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Circuit électrique

Circuit électrique

Un circuit électrique est un ensemble simple ou complexe de conducteur(s) et de composant(s) électrique(s) ou électronique(s) parcouru par un ou plusieurs courant(s) électrique(s). Le terme court-circuit désigne un défaut ou une fonctionnalité conducteur d'un circuit électrique ou électronique, qui permet au courant électrique de passer à côté du circuit et donc, d'en supprimer l'effet sur le dit courant. Généralement un court-circuit permet à un courant anormalement élevé d'apparaître instantanément. Pour éviter que le courant ne détruise rapidement le circuit d'alimentation, une protection: disjoncteur, fusible, limiteur de courant est necéssaire. On calcule le courant de court circuit pour :
- Déterminer le pouvoir de coupure des appareils de protection
- Abaisser au maximum le courant d'électrisation

Bâtiment et industrie BT

- Un circuit commence au niveau du tableau par un départ spécifique avec une protection indépendante des autres circuits.
- Généralement le départ ne comporte qu'un seul cable dont la section des conducteurs est adaptées à la protection.
- Les normes actuelles: # Disjoncteur 10 Ampères = cable 1.5 mm² # Disjoncteur 16/20 A = cable 2.5 mm² # Disjoncteur 32 A = cable 6 mm² # Disjoncteur 40

Automobile TBT

Le principe est bien sûr le même, sauf que seul le conducteur positif peut être protégé, vu que la carrosserie est connecté au pôle négatif de la batterie et donc sert de conducteur négatif. Les disjoncteurs sont remplacés par des fusibles de petite taille regroupés très souvent sous le tableau de bord en une boîte à fusibles qui était autrefois située sous le capot moteur. De plus l'installation na pas besoin de conducteur de sécurité (terre) celle-ci étant en TBT (tension < 50 V).

Electronique

- Comme en électricité, un circuit est un ensemble simple de conducteurs où circulent un ou plusieurs courants. A part les circuits de puissances, les autres sont rarement protégés, car mettent en jeu des courants faibles, voire très faibles.
- Le terme circuit en électronique est parfois attribué un peu abusivement:
- Circuit imprimé : support plan en bakélite ou résine époxy supportant de nombreux circuits électrique en piste de cuivre reliant les différent composants du circuit.
- Circuit intégré : ensemble de composants électroniques, réalisant une ou plusieurs fonctions, intégrés dans un seul boîtier simple à utiliser.

Voir aussi

- Circuit en série
- Circuit en parallèle Catégorie:Circuit électronique Catégorie:Électricité ja:電気回路

Conducteur (physique)

En physique, le contraire d'un conducteur est un isolant.

Électricité

Généralités

En électricité, un conducteur est un matériau qui contient des porteurs de charge électrique mobiles. Lorsque ce conducteur n'est soumis à aucun champ électrique ou, plus généralement, dans la situation décrite par la théorie de l'électrostatique, les porteurs de charge sont animés d'un mouvement aléatoire, ce qui fait qu'on n'observe aucun courant électrique, on dit que le conducteur est en équilibre électrostatique (voir conducteur en équilibre électrostatique). Lorsqu'on lui applique un champ électrique, le mouvement des porteurs de charges devient partiellement ordonné, ce qui fait qu'on observe un courant électrique. Par extension, un conducteur est un composant électrique ou électronique de faible résistance, servant à véhiculer le courant d'un point à un autre. On parle aussi de conducteur pour désigner les objets suivants : fil électrique, câble, piste, barre, strap, cordon.

Matériaux

- Parmi les matériaux conducteurs, on peut citer les métaux, les électrolytes (ou solutions ioniques) et les plasmas. (
- Il faut également noter que certains solides non métalliques sont conducteurs (par exemple le graphite).
- Le conducteur parfait n'existe pas. Il s'agit en général d'un conducteur ohmique.
- Les semi-conducteurs sont des cas particuliers : leur conductivité dépend de conditions physique externes.
- Un autre type de conducteurs est constitué par les supraconducteurs, des conducteurs dont la résistance ohmique devient strictement nulle dans certaines conditions.
- En dessous d'une certaine température dite «température critique» certains matériaux deviennent des supraconducteurs. Il est notable que ces matériaux ne sont pas forcément bons conducteurs à température normale
- Actuellement, la température critique la plus élevée est 138 K, soit -135°C.

