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数字集成电路简单的逻辑门(与、或、与非、或非,等等)

 

集成电路

标准的集成电路是一小块正方形或长方形的硅晶片,上面用光刻方法放置有源元件、绘制电路。这片硅晶片通常称为芯片 ,不过整个集成电路(IC)也叫芯片。现代的集成电路表面积非常小,从而使电路密度极大。微处理器芯片可能包含上百万个独立晶体管。

集成电路在60多年前就已出现,却直到1958年前后才商业化。这一年,德克萨斯仪器公司的杰克·基尔比为第一片实用的锗基半导体集成电路芯片申请了专利。其后,飞兆半导体公司的罗伯特·诺伊斯很快发明了硅基的集成电路芯片。

集成电路可以大致分成两类:线性集成电路和数字集成电路。两者之间的界限并不总是特别清晰,取决于IC芯片电路中的元件有什么。线性器件本质上就是非数字的器件,例如运算放大器(运放)。线性器件在持续变化的信号、电压或电流下工作,在理论上有无数种工作状态。数字器件在特定电压代表的离散二进制数值下工作,执行特定的逻辑功能,只有有限的几种工作状态。

运放集成电路是原先用于模拟计算机的一种电路的现代版本。运放电路的工作原理十分简单:它使用反馈,通过改变输出电压值,把输入降到零伏。通过仔细选择反馈电路的元件,一个较小的输入电压就可以使输出电压发生很大的变化。关于运放电路的简要理论综述,请参考附录A

数字集成电路可以是一个简单的逻辑门(与、或、与非、或非,等等),也可以是微处理器或微控制器。数字电路是在二进制数字基础上运行的:离散数值10,真或伪。第11章讨论了逻辑集成电路和微处理器,此处的重点则是可用的封装类型。

但是,其他类型的集成电路也可以是线性和数字电路的混合,例如模数转换器和直接数字合成(DDS)器件。集成电路的封装形式也用在电阻阵列、晶体管阵列和二极管阵列的封装上。


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