Circuit intégré

Le circuit intégré (souvent abrégé CI, à ne pas confondre avec CI de circuit imprimé), est un composant dit actif. Il s'agit d'un composant possédant un certain nombre de patte (deux à plusieurs centaines), et qui intègre en son sein un certain nombre de composants tels que transistors, résistances, diodes, etc. Certains circuits intégrés, comme le NE555, ne possède que quelques dizaines de composants, alors que d'autres, comme les micro-processeurs, peuvent en intégrer plusieurs millions (voir paragraphe Intégration).

Il s'agit de circuits travaillant avec des tensions pouvant prendre différentes amplitudes : régulateurs de tension genre LM7812, amplificateurs opérationnels genre LM741 ou NE5532, amplificateurs BF de type LM386 ou TDA2030...

Il s'agit de circuits travaillant en tout ou rien, généralement avec des tensions d'entrée et de sorties égales à ou proche de leur tension d'alimentation. Exemple : circuits de la famille SN74xx ou CD40xx, familles dans lesquelles on trouve des circuits assurant des fonctions très diverses : simples portes logiques (NAND, OR, etc), diviseurs de fréquences, (dé)multiplexeurs, mémoires vives et mémoires mortes, micro-processeurs...

Séries CD4000, HEF4000, MC14000

Circuits intégrés de technologie CMOS. Faible consommation électrique, fonctionnement entre 3 et 15V, assez sensibles à l'electricité statique. Enfin quand on dit faible consommation électrique, c'est surtout en régime statique, c'est à dire quand les sorties ne changent pas d'état, et pour une tension d'alimentation faible (5V). Parce que quand on atteind une vitesse de fonctionnement de quelque 1 MHz à 2 MHz sous une tension d'alim de 15V, la consommation n'est plus minime et on peut faire la comparaison avec des circuits TTL réputés être plus gourmands en énergie...

Série CD74HCTxx

Circuits intégrés de technologie CMOS, plus rapides que les CMOS classiques de la série CD4000.

Série 74xx

Circuits intégrés de technologie TTL (Transistor and Transistor Logic) standard.

Série 74Lxx

Circuits intégrés de technologie TTL basse consommation (L = Low power).

Série 74Sxx

Circuits intégrés de technologie TTL Schottky (S = Schottky).

Série 74Fxx

Circuits intégrés de technologie TTL rapide (F = Fast).

Série 74LSxx

Circuits intégrés de technologie TTL Schottky basse consommation (LS = Low power Schottky). Consommation électrique toujours plus élevée que celle des circuits de la série CMOS, mais aussi plus rapides que ces derniers. Fonctionnement sous 5V (en fait 5V +/-10%, soit 4,5V à 5,5V, valeur maximale absolue de 7V), ils sont peu sensibles à l'électricité statique. La série 74LS est un peu plus rapide que la série SN74xx et consomme un peu moins.

Série 74ASxx

Circuits intégrés de technologie TTL Schottky avancé (AS = Advanced Schottky)

Série 74ALSxx

Circuits intégrés de technologie TTL Schottky avancé, basse consommation (ALS = Advanced Low power Schottky)

Série 74Cxx

Version CMOS de la série SN7400. Ainsi, un 74C192 est équivalent au CD40192.

Séries 74HCxx et 74HCTxx

Ces circuits combinent la faible consommation des circuits CMOS et la rapidité des circuits TTL. Les circuits de la série 74HCT s'alimentent sous 5V comme les TTL classiques, et remplacent avantageusement les circuits de la série SN74xx. Les circuits de la série 74HC s'alimentent quant à eux sous une tension comprise entre 2V et 6V, ce qui leur permet une certaine compatibilité avec des circuits CMOS travaillant en basse tension (sous 3V par exemple).

Séries 74HC4000 et 74HCT4000

Séries 74ACTxx, 74HCUxx

Découplage d'alimentation de circuits intégrés logiques

Il est de rigueur de placer un condensateur de découplage d'alimentation (en parallèle sur l'alimentation, entre la borne + et la borne - du circuit intégré) de l'ordre de 10 nF pour un boitier comportant quelques portes logiques basiques (pour un SN7400 par exemple), valeur devant passer à quelques 100 nF pour une vingtaine de portes. Pour des circuits complexes tels que compteurs ou registres à décalage, un condensateur de 100 nF est également requis. Dans tous les cas, le ou les condensateurs de découplage d'alimentation doivent être placés au plus près du circuit logique concerné. Les buffers et les drivers de ligne sont particulièrement exposés aux "grosses" consommations, il convient d'apporter un soin particulier au découplage de leur alimentation. Les réalisations complexes faisant appel à de nombreux circuits numériques, ont tout intérêt à disposer d'une régulation d'alimentation locale, car les circuits numériques produisent des pointes de courants qui se traduisent par l'ajout de bruit sur les lignes d'alimentation, qui peuvent se répercuter sur des sections sensibles et les perturber. Une régulation locale présente l'avantage d'isoler le bruit généré par les circuits logiques, l'empêchant de remonter vers l'alimentation principale.

Ces circuits ont été développés pour remplir une tache particulière. Ils peuvent travailler dans le domaine de l'analogique et/ou du numérique. Exemple : les enregistreurs de son de type ISD1016, les convertisseurs Numérique/Analogique et Analogique/Numérique, les drivers de LEDs en barographe genre U257 ou LM3914 ...

L'intégration définie le nombre de composants que le circuit intégré peut contenir. Elle est définie par des initiales (SSI pour Small Scale Integration, VLSI pour Very Large Scale Integration, ULSI pour Ultra Large Scale Integration, etc). Il faut reconnaitre cependant que les circuits intégrés comportent de plus en plus de composants (transistors notement), et que ces termes sont de moins en moins utilisés. Il n'est en effet plus "futuriste" de parler de plusieurs centaines de millions de transistors dans un seul boitier (CPU et GPU en sont de bons exemples).

Un circuit intégré est un composant fragile. Il craint parfois les décharges électrostatiques (ESD) et la statique.