Thermique

Un conducteur thermique est un matériau ayant une conductivité thermique élevée.
- Un conducteur thermique est utilisé pour conduire la chaleur. Dans cette fonction on appelle un conducteur un caloporteur, ce rôle est souvent dévolu à fluide (liquide ou gaz).
- Les conducteurs thermiques sont aussi utilisés pour évacuer ou dispersser la chaleur, notamment dans les radiateurs.
- Soit pour évacuer cette dernière, afin d'éviter l'échauffement excessif d'un système produisant des calories;
- Soit pour chauffer l'environnement (confort domestique) ou un produit (processus industriel). Les meilleurs conducteurs thermiques sont les métaux et certains fluides.

Rapport entre conduction thermique et conduction électrique

Un bon conducteur électrique est également un bon conducteur thermique (cas des métaux), un bon isolant électrique est également un bon isolant thermique. Ceci vient du fait que les deux phénomènes font intervenir les phonons, les « paquets d'onde » de vibration du matériau. Pour simplifier, disons que les atomes du matériau vibrent entre eux, et que ces vibrations sont concentrées en paquets, comme des grumeaux qui se déplacent. Le phénomène de résistance électrique est dû au freinage des électron par les phonons. Le phénomène de conduction thermique consiste à créer des phonons et en leur déplacement, puisque la température d'un solide représente son énergie de vibration. Il est donc logique que les deux soient liés. Catégorie:Électronique Catégorie:Électricité ja:導体

Alimentation électrique

Une alimentation électrique est un système qui fournit de l'énergie électrique, sous une forme adaptée à un ou des appareils fonctionnant avec cette énergie.

Production distribution

Production

La production d'électricité se fait dans des unités de production d'électricité classifiées par leur puissance exprimée en kilo watts (kW) ou mégawatts (MW) et, par l'énergie qu'elles utilisent donnée en kilowatts-heures (kWh). Elles sont souvent proches des lieux de grande consommation, mais sont reliées entre elles par un réseau de transport de grande capacité. Mais il existe aussi d'autres types de production électrique comme les batteries. Exemple : batterie d'accumulateur.

Réseau de transport d'électricité

L'électricité produite dans les centrales électriques est transportée jusqu'aux postes de transformations par des lignes ou l'électricité circule sous haute tension afin de réduire les pertes. Ces lignes encore bien souvent aériennes (câbles tendus entre des pylônes jalonnant les campagnes) sont de plus en plus souvent enterrées pour des raisons politiques, esthétiques, écologiques et de sécurité.

Spéculation énergétique

Le marché de l'électricité de l'énergie électrique s'appuie sur: la production, les réseaux de transports et de distributions ainsi que bien évidemment sur la consommation de l'électricité.

Tarifications

La tarification de l'électricité ne suit pas seulement des politiques commerciales classiques, modifiant le prix selon la volume consommé. L'énergie est un bien particulier, difficile à stoquer. De plus, démarrer/ralentir/arrêter une unité de production est plus délicat que d'appuyer sur un interrupteur côté consommateur. C'est pourquoi on peut trouver des options tarifaire incitant à rendre la consommation plus homogène et variant selon les périodes de la journée ou de l'année. Exemple le plus connu: le tarif jour/nuit. Ordre de grandeur en 2005 et en France: 0,10 €/kW.h le jour et 0,07 €/kW.h la nuit. Cela implique que des systèmes se déclenchant automatiquement selon la période ont été inventés (le producteur envoie un signal horaire sur ses lignes pour indiquer la période en cours). Exemple du chauffe-eau électrique: sa réserve d'eau peut n'être chauffée que la nuit puis consommée au fil de la journée sans électricité. Un commutateur dédié situé en général dans le tableau électrique d'une habitation se charge de couper ou rallumer le circuit de l'appareil selon le signal horaire reçu.

