Mikroelektronikk, den delen av elektronikken som behandler utvikling, produksjon og anvendelser av elektroniske kretser. Disse er karakterisert ved at tusenvis av transistorer og andre elektriske komponenter av mikroskopisk størrelse er koblet sammen enten inne på en liten brikke av halvledermateriale (integrerte kretser) eller ved en kombinasjon av flere teknologier (hybridkretser).

Vakuumrøret var enerådende som aktivt eller forsterkende element i elektroniske kretser frem til ca. 1958. Det ble da etter hvert erstattet av transistorer. Transistoriserte kretser gjorde det mulig å produsere utstyr med mindre volum, lavere vekt, lavere effektforbruk, og fremfor alt større pålitelighet. Kretsene ble laget ved sammenstilling av enkeltkomponenter (transistorer, dioder, motstander, kondensatorer og spoler).

Monolittiske integrerte kretser ble utviklet i USA (1959), og det ble mulig å fremstille en krets som en integrert enhet på en liten silisium halvlederbrikke. Den nye teknologien fikk en hurtig utvikling, og allerede i 1962 begynte man i USA å anvende integrerte kretser i raketter, satellitter og militært utstyr. Integrerte kretser kunne i 1997 lagre 64 millioner binære sifre (bit) per brikke, og fire år senere var kapasiteten 256 millioner. Arealet kan variere fra få kvadratmillimeter til over en kvadratcentimeter.

Det som begrenser hvor tett sammen elementene kan legges inn på halvlederbrikken, er bl.a. effektforbruk per areal, fremstillingsprosessene og kvaliteten av de fotomaskene som benyttes under produksjonen. Integrasjon i stor skala (Large Scale Integration, LSI) vil si at tusenvis av komponenter kan lages på én brikke. Stadig mer komplekse kretser kan derved integreres. Man kan i dag f.eks. få kjøpt en komplett datamaskin på én brikke med regneenhet, program- og datalager. Kortere avstander inne på brikken gir høyere hastighet og lavere effektforbruk per kretselement.

Økt kapasitet og ytelse gir større anvendelsesområde og har ført til at kostnad per elektronisk funksjon er synkende. Kompleksiteten av kretsene er doblet omtrent hver hver 18. måned fra 1959, se Moores lov.. Man har tro på at denne utviklingen vil fortsette, siden teknologien enda er langt fra de fundamentale fysiske begrensningene. Typiske detaljer i fotomaskene er nå 0,15 mikrometer. Siden dette er mindre enn bølgelengden for synlig lys, benyttes røntgenstråler i de fotografiske prosessene. Se også integrert krets.

I tillegg til monolittiske kretser benyttes også såkalte hybridkretser, som fremstilles ved en blanding av forskjellige teknologier. Motstander, kondensatorer og ledningsføring fremstilles først som tynne eller tykke filmer på et substrat av glass eller keramikk. De aktive elementene i form av små dioder, transistorbrikker eller integrerte kretser festes til substratet ved hjelp av en legeringsprosess. Kontaktarealene på brikkene forbindes til slutt med ledningsføringen på substratet, og den ferdige kretsen kapsles inn i en egnet pakke. Se også hybridteknikk.

De fleste elektroniske systemer fremstilles ved å anvende monolittiske og hybride kretser som gir redusert vekt og volum, økt pålitelighet og reproduserbarhet, kortere utviklingstid og lavere pris. Lav pris gir økte anvendelsesområder også for den vanlige bruker (lommekalkulator, digitale ur, personlige datamaskiner), og overføres til stadig nye områder.

For instrumentering, kontroll og kommunikasjon spiller mikroelektronikken en stadig større rolle og representerer en av de sterkest omformende teknologier i forhold til våre etablerte sosiale systemer.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om eller kommentarer til artikkelen?

Kommentaren din vil bli publisert under artikkelen, og fagansvarlig eller redaktør vil svare når de har mulighet.

Du må være logget inn for å kommentere.