Perché l’induttore non può essere fabbricato su IC?

Gli induttori sono difficili da fabbricare direttamente sui circuiti integrati (CI) principalmente a causa delle loro dimensioni fisiche e complessità. A differenza dei resistori e dei condensatori, che possono essere miniaturizzati utilizzando processi a semiconduttore, gli induttori richiedono una notevole quantità di spazio e in genere comportano avvolgimenti di filo attorno a un nucleo. Ciò rende poco pratico integrarli nella struttura compatta e densa dei circuiti integrati senza aumentare significativamente le dimensioni e il costo del circuito integrato.

Nei componenti dei circuiti integrati, gli induttori vengono spesso evitati a causa di diversi fattori. In primo luogo, le loro dimensioni e la necessità di nuclei magnetici li rendono incompatibili con i processi di fabbricazione planari utilizzati per i circuiti integrati. In secondo luogo, gli induttori possono introdurre rumore e interferenze indesiderate nei circuiti ad alta frequenza, incidendo sulle prestazioni complessive e sull’affidabilità del circuito integrato. Di conseguenza, i progettisti preferiscono utilizzare metodi alternativi come circuiti attivi o componenti discreti esterni per ottenere funzionalità simili senza compromettere la compattezza e le prestazioni del circuito integrato.

Nei circuiti IC e RC (resistore-condensatore), in genere gli induttori non vengono utilizzati a causa della difficoltà di integrarli direttamente sul substrato semiconduttore. I processi di fabbricazione dei circuiti integrati sono ottimizzati per creare strati di materiali conduttivi e isolanti, adatti per creare resistori e condensatori ma non induttori. Gli induttori tendono inoltre a essere più suscettibili alle variazioni nei processi di produzione, che possono influire sulla coerenza delle prestazioni rispetto ai resistori e ai condensatori fabbricati su circuiti integrati.

Alcuni componenti come gli interruttori meccanici o i grandi componenti passivi come i trasformatori non possono essere fabbricati direttamente su un circuito integrato a causa della natura dei processi di produzione dei semiconduttori. Gli interruttori meccanici coinvolgono parti mobili che non possono essere integrate nella struttura a stato solido dei circuiti integrati, mentre i trasformatori richiedono avvolgimenti complessi di bobine e nuclei magnetici che non sono compatibili con gli strati planari utilizzati nella fabbricazione dei circuiti integrati. Questi componenti vengono generalmente utilizzati esternamente insieme ai circuiti integrati per ottenere funzioni specifiche nei circuiti elettronici.

Una cosa che non è possibile fabbricare su un circuito integrato è una struttura tridimensionale come un interruttore meccanico o un dispositivo elettromagnetico complesso come un trasformatore. I processi di fabbricazione dei circuiti integrati sono fondamentalmente planari, nel senso che coinvolgono strati di materiali depositati e modellati su un substrato piatto. La creazione di strutture o dispositivi tridimensionali con parti mobili supera le capacità delle tecniche di produzione di semiconduttori standard utilizzate per i circuiti integrati. Pertanto, i componenti che richiedono tali configurazioni devono essere implementati separatamente dall’IC stesso.