Consommation

Industriel

Pour l'alimentation électrique des sites industriels, très gros consommateurs, l'électricité arrive en haute tension et est transformée par des postes de transformation en basse tension situés au plus près des installations gourmandes en énergie électrique, installés et maintenus par l'industriel.

Poste de transformation (transformateur électrique)

Pour pouvoir assurer la distribution dans des conditions de sécurités acceptables l'électricité des lignes de transport passe par des postes de transformation ou l'on abaisse sa tension

Distribution

Des postes de transformation jusqu'au consommateurs en appartement, villa, bureaux, magasins, les lignes électriques véhiculent un courant basse tension. : Voir : Régime de neutre.

Bâtiment

A l'entrée du local du consommateur, le fournisseur d'électricité installe un compteur qui permet à ce dernier de facturer au consommateur la quantitée exacte d'électricité absorbé par ce dernier. #Les normes et règlements en matière de sécurité électrique imposent, depuis longtemps que des systèmes de protections soient intégrés au local ou se fait la consommation d'électricité.
#Ces systèmes de type protection des personnes et protections des lignes d'alimentations (prévention des incendies) sont regroupés sur un tableau accessible rapidement des occupants du local en cas de nécessitée, électrocution de personne ou à l'incendie d'un appareil.

Appareillage Industriel

- TGBT.
- Machines.

Appareillage domestique

Alimentation intégrée

Dans la plupart des appareils électroménagers et de bureau, certains circuits nécessitent une alimentation électrique de caractéristiques différentes de celle distribuée à partir des compteurs électriques individuels. Ils comportent souvent un système de filtrage destiné à supprimer les parasites entrants, mais surtout ceux générés par l'appareil qui perturberaient le réseau. Ensuite on peut décomposer l'appareil en deux parties électriques, le circuit de commande et le circuit de puissance. Le circuit de commande puisqu'il sert d'interface avec l'homme est en très basse tension, donc une alimentation transforme le 230 V en une tension compatible avec le circuit de commande. Le circuit de puissance se voit alimenté par la tension du secteur à travers un organe de commutation du circuit de commande.

Alimentation séparée

Les avancés technologiques favorisant une consommation de plus en plus réduite des appareils, les petits appareils domestiques et de bureaux: radio, téléphone, lampe de bureau, imprimante, sont alimentés pour des raisons de sécurités et souvent d'esthétique en très basse tension à l'aide d'une alimentation extérieur. Fréquemment celle-ci n'est qu'un simple transformateur abaisseur de tension, parfois associé à un redresseur délivrant une tension continue, plus rarement une régulation complète ces alimentations. Dans les ateliers et laboratoires ou l'on conçoit, test ou répare l'appareillage électrique, des alimentations beaucoup plus sophistiqués permettent d'alimenter avec un maximum de sécurité, les parties des appareils en cour d'examen ou de test. Tout les paramètres des courants à délivrer peuvent être réglés séparément et très précisément pour éviter tout dommages aux matériels et aux personnels.

Système de protection

- Paratonnerre.
- Mise à la terre.
- Blindage
- Disjoncteur.
- Fusible.
- Sécurisation des bâtiments contre les rongeurs. Poste HTA, HTB.

Appellations standards

- THT = très haute tension (cette appellation n'existe plus actuellement)
- HT = haute tension
- BT = basse tension
- TBT = très basse tension catégorie:électricité catégorie:électrotechnique

Voir aussi

Alimentation Normale Secours

Basse tension

catégorie:électricité Les normes européennes définissent le domaine des basses tensions (abréviation BT) comme les tensions comprises entre :
- 50 et 1 000 volts en régime de tension alternative,
- 120 et 1500 volts en régime de tension continue. Les tensions dont la valeur est plus faible appartiennent à la catégorie de la très basse tension : TBT.

