Un circuit intégré (CI) au silicium est un circuit électronique fonctionnel compact qui contient des semi-conducteurs à base de silicium. Les semi-conducteurs ont des caractéristiques de conductivité qui peuvent être contrôlées de diverses manières. Le circuit intégré, également connu sous le nom de puce ou micropuce, est considéré comme un petit composant avec des bornes allant de huit broches ou plus. Les circuits intégrés d’intégration à très grande échelle sont utilisés dans des dispositifs informatiques contenant plus d’un million de transistors au silicium. Les transistors sont des dispositifs à trois bornes qui agissent comme des vannes de courant contrôlées par le courant et sont comme des relais électromagnétiques, mais avec un contrôle de courant continu au lieu d’un contrôle à deux états ou marche/arrêt.
Le semi-conducteur utilisé dans un circuit intégré au silicium est l’entité principale appelée dispositif à semi-conducteurs. Avant l’utilisation commerciale du premier dispositif à semi-conducteurs, le moyen de contrôler le flux d’électrons consistait à utiliser un tube à vide avec un élément chauffant, une cathode, une plaque et au moins une grille de contrôle. La taille et la puissance requise des tubes à vide les rendent désormais populaires uniquement dans des domaines spécialisés tels que les amplificateurs à très haute puissance pour les applications audio et radio. Le circuit intégré au silicium est également très populaire en raison de la disponibilité du silicium, car un composé commun du silicium se trouve partout comme le sable ordinaire. En chauffant correctement en l’absence d’oxygène, les fabricants de semi-conducteurs sont en mesure de produire du silicium pur, qui peut ensuite être transformé en diodes, transistors et circuits intégrés.
Le circuit intégré au silicium n’est pas utilisé pour les applications de signaux radio en raison des limitations des dispositifs semi-conducteurs au silicium qui sont couverts par les meilleures performances de signal d’autres semi-conducteurs tels que les semi-conducteurs au germanium. Dans les téléphones portables, les circuits d’alimentation audio et courant alternatif (CA)/courant continu (CC) utilisent des circuits intégrés à semi-conducteurs en silicium. Les ordinateurs et autres appareils numériques utilisent de nombreux circuits intégrés au silicium. A partir de la prise de courant, l’alimentation utilise des diodes au silicium capables de redresser directement la tension alternative principale. Ces diodes sont généralement dans une alimentation à découpage en boîtier qui utilise des puces de régulateur de puissance à base de silicium qui sont généralement du type modulation de largeur d’impulsion (PWM), qui renvoie les niveaux de sortie CC en tant que changements dans le cycle de service des impulsions de puissance.
La majorité des circuits électroniques destinés aux applications à relativement basse fréquence utilisent des semi-conducteurs à base de silicium. La diode au silicium est la diode de puissance basse fréquence la plus populaire disponible sur le marché. D’autres semi-conducteurs de commutation, tels que le redresseur contrôlé au silicium (SCR), le dispositif CA à trois bornes (TRIAC) et la plupart des transistors de puissance audio, sont constitués de semi-conducteurs au silicium. Dans les panneaux solaires photovoltaïques, on observe que des jonctions de silicium qui sont exposées au soleil produisent un potentiel électrique aux bornes. Cela conduit à une large utilisation de dispositifs de panneaux solaires à base de silicium qui promettent de devenir de moins en moins chers à mesure que davantage de percées en matière de recherche et de fabrication sont réalisées.