Vad är en digital integrerad krets?

En digital integrerad krets (IC) är en mycket miniatyriserad elektronisk krets, som arbetar på individuella spänningsnivåer, monterad i ett litet paket. Den fungerar vanligtvis med strömförsörjningar med låg spänning (DC). Typiska matningsspänningar är 5 och 3.3 volt (V). Tidigare digitala integrerade kretsar fungerade på 12 V strömförsörjning.

Olika typer av halvledare, motstånd och kondensatorer används i den digitala integrerade kretsen. Den enklaste digitala integrerade kretsen kan vara ett 14-stifts dual-in-line paketchip eller mikrochip som har sex inbyggda digitala växelriktare. Varje växelriktare använder ett enda stift för ingång och ett enda stift för utgång. Växelriktaren matar ut en ”hög” när en ”låg” matas in i ingången, men när en ”hög” matas in i ingången är utgången ”låg”. Det är därför det kallas en inverter.

Inom elektronik, datorer, mobiltelefoner och digitala enheter finns det så många typer av digitala integrerade kretsar som utför alla typer av funktioner inklusive matematiska beräkningar med det binära talsystemet. I en 8-bitars mikrodator kallas en uppsättning av 8 bitar som en byte. Varje byte kan representera ett tal från 0 till 255, eller det kan representera –128 till +127. I vissa beräkningssätt som kallas den binärkodade decimalen kan byten representera ett tal från 00 till 99.

Det finns analoga integrerade kretsar som utför alla möjliga analoga funktioner, såsom förstärkning, signalomvandling och detektering. Den digitala integrerade kretsen, som arbetar på digitala nivåer, kan särskilja den digitala motsvarigheten till analoga signaler genom att använda en omvandlare. Analog-till-digital (A/D)-omvandlaren är en kombinerad analog och digital krets som matar in en analog nivå och matar ut en multi-bitars digital motsvarighet till det analoga samplet. Till exempel kan en A/D-omvandlare sampla en 24 volts likströmsspänning (VDC) och generera en byte med bitvärden ”00011000”, vilket är ”24”.

Digital-till-analog (D/A)-omvandlaren är en mer enkel krets som kanske inte kräver en integrerad krets. Genom att använda passiva enheter, såsom motstånd och en analog förstärkare, kan en D/A-omvandlare byggas. När utrymmet är minimalt kan ett D/A-omvandlarchip vara ett praktiskt val.

Det finns många kretsar och utrustning som används i digital elektronik. Mikroprocessorn använder register, som är uppsättningar av digitala lås som behåller en enda bit. En 16-bitars processor använder 16 av dessa spärrar som kan komma ihåg endast 1 bit var. För minnesapplikationer har densiteten av halvledare i minneschip ökat till att innehålla mer än bara några tiotals gigabyte per kvadrattum. Varje gigabyte motsvarar en miljard byte, och varje miljard byte är 8 miljarder bitar.