IC（集積回路）って何ですか？

質問

調べてもその概要やこんなのに使われていると言うのしかわからず、具体的な役割みたいなものが見えてきません。
役割やこういう風に使い活用できるみたいなことを教えていただけるとうれしいです。

回答No.5

dahho · ベストアンサー

ICはデジタルICとアナログICに大きく分けられると思います。
デジタルICはデジタル回路をパッケージ化したもので、sinobu_wednesdayさんの言うように0と1、（TTLのICなら0Vと5Vに対応）を制御するような回路です。
例えば、パソコンのUSBの通信制御専用のIC（機械やパソコンから0や1の情報が来たときに、USBの通信規約に従った信号に変換する）、パソコンなどのCPU（NANDなどのロジックICの集まりでNANDをたくさん組み合わせれば足し算や掛け算も出来る）、メモリIC（数字を記憶しておくだけのIC。トランジスタがたくさん並んでいて電流が流れていないときを0、流れているときを1として書き換えられるまで同じ値を保持している。）、インターホンや電話などにはメロディIC（例えば「エリーゼのために」の演奏専用ICは電源を与えれば延々と音楽に対応する電気信号を出し続ける）などがあります。デジタルICはデジタル信号（情報）を変換するICと言ってもいいかもしれません。

アナログICはOPアンプ（おぺあんぷ）が代表例です。OPアンプは普通、電気信号の増幅に使われます。音楽を聴くときの音量調整に使われていて、外付けの抵抗を変化させると増幅率が変わるので音量調整が出来ます。ADコンバータはアナログ電圧をデジタルの数字に変換するものです。例えば音量調整の場合、ボリューム（可変抵抗）を回転させると抵抗が変化するようになっていて、その電圧をADコンバータに入力させるとそれを例えば「14V」のように数値に変換してデジタルデータに直します。デジタルデータでは14は1110（2進数）と表されるので、結局「14V」を入力させると「5V、5V、5V、0V」の順に出力されます。センサーICはセンサーが内蔵されているもので例えば温度センサーはIC本体の温度に対応した電圧を出力します。光センサーは光の強度に対応した電圧を出力します。

実際にある電子機器を作る際には、たくさんのICを組み合わせて使います。例えばエアコンなどの温度調整には、
温度ICで温度を電圧に変換→ADコンバータで電圧をデジタル数値に変換→メモリICから設定温度を読みこむ→CPUが現在温度と設定温度の差を計算→設定温度の差をDAコンバータで電圧に変換→エアコンのモーターを動かす。
のようにして、たくさんのICで電圧（情報）を変換してエアコンの出力をコントロールしています。

昔の機械はICではなく抵抗、コンデンサ、トランジスタの部品を1個1個はんだ付けして組み立てていたので大きな機械でしたが、ICを使うようになって小型化され値段も安くなりました。ICを使わない家電製品は町の電気屋さんでも修理できましたが、ICを使った製品は作ったメーカーの開発者でないと理解するのは難しいと思います。企業秘密のため教えないことも多いです。ICの仕組みなども最低限必要なことはデータシートで公表されますが、詳しいことは企業秘密だと思います。

参考URLは個人の趣味の電子工作で使うIC。

参考URL：

http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?c=ic

回答No.4

noname#215107

ラジオや、アンプなどの回路は沢山の部品を組み合わせて作られています。
昔はコンピューターもトランジスタや真空管を多数組み合わせて作られていました。

一つひとつの部品は大きくてかさばります。例えば１個のトランジスタは、見た目は数ミリの大きさがありますが、実は、中身本体の部分は非常に小さいのです。

そんなかさばる部品を沢山組み合わせて回路を作るよりも、
中身の小さい部分だけをまとめて回路を作ってしまえば、非常にコンパクトで信頼性の高い回路ができます。

まとめられる部品はまとめて一つのパッケージにしたのがＩＣ（集積回路）です。

良く使われる用途の回路がＩＣとして作られています。

もうお分かりでしょうが、ＩＣには決まった役割や機能があるわけではありません。
冷蔵庫が掃除機の代わりにならないのと同じように、
電卓の機能をもつＩＣ、ラジオの主要部分の機能をもつＩＣなど、用途によって様々なＩＣがあります。

色々な回路に応用できる定番のＩＣもあれば、メーカーが特注で特定の用途のために設計を依頼する場合もあります。

回答No.3

sinobu_wednesday

ICとはIntegrated Circuitの略で、日本語では直訳そのままの「集積回路」と呼ばれます。では何が集積されているかというと、それは主にトランジスタです。ではトランジスタとは何かというと、もしかすると高校で習ったかもしれませんが、回路中の電流の制御を行うことの出来る部品です。もう少し詳しく説明すると、トランジスタには3つの端子があり、それぞれをエミッタ、ベース、コレクタと呼んでいます。トランジスタにも何種類かあるのですが、例えばnpn型トランジスタと呼ばれるものは、通常の状態ではコレクタからエミッタへの電流は流れません（抵抗が非常に大きい）。しかし、ベースからエミッタに向けてわずかな電流を流してやると、その電流に釣られてコレクタからエミッタに向けて、大きな電流が流れるようになります（抵抗が急に小さくなる）。このように、小さな電流によって大きな電流を制御する装置、それがトランジスタと呼ばれるものであり、こういった機能のことをトランジスタのスイッチング作用と呼んでいます。