Très basse tension

Domaine très basse tension (par abbréviation TBT) : installations dans lesquelles la tension ne dépasse pas 50 volts en courant alternatif ou 120 volts en courant continu lissé. La très basse tension est la classe des tensions qui ne peuvent pas produire dans le corps humain des courants électriques dangereux pour l'homme. Attention cependant, on différencie la très basse tension de sécurité (par abbréviation TBTS) comme étant le domaine de tensions réellement sans danger pour l'homme. En effet, il peut y avoir 5 volts entre deux conducteurs - donc de la TBT - mais 1000 V entre l'un de ces conducteurs et la terre. La tension entre les conducteurs et importante, mais il faut aussi vérifier la manière dont cette tension est créée, et le regime de neutre utilisé (Cf. Neutre (électricité)).La TBTS est limitée comme la TBT à 50 volts en courant alternatif ou 120 volts en courant continu, mais on la limite à 12 volts alternatifs à proximité immédiate d'une baignoire.

Voir aussi

- Danger du courant électrique Catégorie:électricité Catégorie:électrotechnique

Conducteur (physique)

En physique, le contraire d'un conducteur est un isolant.

Électricité

Généralités

Matériaux

Thermique

Rapport entre conduction thermique et conduction électrique

Positif

- Positif est une revue de cinéma française.
- Positif est un album de Jean-Jacques Goldman sorti en 1984.
- En électricité ou en électronique, on désigne comme positif (par convention ) la partie d'un circuit, d'un conducteur, d'un connecteur raccordé à la partie chargé par un excès d'électron d'une source de courant continu.
- En mathématiques, un nombre positif d'un ensemble de nombres ordonné est un nombre qui est supérieur à zéro.

Batterie d'accumulateurs

ko:전지 ja:電池 Une batterie d'accumulateurs ou généralement une batterie, est un ensemble d'accumulateurs électriques reliés entre eux de façon à créer un générateur de courant continu de la capacité et de la tension désirée. On appelle aussi batteries les piles électriques et accumulateurs rechargeables destinées aux appareils électriques et électroniques domestiques.

Caractéristiques d'un accumulateur et types d'accumulateurs

Voir l'article détaillé Accumulateur électrique

Utilisation

Les véhicules routiers sont alimentés en électricité par une batterie d'accumulateurs, fréquemment une batterie au plomb. La tension de cette batterie est couramment de 12 volts sur les automobiles.

Voir aussi

- Accumulateur électrique
- Batterie au plomb
- Pile électrique

Liens externes

- [http://www.infovisual.info/05/011_fr.html Voir un schéma détaillé d'une batterie d'automobile] catégorie:électricité catégorie:électrotechnique

Fusible

catégorie:électricité catégorie:électrotechnique catégorie:électronique catégorie:électronique catégorie:électronique Un fusible est un organe de sécurité, utilisé en électricité et électronique, son rôle est d'interrompre le courant électrique dans le circuit électrique qu'il protège en cas de défaut. Son nom vient du fait qu'il fonctionne par fusion d'un filament.

Fonctionnement

- Le but est de protéger le ou les circuits électriques en aval.
- Le courant demandé par le circuit électrique traverse entièrement le fusible, lorsque le courant dépasse (une valeur spécifique pendant un temps préçis) le calibre), la partie conductrice du fusible fond et ouvre le circuit. Certains modèles de fusible sont munis d'un voyant mécanique indiquant le fonctionnement du fusible.

But

- L'ouverture interrompt le courant protégeant le circuit contre les conséquences néfastes de la surintensité (échauffement allant facilement jusqu'à l'inflammation des matériaux inflammable au contact ou à proximité du circuit) provocant courrament des incendies.
- Par contre il ne protège en aucun cas les personnes contre les électrocutions, un courant dangereux pour une personne ou un animal est trop faible pour être surveillé par un fusible.

Choix

- Selon l'emploi : domestique ou industriel
- Forme : cylindrique ou à couteaux
- Avec voyant de signalisation ou non

Évolution

De plus en plus ce dipositif à fusion du fusible est remplacé par des organes de disjonction électromécanique ou électronique réarmable et beaucoup plus rapide.

