集積回路の種類

集積回路を集積度によて分類すれば次のようになります。

小規模集積回路（SSI: Small Scale Integrated Circuit）
100素子以下／チップ
中規模集積回路（MSI: Medium Scale Integrated Circuit）
100～1000素子以下／チップ
大規模集積回路（LSI: Large Scale Integrated Circuit）
1000～10000素子以下／チップ
超大規模集積回路（VLSI: Very Large Scale Integrated Circuit）
10000素子以上／チップ

また、集積回路に含まれるトランジスタの構成から分類すると次のようになります。

モノリシックとハイブリッド

モノリシックとは、一つの半導体チップ上に全ての部品が集積された集積回路の構造を指します。すべての部品が同じ半導体基板上に作られ、その上に配線されます。モノリシック集積回路は、一般的に単一のチップで完結するため、製造プロセスが比較的単純であり、高い集積度と信頼性を実現します。一般的なCPUやメモリなどの集積回路は、モノリシック構造を持っています。

ハイブリッドは、複数の独立した部品が異なる基板上に作られ、それらが接続された構造を指します。半導体デバイスや電子部品が基板上に実装され、後で接続されることが特徴です。この接続は、導電性ペーストや金線ボンディングなどの方法で行われます。ハイブリッドは、異なる製造技術や素材を組み合わせることができ、特定の要件に応じて高性能かつ多機能なデバイスを製造することが可能です。

モノリシックとハイブリッドは、それぞれの特性に応じて異なる用途に使用されます。一般的に、高い集積度が求められる場合にはモノリシックが、柔軟性や特定の要件に対する最適なソリューションが求められる場合にはハイブリッドが選択されます。

バイポーラICとユニポーラIC

バイポーラICは、バイポーラトランジスタを使用して製造された集積回路です。バイポーラトランジスタは、n型とp型の半導体がp-n-pまたはn-p-nの接合構造を持つ3端子の半導体素子であり、電流増幅およびスイッチングの機能を持ちます。バイポーラICは、高速な動作と高い増幅能力を持ち、高周波アプリケーションやアナログ回路で広く使用されています。代表的なバイポーラICには、アナログオペアンプや高周波増幅器などがあります。

ユニポーラICは、FET（Field Effect Transistor）を使用して製造された集積回路です。FETは、ゲート、ドレイン、ソースの3つの領域を持ち、ゲートに電圧を印加することでドレインからソースへの電流を制御します。ユニポーラトランジスタは、低消費電力や高い入力インピーダンスを特徴とし、主にデジタル回路や低電力アプリケーションで使用されます。

バイポーラICとユニポーラICは、それぞれの特性に応じて異なるアプリケーションに使用されます。バイポーラICは高速なスイッチングや高周波応答が必要な場合に適しています。一方、ユニポーラICは低消費電力や高い入力インピーダンスが重要な場合に適しています。

デジタルとアナログ

デジタル集積回路は、主にデジタル信号を処理するために設計されています。これらの回路は、二進数のビット（0または1）を処理し、論理演算、データ転送、制御などの機能を実行します。主なデジタル集積回路には、マイクロプロセッサ、メモリ、ロジックゲートなどがあります。デジタル集積回路は、コンピュータ、通信システム、デジタル制御などの分野で広く使用されています。

アナログ集積回路は、主にアナログ信号を処理するために設計されています。アナログ信号とは時間とともに変動する信号で、音波や電圧、電流、温度などの連続的な変化がこれにあたります。主なアナログ集積回路には、オペアンプ、ADC（アナログ-デジタル変換器）、DAC（デジタル-アナログ変換器）、フィルターなどがあります。アナログ集積回路は、オーディオ機器、通信機器、センサーインターフェースなどの分野で広く使用されています。