IC¶

概要¶

IC（Integrated Circuit：集積回路）は、多数の電子部品を1つの半導体チップ上に集積した電子回路である。

現代の電子機器のほぼ全てに使用されており、コンピュータ、スマートフォン、マイコン、センサなどの基盤技術となっている。

ICとは¶

従来はトランジスタや抵抗などを個別に配線して回路を構成していた。

ICではこれらの部品を1つのチップ内に集積することで、

• 小型化
• 高性能化
• 低消費電力化
• 高信頼性化

を実現している。

ICの構成¶

一般的なICは以下の要素で構成される。

+----------------+
|  半導体チップ   |
|                |
|  内部回路       |
|                |
+----------------+
   │ │ │ │ │ │
 ピン（端子）

外部機器とはピンを通じて接続される。

主な種類¶

マイコン¶

プログラムを実行するIC。

例

• STM32
• ATmega328P
• RP2040
• ESP32

用途

• モータ制御
• センサ制御
• 通信処理
• UI制御

ロジックIC¶

デジタル回路を構成するIC。

例

• ANDゲート
• ORゲート
• NOTゲート
• フリップフロップ

用途

• 信号処理
• タイミング制御

電源IC¶

電源を生成・制御するIC。

例

• LDO
• DCDCコンバータ
• バッテリー充電IC

用途

• 電圧変換
• 電源管理

通信IC¶

通信機能を提供するIC。

例

• CANトランシーバ
• RS-485トランシーバ
• Ethernet PHY

用途

• データ通信
• ネットワーク接続

メモリIC¶

データを保存するIC。

例

• EEPROM
• Flash Memory
• SRAM
• DRAM

用途

• 設定保存
• プログラム保存
• データ保存

センサIC¶

物理量を測定するIC。

例

• MPU6050
• BMI270
• BME280
• INA219

用途

• 姿勢計測
• 温度計測
• 電流計測

パッケージ¶

ICは様々な外形で提供される。

DIP¶

┌─────────┐
│         │
├─┐     ┌─┤
├─┐     ┌─┤
└─────────┘

特徴

• 手実装しやすい
• 試作向き

SOP / SOIC¶

表面実装向け。

特徴

• 小型
• 実装容易

QFP¶

STM32などで多く使用される。

特徴

• 多ピン
• 実装しやすい

QFN¶

底面にパッドを持つ。

特徴

• 小型
• 放熱性が高い

BGA¶

● ● ● ●
 ● ● ●
● ● ● ●

特徴

• 超高密度
• 高性能機器向け

データシート¶

ICを使用する際はデータシートを確認する。

主な確認項目

IC選定時の確認事項¶

電源電圧¶

例

• 1.8V
• 3.3V
• 5V

消費電流¶

システムの電源設計に影響する。

通信方式¶

例

• UART
• I2C
• SPI
• CAN

パッケージ¶

製造可能なサイズか確認する。

動作温度¶

用途に応じて確認する。

例

Asterで使用する主なIC¶

関連用語¶

• MCU（Microcontroller Unit）
• MPU（Microprocessor Unit）
• SoC（System on Chip）
• ASIC（Application Specific Integrated Circuit）
• FPGA（Field Programmable Gate Array）
• DCDCコンバータ
• LDO
• トランシーバ

まとめ¶

ICは多数の電子部品を1つのチップに集積した電子回路であり、現代の電子機器を構成する基本要素である。

AsterではSTM32を中心に、電源IC、通信IC、センサICなど複数のICを組み合わせてシステムを構築している。