Produktegenskaper

Rapporter produktinformasjonsfeil

Vis lignende

Dokumenter og medier

Miljø- og eksportklassifiseringer

integrert krets (IC), også kalt mikroelektronisk krets, mikrobrikke eller brikke, en sammenstilling avelektroniskkomponenter, fremstilt som en enkelt enhet, der miniatyriserte aktive enheter (f.eks.transistorerogdioder) og passive enheter (f.eks.kondensatorerogmotstander) og deres sammenkoblinger er bygget opp på et tynt underlag avhalvledermateriale (vanligvissilisium).Resultatetkretser dermed en litenmonolittisk"chip", som kan være så liten som noen få kvadratcentimeter eller bare noen få kvadratmillimeter.De enkelte kretskomponentene er generelt mikroskopiske i størrelse.

Integrertkretser har sin opprinnelse i oppfinnelsen avtransistori 1947 avWilliam B. Shockleyog teamet hans påAmerican Telephone and Telegraph Company's Bell Laboratories.Shockleys team (inkludertJohn BardeenogWalter H. Brattain) fant ut at under de rette omstendighetene,elektronerville danne en barriere på overflaten av vissekrystaller, og de lærte å kontrollere flyten avelektrisitetgjennomkrystallved å manipulere denne barrieren.Kontroll av elektronstrøm gjennom en krystall tillot teamet å lage en enhet som kunne utføre visse elektriske operasjoner, for eksempel signalforsterkning, som tidligere ble utført av vakuumrør.De kalte denne enheten en transistor, fra en kombinasjon av ordeneoverføreogmotstand.Studiet av metoder for å lage elektroniske enheter ved bruk av faste materialer ble kjent som solid-stateelektronikk.Solid-state enheterviste seg å være mye robustere, lettere å jobbe med, mer pålitelig, mye mindre og rimeligere enn vakuumrør.Ved å bruke de samme prinsippene og materialene lærte ingeniører snart å lage andre elektriske komponenter, som motstander og kondensatorer.Nå som elektriske enheter kunne gjøres så små, var den største delen av en krets den vanskelige ledningen mellom enhetene.

Grunnleggende IC-typer

Analogmotdigitale kretser

Analog, eller lineære, kretser bruker vanligvis bare noen få komponenter og er dermed noen av de enkleste typene IC-er.Vanligvis er analoge kretser koblet til enheter som samler inn signaler framiljøeller sende signaler tilbake til omgivelsene.For eksempel, enmikrofonkonverterer fluktuerende stemmelyder til et elektrisk signal med varierende spenning.En analog krets modifiserer deretter signalet på en nyttig måte - for eksempel å forsterke det eller filtrere det for uønsket støy.Et slikt signal kan da føres tilbake til en høyttaler, som vil gjengi tonene som opprinnelig ble fanget opp av mikrofonen.En annen typisk bruk for en analog krets er å kontrollere en enhet som svar på kontinuerlige endringer i miljøet.For eksempel sender en temperatursensor et varierende signal til entermostat, som kan programmeres til å slå et klimaanlegg, varmeapparat eller ovn av og på når signalet har nådd en vissverdi.

En digital krets, på den annen side, er designet for å akseptere bare spenninger med spesifikke gitte verdier.En krets som bare bruker to tilstander er kjent som en binær krets.Kretsdesign med binære størrelser, "på" og "av" som representerer 1 og 0 (dvs. sant og usant), bruker logikken tilboolsk algebra.(Aritmetikk utføres også ibinært tallsystemved bruk av boolsk algebra.) Disse grunnleggende elementene kombineres i utformingen av IC-er for digitale datamaskiner og tilhørende enheter for å utføre de ønskede funksjonene.

Mikroprosessorkretser

Mikroprosessorerer de mest kompliserte IC-ene.De er sammensatt av milliarder avtransistorersom er konfigurert som tusenvis av individuelle digitalekretser, som hver utfører en spesifikk logisk funksjon.En mikroprosessor er bygget utelukkende av disse logiske kretsene synkronisert med hverandre.Mikroprosessorer inneholder vanligvissentralenhet(CPU) til en datamaskin.

Akkurat som et marsjerende band, utfører kretsene sin logiske funksjon kun etter anvisning fra bandmesteren.Kapelmesteren i en mikroprosessor, så å si, kalles klokken.Klokken er et signal som raskt veksler mellom to logiske tilstander.Hver gang klokken endrer tilstand, hver logikkkretsi mikroprosessoren gjør noe.Beregninger kan gjøres veldig raskt, avhengig av hastigheten (klokkefrekvensen) til mikroprosessoren.

Mikroprosessorer inneholder noen kretser, kjent som registre, som lagrer informasjon.Registre er forhåndsbestemte minneplasseringer.Hver prosessor har mange forskjellige typer registre.Permanente registre brukes til å lagre de forhåndsprogrammerte instruksjonene som kreves for ulike operasjoner (som addisjon og multiplikasjon).Midlertidig registrerer butikknummer som skal opereres og også resultatet.Andre eksempler på registre inkluderer programtelleren (også kalt instruksjonspekeren), som inneholder adressen i minnet til neste instruksjon;stabelpekeren (også kalt stabelregisteret), som inneholder adressen til den siste instruksjonen lagt inn i et minneområde kalt stabelen;og minneadresseregisteret, som inneholder adressen til hvordatasom skal arbeides med befinner seg eller hvor dataene som er behandlet vil bli lagret.

Mikroprosessorer kan utføre milliarder av operasjoner per sekund på data.I tillegg til datamaskiner er mikroprosessorer vanlige ivideospillsystemer,TV-er,kameraer, ogbiler.

Hukommelsekretser

Mikroprosessorer må vanligvis lagre mer data enn det som kan lagres i noen få registre.Denne tilleggsinformasjonen flyttes til spesielle minnekretser.Hukommelseer sammensatt av tette arrayer av parallelle kretser som bruker spenningstilstandene til å lagre informasjon.Minnet lagrer også den midlertidige sekvensen av instruksjoner, eller program, for mikroprosessoren.

Produsenter streber kontinuerlig etter å redusere størrelsen på minnekretser – for å øke kapasiteten uten å øke plass.I tillegg bruker mindre komponenter vanligvis mindre strøm, fungerer mer effektivt og koster mindre å produsere.