Liens externes

- [http://www.stielec.ac-aix-marseille.fr/cours/abati/fusible.htm Les cartouches fusibles] ja:電力ヒューズ

Circuit imprimé

Le circuit imprimé est une plaque destinée à regrouper des composants électroniques, afin de réaliser un système plus complexe. Cette plaque, de longueur et largeur très variables, à une épaisseur de l'ordre du millimètre.

Fabrication

Le circuit imprimé (aussi appelé « PCB » pour « Printed Circuit Board ») est une plaque fabriquée à partir de matériaux composites (anciennement bakélite, puis résine époxy) doublée d'une fine couche de cuivre. Ce cuivre par transfert photographique du circuit électrique et dissolution de l'excédent de cuivre permet la fabrication de circuits électriques particuliers. Il permet ensuite d'implanter par brasure (communément appellé soudure ) les composants électroniques (circuits intégrés, condensateurs, résistances, diodes, transistors...) qui seront alors reliés par les lignes conductrices ainsi créées. Cette plaque forme alors un sous-système électronique. La dissolution du cuivre peut être réalisé par du perchlorure de fer liquide. Ce type de circuit imprimé est dit mono-couche. Mais les besoins de circuits de plus en plus complexes se faisant sentir, les techniques de gravures ont évolués, les circuits imprimés ont vu le nombre de leurs couches se multiplier. Les liaisons entre les pistes des différentes couches et les composants sont assurées par de minuscule rivets conducteurs appelés vias. Dans une carte mère de micro-ordinateur par exemple, les couches sont au nombre de cinq, voir plus. Une couche est réservée à la masse ou alimentation 0V, une à l'alimentation 5V, les autres sont distribuées en fonction des besoins. Quand la complexité est vraiment élevée et que le coût peut être considéré comme secondaire on peut rencontrer jusqu'à vingt couches.

Exemples d'utilisation

Presque tous les domaines de l'électronique utilisent maintenant des circuits imprimés :
- Micro-ordinateur
- Imprimante
- Appareillage électroménager hi-fi
- etc. Certains composants d'ordinateur sont (par construction) des circuits imprimés :
- La carte mère
- Les barettes mémoires
- Les cartes d'extension de mico-ordinateur PCI/ISA.

Evolutions

Avec la décroissance des coûts de fabrication, le nombre de couches utilisées par des circuits imprimés destinés à des applications grand public ne cesse d'augmenter. Alors que dans les années 90, l'industrie automobile considérait que seuls des circuits imprimés mono-couche étaient industriellement acceptables, il n'est plus surprenant (en 2005) de rencontrer des circuits à 4 couches. Avec le besoin de réduction de la taille, la circuit imprimé plan peut être un obstacle à l'intégration. On observe donc l'utilisation de circuits imprimés flexibles qui peuvent être tracés sur un support souple (généralement avec seulement une ou deux couches de cuivre). Un environnement où le circuit flexible est courant est celui des appreils photographiques où cela permet de contourner les contraintes de placement qui sont imposées par l'optique et le design industriel. Mais des raisons de coût peuvent également amener les industriels à choisir cette technologie de circuits souples : bien que plus cher à la fabrication, ils offrent l'indéniable avantage de ne nécessiter aucun systeme de connectique pour l'interconnection entre différentes cartes, économisant par là même la main d'œuvre et la matière de cette opération, et fiabilisant l'ensemble. Le détail des techniques de circuit imprimé a évolué avec l'apparition du composant monté en surface qui a permis de réduire la taille des composants, d'augmenter la fréquence d'utilisation mais a imposé des adaptations spécifiques : comme l'augmentation du nombre moyen de vias mais aussi l'apparition de vias "in-pad" (fait au laser), c'est à dire intégrés dans la plage où le composant vient se braser. Dans certains cas extrêmes, le support peut sortir totalement de l'ordinaire (tout en reprenant les mêmes principes). Par exemple, certaines applications militaires ou spatiales qui sont soumises à des environnements thermiques très éprouvants utilisant des circuits imprimés en céramique. catégorie:électronique ja:プリント基板 th:พีซีบี