で、小さなスイッチの一種であるトランジスタがなぜコンピュータの部品になるかという話ですが、それは論理回路と呼ばれる仕組みを知らねばなりません。例えばOR論理回路は、トランジスタそのものです。トランジスタのベース端子を2つに分け（ベースA、ベースB）、エミッタ(E)を接地、コレクタ(C)に電圧をかけます。ベースA、ベースBのどちらに電圧をかけようとも、トランジスタのベースとエミッタ間に電流が流れるため、結果としてコレクタからエミッタに電流が流れます。つまり、ビットの加算(OR論理回路)が完成します（実際には2つの入力端子同士でショートしないよう、ダイオードが2つ取り付けられているため、1つのトランジスタと2つのダイオードがOR論理回路のために必要とされます）。

OR
A B C
1 1 1
1 0 1
0 1 1
0 0 0

A,B,Cをそれぞれの端子（ベースA、ベースB、コレクタC）に加わる電圧の状態を表すとすれば、A,Bのどちらかが1ならCも1、AもBも0の場合はCも0、これがOR論理回路です。
また、同様に2個のダイオードとnpn型トランジスタの組み合わせでAND論理回路（AとBの両方が1ならCも1、それ以外はCは0）が作れます。

AND
A B C
1 1 1
1 0 0
0 1 0
0 0 0

さらにnpn型トランジスタ1個でNOT回路（一つの入力Aが1だとCは0、Aが0だとCは1）、NOT回路とAND回路でNAND回路…というように、トランジスタを使うことで、様々な論理回路を作成でき、それらを多数組み合わせることで、簡単な問題を解けるようになります。例えばAND論理回路の出力にNOT論理回路を繋げたものをNAND論理回路と呼びますが、NAND論理回路を5個繋げるとXOR論理回路を作れます。

XOR
A B C
1 1 0
1 0 1
0 1 1
0 0 0

これはAとBという2つの2進数を足した時のあるビットの動きを示しています。1と1を足すと、そのビットは0になり、上の桁への繰り上がりが起きる、その前半部が、1つのXOR回路（＝5つのNAND回路＝5つのAND回路と5つのNOT回路＝10のトランジスタと10のダイオード）で可能になる、というわけです。後は繰り上げを処理する回路をつけてやれば、2進数の加算が計算できるようになる訳ですね。

このように、多数のトランジスタ（＋ダイオード、抵抗など）を組み合わせ、それぞれの端子に電圧をかけてやる（電圧がかかっている状態が1、かかっていない状態が0）と、2進数の演算を行うことが出来るようになります。ここで外部に水晶発振子（クロック）取り付けて、そのクロックの刻むリズムに合わせて端子の電圧を様々に変化（入力）させると、それに応じて加算、減算など2進数の演算を行い、演算の結果を出力するという電子計算機が出来る訳です。

で、これを多数の単体トランジスタで作るのは非常に大変ですから（なにせ、2進数一桁の加算回路だけでトランジスタ10個、ダイオード10個が必要）、これらのパーツ（実際は全てシリコンが材料です）をシリコンの塊の上に作ってやろうと考えた人がいます。これが集積回路＝ICの成り立ちになります。
よって、ICとはそのものズバリ2進数の計算をするために多数集められたトランジスタ（＋その他のパーツ）の集合体ということになります。ICは、作られる際の設計によって、どのような演算が可能であるかが予め決められてしまっていますが、さらに集積度を高めたLSI、VLSIと呼ばれる高密度集積回路では、外部のメモリーに蓄えられたデータを元にレジスタと呼ばれる演算のための入力を準備し、さらに外部から与えられた命令（プログラム）によって、それらの入力を適切に演算し、レジスタに出力を格納する…というような、電子計算機らしい働きをするようになります。ICは、その前段階、というわけですね。

長文失礼。

回答No.2

angel_ring

いくつものトランジスターを
１つのチップに入れたものを
ＩＣと言い、どのような回路に
するかにより役割はさまざまです。
携帯電話やデジタルカメラ、リモコン、
パソコンなどの中には必ず入っています。

回答No.1

kawakawakawa13

集積回路は、その名のとおり、色々な電気回路をウエハーと呼ばれるシリコンの板の上に作ったものです。
今ではほとんどの電気製品に使用されています。
さらに集積度が上がるとＬＳＩと呼び名が変わります。
昔は真空管だったものが、ダイオードやトランジスタとなり、更にＩＣとなったのです。
アンプなど、簡単なものなら、ひとつのチップで作れます。
勿論、小さいですから使用する電圧は低く、消費電力も少なくてすみます。
色々な制御回路から、タイマー、ラジオなど、色々使われていて、どこにと説明するのも難しいくらいです。