CIRCUITS INTEGRES.

1)Semi-conducteurs.
On appelle semi-conducteurs certains corps qui, à l'état très pur, conduisent très mal le courant électrique parce qu'il possèdent très peu d'électrons libres, alors que la concentration de ceux-ci est très grande dans les métaux. Considérons, par exemple, le germanium qui est un élément placé, dans la classification périodique, dans la colonne du carbone. Le cristal du germanium à la même structure que celui du diamant. La cohésion du cristal est du à des liaisons de covalence et on peut dire que Les électrons utilisés par la covalence ne sont pas susceptibles de déplacements importants . Ce pendant si la température s'élève, par suite de l'agitation thermique, une faible proportion d'électron (un sur 10000 à 100000) acquirent une énergie suffisante pour quitter la covalence et devenir libres de se déplacer, comme dans un métal. Par suite , à température élevée, les semi-conducteurs conduisent mieux le courant électrique qu'à froid.
-Exemple : le silicium

Le silicium est un des composants de la silice, autrement dit du sable. plus de 25% de la croûte terrestre est constituée de silicium. C'est dire qu'il s'agit de l'un des corps les plus r épandus de notre terre.
Un atome de silicium est toujours constitué d'un noyau et d'électron répartis en coches concentriques. Mais cette fois il n'y' à que 14 électrons : 2 sur la première couche, unis en une paire ; 8 sur la deuxième, unis en 4 paires ; 4 sur la couche extérieure. Ces quatre dernières ne sont pas unis en 2 paires mais autonomes, célibataire. Or un atome ayant un électron célibataire aura tendance à se lier à un autre atome ayant lui aussi un électron célibataire. Cette mise en commun d'électron s'appelle une liaison covalente. Les deux électrons constituant la liaison appartiennent à la fois au deux atomes.
La structure d'un cristal de silicium résulte de l'union d'atomes de silicium unis par des liaisons covalentes. Cette structure est très rigide ; néanmoins, certains électrons peuvent être arrachés à leur liaison covalente, et un léger courant électrique peut alors traverser une plaque de cristal de silicium. Ce courant est cependant très faible comparé à celui que peut transporter un fil de cuivre : on dit que le silicium est semi-conducteur.

2)La silice.
La silice est un isolant parfait, elle s'obtient en brûlant le silicium aux alentours de 1300°C. la silice est le principal constituant du sable. La structure interne de la silice montre une grande rigidité et un caractère inaltérable.

3)Circuits intégrés

- constituants.
Cuivre, silicium, silice-conducteur, semi-conducteur, isolant, fournissent les trois modules de circulation de l'électron. Ces trois éléments sont les principaux constituants des circuits intégrés.
- technologie

Sur une plaque de silicium très fine dont l'épaisseur est inférieure à un dixième de millimètre sur au plus quelques centimètres carrés, on coule la silice. On ouvre des fenêtres dans la couche de silice et on dope le silicium que l'on a fait réapparaître en incrustant des atomes étrangers. Les transistors sont donc bien intégrés au cristal de silicium. ils sont ensuite reliés entre eux par de fines couches métalliques : c'est la technologie dite " planar " d'intégration des circuits.
Le dopage demande 7 étapes : (1) on dépose sur la dioxyde de silicium de départ une résine photosensible dont les propriétés sont modifiées par la lumière. (2) on pose au dessus de l'ensemble une plaque de verre dont certaines parties très précisément déterminés sont opaques. (3) on expose la plaque à la lumière. (4) les plages de résines protégées non exposées à la lumière sont détruites par un solvant. (5) le dioxyde de silicium placé au dessous est à son tour détruit par un acide. (6) la résine est éliminée. (7) on dope ensuite le silicium dans des zones parfaitement délimitées et parfaitement connues.

4)Exemple de circuits intégrés.
- Régulateur de tension 78XX

Les régulateurs de la série 78XX (Tension de régulation positive et est égale à la valeur XX) restent très utilisés. Avec quelques éléments périphériques, ils permettent de réaliser des alimentations régulées et protégées, avec des performances somme toutes correctes.

- uA741

Le uA741 est un amplificateur opérationnel d'application générale. Il remplace directement, broche à broche, le 709C, LM201, MC1439 et 748 dans la plupart des applications.
Tension d'alimentation :de +/- 5V à +/- 18V
Tension d'entrée maximale :+/- 15V.
Plage de température de fonctionnement : 0°C à 70°C.
Caractéristiques avec Ualim = +/- 15V :
Gain en tension en boucle ouverte :100000.
Résistance d'entrée : 2Mégohm.
Résistance de sortie : 75ohm.
Courant de court-circuit en sortie+/-25Ma.
Courant d'alimentation :1,7mA.
Puissance dissipée :50Mw.

-NE555

Le circuit intégré NE555 est un monostable de longue durée qui permet la réalisation de temporisation allant de quelques microsecondes à des heures. Ses performances et sa facilité d'emploi lui ont ouvert des domaines jusqu'àlors réservés à l'électromecanique.
Tension d'alimentation: de +4,5V à +16V.
Puissance dissipée à Vcc=16V: 600 mW .
Plage de température de fonctionnement :0 à +70°C.

-TDA 2003

Le TDA 2003 est compatible broche à broche avec le TDA 2002 en améliorant les performances. Il ne nécessite que peu de composants extérieurs, est facile à mettre en œuvre, est d'un faible encombrement et d'un faible coût. Il fournit un grand courant de sortie ( jusqu'à 3,5 A ), et à de faibles distorsions harmoniques . Il possède une protection contre les courts-circuits entre broches et masse, contre les surcharges, les surtensions jusqu'à 40V, les inversions de polarité et les coupures accidentelles de la masse.
Tension de fonctionnement : 18V.
Puissance dissipée ( Tcase = 90°C) : 20W.
Puissance de sortie ( R(charge)=4 ohm) : 6W.
Tension d'entrée de saturation : 300Mv.