Bakélite

Dans la foulée du celluloïd, première matière plastique polymère inventée en 1870, Leo Hendrik Baekeland, un chimiste belge émigré aux États-Unis mit au point en 1907 le premier polymère synthétique connu : la bakélite. Obtenue à partir de phénols et de formaldéhyde cette résine thermodurcissable montre des propriétés remarquables : résistante aux produits chimiques et d'une bonne tenue à la chaleur, elle est également isolante. Ce matériau providentiel trouva aussitôt d'innombrables applications dans les domaines de la chimie et de l'électricité mais aussi pour la réalisation d'objets de tous les jours : téléphones, postes de radio entre autres. Après la première guerre mondiale, elle fut rejointe par la Galalithe elle-même découverte plus tôt, en 1889. Le règne du plastique commença alors…

Culture

Pour le grand public, le nom de cette matière plastique est surtout connu par la chanson de Serge Gainsbourg Sea Sex and Sun ('Tes petits seins de Bakélite
qui s’agitent)

Liens externes

- [http://www.bakelitmuseum.de Musée de Bakélite] (Anglais et Allemand) Catégorie:Polymère

Circuit intégré

Le circuit intégré (CI) (ou la puce électronique) est un composant électronique reproduisant une ou plusieurs fonctions électroniques plus ou moins complexes, intégrant souvent plusieurs types de composants électronique de base dans un volume réduit, rendant le circuit facile à mettre en œuvre.
Il existe une très grande variété de ces composants divisés en deux grandes catégories : analogique et numérique. numérique

Invention

Jack Kilby est l'inventeur du circuit intégré. Il est mort à l'âge de 81 ans en juin 2005 suite à une longue maladie. En 1958, cet américain, alors employé par Texas Instruments, créait le tout premier circuit intégré, jetant ainsi les bases de l'informatique moderne. Pour la petite histoire Jack Kilby, qui venait de rejoindre la compagnie, a fait cette découverte alors que la plupart de ses collègues profitaient de vacances organisées par Texas Instruments. À l'époque, Kilby avait tout simplement relié entre eux différents transistors en les câblant à la main. Il ne lui aura pas fallu plus que quelques mois pour passer du stade de prototype à la production de masse de puces en silicium contenant plusieurs transistors. Cette découverte a valu à Kilby un prix Nobel de physique en 2000, alors que ce dernier siégeait toujours au directoire de Texas Instruments et détenait plus de 60 brevets à son nom.

Circuit intégré analogique

Les composants les plus simples peuvent être de simples transistors encapsulés les uns à côté des autres sans liaison entre eux, jusqu'à des assemblages réunissant toutes les fonctions requises pour le fonctionnement d'un appareil dont il est le seul composant. Les amplificateurs opérationnels sont des représentants de moyenne complexité de cette grande famille où l'on retrouve aussi des composants réservés à l'électronique haute fréquence et de télécommunication. Un exemple de circuit analogique: L'ampli op 741

Circuit intégré numérique

Les circuits intégrés numériques les plus simples sont des portes logiques simples (et, ou, non), les plus compliqués sont les microprocesseurs et les plus denses sont les mémoires. On trouve de nombreux circuits intégrés dédiés à des applications spécifiques, notamment pour le traitement du signal (traitement d'image, compression vidéo...) on parle alors de DSP (pour Digital Signal Processor). Une famille importante de circuits intégrés est celle des composants de logique programmable (FPGA, CPLD). Ces composants sont amenés à remplacer les portes logiques simples en raison de leur grande densité d'intégration.

