore, notevole imprecisione nel valore delle resistenze, instabilitą di funzionamento al variare della temperatura) possono essere superate o adottando tecniche di integrazione ibrida oppure evitando di usare i componenti non attuabili in forma monolitica e compensando, quando necessario, gli effetti delle imprecisioni dei componenti e delle variazioni di temperatura. Seguendo questa seconda via di sviluppo sono stati realizzati numerosi circuiti integrati lineari monolitici, quali minuscoli amplificatori audio per ausili auditivi, amplificatori a larga banda per circuito video e radar, amplificatori operazionali per calcolatori analogici, ecc.