الدائرة المتكاملة الهجينة

الدائرة المتكاملة الهجينة ( HIC )، أو الدائرة الدقيقة الهجينة ، أو الدائرة الهجينة ، أو ببساطة الدائرة الهجينة، هي دائرة إلكترونية مصغرة تتكون من مكونات فردية، مثل أشباه الموصلات (مثل الترانزستورات ، والديودات ، والدوائر المتكاملة المتجانسة ) ومكونات سلبية (مثل المقاومات ، والمحاثات ، والمحولات ، والمكثفات )، مثبتة على ركيزة أو لوحة دوائر مطبوعة (PCB). ^{[ 1 ]} ولا تُعتبر لوحة الدوائر المطبوعة التي تحتوي على مكونات على لوحة توصيل مطبوعة (PWB) دائرة هجينة حقيقية وفقًا لتعريف MIL-PRF-38534 .

يشير مصطلح " الدائرة المتكاملة "، كما هو مستخدم حاليًا، عادةً إلى دائرة متكاملة أحادية البنية، والتي تختلف اختلافًا ملحوظًا عن الدائرة المتكاملة الهجينة (HIC) في أن الأخيرة تُصنع عن طريق توصيل عدد من المكونات على ركيزة، بينما تُصنع مكونات الدائرة المتكاملة (أحادية البنية) في سلسلة من الخطوات على رقاقة واحدة تُقطع بعد ذلك إلى شرائح. ^{[ 2 ]} قد تحتوي بعض الدوائر الهجينة على دوائر متكاملة أحادية البنية، وخاصةً دوائر الوحدات الهجينة متعددة الشرائح (MCM).

يمكن تغليف الدوائر الهجينة بالإيبوكسي ، كما هو موضح في الصورة، أو في التطبيقات العسكرية والفضائية، يتم لحام غطاء على الغلاف. تعمل الدائرة الهجينة كمكون على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بنفس طريقة عمل الدائرة المتكاملة أحادية الرقاقة ؛ ويكمن الفرق بين النوعين في طريقة بنائهما وتصنيعهما. تتمثل ميزة الدوائر الهجينة في إمكانية استخدام مكونات لا يمكن تضمينها في الدائرة المتكاملة أحادية الرقاقة، مثل المكثفات ذات السعة الكبيرة، والمكونات الملفوفة، والبلورات، والمحاثات. ^{[ 3 ]} في التطبيقات العسكرية والفضائية، يتم وضع العديد من الدوائر المتكاملة والترانزستورات والثنائيات، على شكل رقائق، على ركيزة من السيراميك أو البريليوم. ويتم توصيل أسلاك من الذهب أو الألومنيوم من نقاط توصيل الدائرة المتكاملة أو الترانزستور أو الثنائي إلى الركيزة.

تُستخدم تقنية الأغشية السميكة غالبًا كوسيط توصيل للدوائر المتكاملة الهجينة. يوفر استخدام التوصيلات البينية للأغشية السميكة المطبوعة بالشاشة مزايا تنوع أكبر مقارنةً بالأغشية الرقيقة، على الرغم من أن أحجام المكونات قد تكون أكبر، وقد تكون المقاومات المترسبة ذات نطاق تحمل أوسع. تُعد تقنية الأغشية السميكة متعددة الطبقات وسيلةً لتحسين التكامل بشكل أكبر، حيث تستخدم عازلًا مطبوعًا بالشاشة لضمان إجراء التوصيلات بين الطبقات عند الحاجة فقط. إحدى المزايا الرئيسية لمصمم الدائرة هي الحرية الكاملة في اختيار قيمة المقاومة في تقنية الأغشية السميكة. تُطبع المقاومات المستوية أيضًا بالشاشة وتُدمج في تصميم التوصيلات البينية للأغشية السميكة. يمكن اختيار تركيب وأبعاد المقاومات للحصول على القيم المطلوبة. تُحدد قيمة المقاومة النهائية من خلال التصميم، ويمكن تعديلها باستخدام تقنية التشذيب بالليزر . بمجرد اكتمال تركيب الدائرة الهجينة بالمكونات، يمكن إجراء ضبط دقيق قبل الاختبار النهائي باستخدام تقنية التشذيب النشط بالليزر.

