Χαρακτηριστικά Προϊόντος

Αναφορά σφάλματος πληροφοριών προϊόντος

Προβολή Παρόμοια

Έγγραφα & Μέσα

Περιβαλλοντικές & Εξαγωγικές Ταξινομήσεις

ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC), που ονομάζεται επίσης μικροηλεκτρονικό κύκλωμα, μικροτσίπ ή τσιπ, ένα συγκρότημαηλεκτρονικόςεξαρτήματα, κατασκευασμένα ως ενιαία μονάδα, στην οποία μικροσκοπικές ενεργές συσκευές (π.χ.τρανζίστορκαιδιόδους) και παθητικές συσκευές (π.χ.πυκνωτέςκαιαντιστάσεις) και οι διασυνδέσεις τους χτίζονται σε ένα λεπτό υπόστρωμαημιαγωγόςυλικό (συνήθωςπυρίτιο).Το αποτέλεσμακύκλωμαείναι επομένως ένα μικρόμονολιθικός"τσιπ", το οποίο μπορεί να είναι τόσο μικρό όσο μερικά τετραγωνικά εκατοστά ή μόνο μερικά τετραγωνικά χιλιοστά.Τα μεμονωμένα εξαρτήματα του κυκλώματος είναι γενικά μικροσκοπικά σε μέγεθος.

ΟλοκληρωμένοΤα κυκλώματα έχουν την προέλευσή τους στην εφεύρεση τουτρανζίστορτο 1947 απόWilliam B. Shockleyκαι η ομάδα του στοAmerican Telephone and Telegraph Company's Εργαστήρια Bell.Η ομάδα του Σόκλεϊ (συμπεριλαμβανομένουΤζον ΜπαρντίνκαιWalter H. Brattain) διαπίστωσε ότι, υπό τις κατάλληλες συνθήκες,ηλεκτρόνιαθα αποτελούσε εμπόδιο στην επιφάνεια ορισμένωνκρυστάλλους, και έμαθαν να ελέγχουν τη ροή τουηλεκτρική ενέργειαμέσα απόκρύσταλλοχειραγωγώντας αυτό το εμπόδιο.Ο έλεγχος της ροής ηλεκτρονίων μέσω ενός κρυστάλλου επέτρεψε στην ομάδα να δημιουργήσει μια συσκευή που θα μπορούσε να εκτελέσει ορισμένες ηλεκτρικές λειτουργίες, όπως η ενίσχυση σήματος, που προηγουμένως γίνονταν από σωλήνες κενού.Ονόμασαν αυτή τη συσκευή τρανζίστορ, από έναν συνδυασμό των λέξεωνΜΕΤΑΦΟΡΑκαιαντίσταση.Η μελέτη των μεθόδων δημιουργίας ηλεκτρονικών συσκευών με χρήση στερεών υλικών έγινε γνωστή ως στερεά κατάστασηΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.Συσκευές στερεάς κατάστασηςαποδείχθηκε πολύ πιο στιβαρό, πιο εύκολο στην εργασία, πιο αξιόπιστο, πολύ μικρότερο και λιγότερο ακριβό από τους σωλήνες κενού.Χρησιμοποιώντας τις ίδιες αρχές και υλικά, οι μηχανικοί έμαθαν σύντομα να δημιουργούν άλλα ηλεκτρικά εξαρτήματα, όπως αντιστάσεις και πυκνωτές.Τώρα που οι ηλεκτρικές συσκευές μπορούσαν να γίνουν τόσο μικρές, το μεγαλύτερο μέρος ενός κυκλώματος ήταν η άβολη καλωδίωση μεταξύ των συσκευών.

Βασικοί τύποι IC

Αναλογικόεναντίονψηφιακά κυκλώματα

Αναλογικό, ή γραμμικά, κυκλώματα συνήθως χρησιμοποιούν μόνο λίγα εξαρτήματα και είναι επομένως μερικοί από τους απλούστερους τύπους IC.Γενικά, τα αναλογικά κυκλώματα συνδέονται με συσκευές που συλλέγουν σήματα από τοπεριβάλλονή στείλτε σήματα πίσω στο περιβάλλον.Για παράδειγμα, αμικρόφωνομετατρέπει τους κυμαινόμενους φωνητικούς ήχους σε ηλεκτρικό σήμα μεταβαλλόμενης τάσης.Στη συνέχεια, ένα αναλογικό κύκλωμα τροποποιεί το σήμα με κάποιο χρήσιμο τρόπο—όπως ενισχύοντάς το ή φιλτράροντάς το από ανεπιθύμητο θόρυβο.Ένα τέτοιο σήμα θα μπορούσε στη συνέχεια να ανατροφοδοτηθεί σε ένα μεγάφωνο, το οποίο θα αναπαράγει τους ήχους που ελήφθησαν αρχικά από το μικρόφωνο.Μια άλλη τυπική χρήση για ένα αναλογικό κύκλωμα είναι ο έλεγχος κάποιας συσκευής ως απόκριση σε συνεχείς αλλαγές στο περιβάλλον.Για παράδειγμα, ένας αισθητήρας θερμοκρασίας στέλνει ένα μεταβαλλόμενο σήμα στο aθερμοστάτης, το οποίο μπορεί να προγραμματιστεί ώστε να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί ένα κλιματιστικό, θερμάστρα ή φούρνο μόλις το σήμα φτάσει σε ένα συγκεκριμένοαξία.