Apparence

Les circuits intégrés se présentent généralement sous la forme de boîtiers pleins rectangulaires noirs. Ils sont équipés sur un ou plusieurs côtés voire sur une face, de broches/pattes/pins qui permettent d'établir des connexions. Ces composants sont soudés, ou bien enfichés dans des supports à des fins de démontage, sur un circuit imprimé. Normalement, des références peintes sur le dessus du boîtier indiquent le nom du constructeur, la référence permettant d'identifier le composant, un code correspondant à des variantes ou révisions et, la date de fabrication (4 chiffres codés AASS : année et semaine). Les progrès de l'intégration sont tels que les circuits intégrés peuvent devenir très petits. Leur taille ne dépend plus guère que de la capacité du boitier à dissiper la chaleur produite par effet joule et bien souvent de la taille des broches de sortie du circuit ainsi que de l'espace entre les broches. Un exemple de circuit intégré assez ancien : Le quadruple ampli opérationnel LM324

Composants internes

Un circuit intégré comprend sous des formes miniaturisées principalement des transistors, des diodes, des résistances, des condensateurs et, plus rarement des inductances voire des resistances négatives car elles sont plus difficilement miniaturisable.

Échelle d'intégration

L'échelle d'intégration défini le nombre de portes par boîtier :
- SSI (small scale integration) petite : inférieur à 12
- MSI (medium) moyenne : 12 à 99
- LSI (large) grande : 100 à 9999
- VLSI (very large) très grande : 10 000 à 99 999
- ULSI (ultra large) ultra grande : 100 000 et plus Ces distinctions ont peu à peu perdu leur utilité avec la croissance considérable du nombre de portes. Aujourd'hui plusieurs centaines de millions de transistors (plusieurs dizaines de millions de portes) représentent un chiffre normal (pour un microprocesseur ou un circuit intégré graphique haut de gamme).

La technique de fabrication la plus courante

La fabrication d'un circuit intégré est un procédé complexe dont la tendance est à se compliquer de plus en plus.
- Le motif de base est le transistor, et ce sont ensuite les interconnexions métalliques entre les transistors qui réalisent la fonction particulière du circuit.
- L'aluminium est souvent employé dans ce but, mais une technologie plus performante permet l'emploi du cuivre.
- On utilise parfois du silicium polycristallin, également conducteur, notamment pour la grille du transistor. cuivre

Matière première

La matière première de base habituellement utilisée pour fabriquer les circuits intégrés est le silicium. Néanmoins, d'autres matériaux sont parfois employés, comme le germanium ou l'arséniure de gallium. Le silicium est un semi-conducteur dans sa forme mono-cristalline. Ce matériau doit être pur à 99,99%. On fabrique d'abord un barreau cylindrique de silicium en le cristallisant très lentement. Ce barreau est ensuite découpé pour être utilisé sous forme de galettes de 500 µm d'épaisseur et ayant jusqu'à 300 mm de diamètre, appelé wafer (galette, en anglais). Un wafer va supporter de nombreux circuits intégrés.t1

La photolithogravure

Ce procédé est actuellement le plus répandu.

Étapes de fabrication

Le nombre d'étapes de la fabrication des circuits intégrés a cru considérablement depuis 20 ans. Il peut atteindre plusieurs dizaines pour certaines productions spécialisées. Toutefois, on retrouve à peu près toujours la même série d'étapes :
- Préparation de la couche : on expose le wafer à du dioxygène pur après chauffage pour fabriquer une couche d'oxyde (isolant) en surface, ensuite le wafer est recouvert d'un vernis photosensible.
- Transfert : on transfère le dessin du circuit à reproduire sur la surface photosensible à l'aide d'un masque, comme pour la peinture au pochoir, en l'exposant aux ultraviolets, (ou aux rayons X, pour les gravures les plus fines). Le vernis non soumis aux rayonnements est dissout grâce à un solvant spécifique.
- Gravure : l'oxyde de silicium est donc protégé par le vernis aux endroits exposés aux ultraviolets. Un agent corrosif va creuser la couche d'oxyde aux endroits non protégés.
- Dopage : on dissout ensuite le verni exposé avec un autre solvant, et des ions métalliques, appelés dopants, sont introduits dans le silicium exposé là où l'oxyde a été creusé, afin de le rendre conducteur.
- Couche suivante : l'opération est renouvelée pour créer les couches successives du circuit intégré ou du microprocesseur (jusqu'à 20).
- On détermine la qualité de la gravure selon le plus petit motif qu'il est possible de graver, en l'occurrence la largeur de la grille du transistor MOS. En 2004, les gravures les plus fines en production sont 0,13 µm (ou 130 nm) et 90 nm.