استُخدمت تقنية الأغشية الرقيقة أيضًا في ستينيات القرن العشرين. قامت شركة "ألترا إلكترونيكس" بتصنيع دوائر إلكترونية باستخدام ركيزة من زجاج السيليكا. رُسِّبَ غشاء من التنتالوم بالترذيذ، ثم أُضيفت طبقة من الذهب بالتبخير. بعد ذلك، حُفرت طبقة الذهب أولًا بعد وضع طبقة من المقاوم الضوئي لتشكيل نقاط توصيل متوافقة مع اللحام. شُكِّلت الشبكات المقاومة، أيضًا باستخدام المقاوم الضوئي وعملية الحفر. قُصَّت هذه الشبكات بدقة عالية عن طريق الأدونة الانتقائية للغشاء. كانت المكثفات وأشباه الموصلات على شكل أجهزة معكوسة عديمة الأطراف (LID) ملحومة بالسطح عن طريق تسخين الركيزة بشكل انتقائي من الجانب السفلي. غُطِّيت الدوائر المكتملة براتنج فثالات ثنائي الأليل . صُنعت العديد من الشبكات السلبية المُخصصة باستخدام هذه التقنيات، وكذلك بعض المُضخِّمات ودوائر متخصصة أخرى. يُعتقد أن بعض الشبكات السلبية استُخدمت في وحدات التحكم في المحرك التي صنعتها شركة "ألترا إلكترونيكس" لطائرة الكونكورد .

تتيح بعض تقنيات الدوائر الهجينة الحديثة، مثل الدوائر الهجينة ذات الركيزة LTCC ، إمكانية تضمين المكونات داخل طبقات الركيزة متعددة الطبقات، بالإضافة إلى المكونات الموضوعة على سطح الركيزة. وتنتج هذه التقنية دائرة ثلاثية الأبعاد إلى حد ما .

تُعدّ الدوائر المتكاملة الهجينة مناسبة بشكل خاص للإشارات التناظرية. وقد استُخدمت في بعض الحواسيب الرقمية المبكرة، ولكن تم استبدالها فيها بالدوائر المتكاملة المتجانسة، التي توفر أداءً أعلى. ^{[ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]}

في الأيام الأولى للهواتف، كانت الوحدات المنفصلة التي تحتوي على محولات ومقاومات تسمى بالهجينة أو الملفات الهجينة ؛ وقد تم استبدالها بدوائر متكاملة من أشباه الموصلات .

في بدايات استخدام الترانزستورات، كان يُستخدم مصطلح " الدائرة الهجينة" لوصف الدوائر التي تجمع بين الترانزستورات والصمامات المفرغة ؛ على سبيل المثال، مضخم صوت يستخدم الترانزستورات لتضخيم الجهد، متبوعًا بمرحلة إخراج طاقة تعتمد على الصمامات المفرغة، نظرًا لعدم توفر ترانزستورات طاقة مناسبة آنذاك. أصبح هذا الاستخدام، وهذه الأجهزة، قديمًا؛ ومع ذلك، لا تزال المضخمات التي تستخدم مرحلة تضخيم أولي تعتمد على الصمامات المفرغة مقترنة بمرحلة إخراج تعتمد على أشباه الموصلات قيد الإنتاج، وتُسمى بالمضخمات الهجينة نسبةً إلى ذلك.

• رقاقة على اللوحة ، أو ما يُعرف بالبقع السوداء
• نظام متكامل في حزمة واحدة
• وحدة متعددة الرقائق (MCM)
• الدائرة المتكاملة للميكروويف أحادية الكتلة (MMIC)
• تقنية المنطق الصلب (SLT)
• MIL-PRF-38534
• لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)
• الدائرة الإلكترونية المطبوعة - سلف الدائرة المتكاملة الهجينة

• الوسائط المتعلقة بالدوائر المتكاملة الهجينة على ويكيميديا ​​كومنز