Ένα ψηφιακό κύκλωμα, από την άλλη πλευρά, είναι σχεδιασμένο να δέχεται μόνο τάσεις συγκεκριμένων δεδομένων τιμών.Ένα κύκλωμα που χρησιμοποιεί μόνο δύο καταστάσεις είναι γνωστό ως δυαδικό κύκλωμα.Σχεδιασμός κυκλώματος με δυαδικά μεγέθη, "on" και "off" που αντιπροσωπεύουν το 1 και το 0 (δηλαδή, true και false), χρησιμοποιεί τη λογική τουΆλγεβρα Boole.(Η αριθμητική εκτελείται επίσης στοδυαδικό σύστημα αριθμώνΧρησιμοποιώντας άλγεβρα Boole.) Αυτά τα βασικά στοιχεία συνδυάζονται στη σχεδίαση IC για ψηφιακούς υπολογιστές και σχετικές συσκευές για την εκτέλεση των επιθυμητών λειτουργιών.

Μικροεπεξεργαστήςκυκλώματα

Μικροεπεξεργαστέςείναι τα πιο περίπλοκα IC.Αποτελούνται από δισεκατομμύριατρανζίστορπου έχουν διαμορφωθεί ως χιλιάδες μεμονωμένα ψηφιακάκυκλώματα, καθένα από τα οποία εκτελεί κάποια συγκεκριμένη λογική λειτουργία.Ένας μικροεπεξεργαστής είναι κατασκευασμένος εξ ολοκλήρου από αυτά τα λογικά κυκλώματα συγχρονισμένα μεταξύ τους.Οι μικροεπεξεργαστές συνήθως περιέχουν τοκεντρική μονάδα επεξεργασίας(CPU) ενός υπολογιστή.

Ακριβώς όπως μια μπάντα πορείας, τα κυκλώματα εκτελούν τη λογική τους λειτουργία μόνο με κατεύθυνση από τον αρχηγό του συγκροτήματος.Το bandmaster σε έναν μικροεπεξεργαστή, ας πούμε έτσι, ονομάζεται ρολόι.Το ρολόι είναι ένα σήμα που εναλλάσσεται γρήγορα μεταξύ δύο λογικών καταστάσεων.Κάθε φορά που το ρολόι αλλάζει κατάσταση, κάθε λογικήκύκλωμαστον μικροεπεξεργαστή κάνει κάτι.Οι υπολογισμοί μπορούν να γίνουν πολύ γρήγορα, ανάλογα με την ταχύτητα (συχνότητα ρολογιού) του μικροεπεξεργαστή.

Οι μικροεπεξεργαστές περιέχουν ορισμένα κυκλώματα, γνωστά ως καταχωρητές, που αποθηκεύουν πληροφορίες.Οι καταχωρητές είναι προκαθορισμένες θέσεις μνήμης.Κάθε επεξεργαστής έχει πολλούς διαφορετικούς τύπους καταχωρητών.Οι μόνιμοι καταχωρητές χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση των προ-προγραμματισμένων εντολών που απαιτούνται για διάφορες λειτουργίες (όπως πρόσθεση και πολλαπλασιασμός).Τα προσωρινά μητρώα αποθηκεύουν τους αριθμούς που πρόκειται να χειρουργηθούν και επίσης το αποτέλεσμα.Άλλα παραδείγματα καταχωρητών περιλαμβάνουν τον μετρητή προγράμματος (ονομάζεται επίσης δείκτης εντολών), ο οποίος περιέχει τη διεύθυνση στη μνήμη της επόμενης εντολής.ο δείκτης στοίβας (ονομάζεται επίσης καταχωρητής στοίβας), ο οποίος περιέχει τη διεύθυνση της τελευταίας εντολής που τοποθετήθηκε σε μια περιοχή της μνήμης που ονομάζεται στοίβα.και ο καταχωρητής διευθύνσεων μνήμης, ο οποίος περιέχει τη διεύθυνση όπου τοδεδομέναβρίσκεται ή όπου θα αποθηκευτούν τα δεδομένα που έχουν υποστεί επεξεργασία.

Οι μικροεπεξεργαστές μπορούν να εκτελούν δισεκατομμύρια λειτουργίες ανά δευτερόλεπτο σε δεδομένα.Εκτός από τους υπολογιστές, συνηθίζονται μικροεπεξεργαστέςσυστήματα βιντεοπαιχνιδιών,τηλεοράσεις,κάμερες, καιαυτοκίνητα.

Μνήμηκυκλώματα

Οι μικροεπεξεργαστές συνήθως πρέπει να αποθηκεύουν περισσότερα δεδομένα από αυτά που μπορούν να διατηρηθούν σε λίγους καταχωρητές.Αυτές οι πρόσθετες πληροφορίες μεταφέρονται σε ειδικά κυκλώματα μνήμης.Μνήμηαποτελείται από πυκνές συστοιχίες παράλληλων κυκλωμάτων που χρησιμοποιούν τις καταστάσεις τάσης τους για την αποθήκευση πληροφοριών.Η μνήμη αποθηκεύει επίσης την προσωρινή ακολουθία εντολών ή προγράμματος για τον μικροεπεξεργαστή.

Οι κατασκευαστές προσπαθούν συνεχώς να μειώσουν το μέγεθος των κυκλωμάτων μνήμης—να αυξήσουν την ικανότητα χωρίς να αυξάνουν τον χώρο.Επιπλέον, τα μικρότερα εξαρτήματα χρησιμοποιούν συνήθως λιγότερη ισχύ, λειτουργούν πιο αποτελεσματικά και κοστίζουν λιγότερο στην κατασκευή.