Phases finales

- On dépose une pellicule métallique aux endroits où le circuit devra être en contact avec les broches de sortie.
- Les circuits intégrés sont testés directement sur le wafer. Les puces défectueuses sont marquées.
- Le wafer est finalement découpé au diamant.
- Les puces ainsi obtenues sont insérées dans un boitier individuel de protection et reliées aux broches qui vont leur permettre de communiquer avec l'extérieur.
- Des tests de validation sévères et individuels sont alors entrepris pour qualifier les microprocesseurs, en fréquence et en température.

Technologies spécialisées

Certaines techniques sont aussi utilisées pour des circuits intégrés de type un peu spécialisé.

Silicium sur isolant

La technologie (silicon on insulator - SOI) consiste à introduire une couche isolante électriquement sous les transitors en profondeur du silicium. Cela réduit les pertes d'électrons dans le circuit, sources de consommation statique d'énergie. Le silicium « à coté » des transistors n'est plus fixé à un potentiel donné, ce qui introduit des performances intéressantes (augmentation de vitesse pour les portes CMOS complexes).

Silicium sur saphir

Dans certains cas, le substrat en silicium monocristallin est purement et simplement abandonné. L'avantage intrinsèque d'utiliser du silicium (l'arrangement des atomes de silicium sur le substrat est naturellement plus régulier) peut alors être compensé pour des applications spécialisées. C'est ainsi que le silicium sur saphir (substrat en saphir cristallin) est utilisé dans les applications où le circuit intégré sera exploité dans un environnement spatial ou soumis à d'intenses radiations qui rendraient les substrats de silicium inutilisables.

Arséniure de gallium

On réalise également des semi-conducteurs à base d'arséniure de gallium. Même si ce matériau a eu l'antériorité sur le silicium, il avait quasiment disparu de l'industrie. Aujourd'hui les avantages intrinsèques de ce matériau en termes de vitesse de commutation lui redonnent une nouvelle jeunesse dans le domaine des hautes fréquences et l'on voit réapparaître une fabrication industrielle sur la base de cette technologie.

Développements futurs

L'industrie des circuits intégrés est une de celles qui évoluent le plus rapidement de l'histoire des technologies. Elle explore continuellement de nouvelles technologies. Parmi celles qui semblent avoir un avenir prometteur il faut compter :
- les substrats en diamant, dont on attend beaucoup en termes de refroidissement

Voir aussi

- circuit imprimé
- LM324
- microprocesseur
- microcontrôleur Catégorie:Électronique Catégorie:Composant électronique Catégorie:Composant actif ja:集積回路 ko:집적회로 ms:Litar bersepadu simple:Integrated circuit

Circuit en série

Un circuit en série est un terme utilisé en électronique pour désigner un circuit électrique (ou une branche d'un circuit électrique), où les composants (par exemple, les résistances ou les générateurs) sont connectés à la suite (voir illustration). circuit électrique

Analyse

Dans un circuit en série, le même courant passe à travers chaques composants électrique. Chaque résistance contribue une baisse de tension proportionnelle a l'impédance du composant (Loi d'Ohm).

Résistances

Pour une connexion de résistances en série : N résistances connectés en série La résistance totale est égale à : :

R_ = R_1 + R_2 + \cdots + R_n

Inductances

Pour une connexion d'inductance en série : N inductance connectés en série L'inductance totale est égale à : :

L_ = L_1 + L_2 + \cdots + L_n

Condensateurs

Pour une connexion de condensateurs en série : N condensateur connectés en série La capacité totale est égale à : :

=  +  + \cdots +

Voir aussi

- Circuit électrique
- Circuit en parallèle Catégorie:Circuit électronique

Catégorie:Circuit électronique

Catégorie:Électronique

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Speed skaters Category:Speed skaters

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- [http://news.bbc.co.uk/onthisday/hi/dates/stories/May/17 BBC: On This Day]
- [http://www.tnl.net/when/5/17 Today in History: May 17] ---- Mayu 16 - M