Что такое цифровые интегральные схемы и их типы

Почти все электронные устройства, которые мы используем изо дня в день, такие как ноутбуки, мобильные телефоны, холодильники, телевизоры и компьютеры, производятся со сложными или простыми схемами. Электронные схемы, которые мы используем, состоят из нескольких электронных и электрических компонентов, соединенных друг с другом. Такие связи достигаются путем соединения проводов для подачи электрического тока к конденсаторам, резисторам, транзисторам, диодам, катушкам индуктивности, диодам и т. д. Цепи можно разделить на несколько типов на основе конкретных критериев, таких как соединения, производственный процесс, размер и сигнал. использовать. Эта статья посвящена сигналу, используемому в схеме, и дополнительно сужает тему до вопросов, касающихся цифровых интегральных схем и их типов

Что такое цифровая интегральная схема?

Итак, что такое цифровая интегральная схема? Короче говоря, цифровые интегральные схемы действительно представляют собой практические аспекты цифровой электроники. Цифровые электронные схемы содержат/обрабатывают стратегические или дискретные сигналы, такие как 0 и 1. Эти два разных состояния (логический 0 и логическая 1) являются низким (логический 0) и высоким (логическая 1). В цифровых интегральных схемах используются, среди прочего, цифровые мультиплексоры, счетчики, логические вентили и триггеры.

Предназначен для принятия определенного абсолютного значения напряжения (например, логическая операция «истина или ложь»), способ проектирования цифровых электронных схем. Например, цифровые электронные схемы используют два состояния, известные как двоичная схема. Эти двоичные схемы поставляются с двоичными величинами «выключено» и «включено», которые представляют 1 (правильно) и 0 (ложь). В отличие от других курсов, цифровые электронные схемы экономичны и просты в изготовлении или проектировании.

Цифровые интегральные схемы работают только с несколькими состояниями или определенными уровнями, в отличие от широкого диапазона сигналов.

Цифровые интегрированные устройства находят применение в огромном количестве электронных устройств, модемов, компьютерных сетей, частотных сетей и компьютеров.

Короче говоря, некоторые стандартные фундаментальные блоки цифровых интегральных схем представляют собой логические вентили. В отличие от других типов курсов или каналов, цифровые интегральные схемы работают только на нескольких определенных уровнях амплитуды сигнала.

Серия цифровых интегральных схем

Существуют интегральные схемы серий 7400 и 4000. Подходящие примеры серий 7 включают следующее:

• 7400
• 7402
• 7404
• 7408
• 7432
• 7488

Типы 4 включают:

• 4001
• 4009
• 4011
• 4030
• 4071
• 4077
• 4081

LПримеры серий интегральных схем

Существуют различные семейства цифровых интегральных схем. Когда речь идет о цифровых электронных схемах, семейство относится к устройствам, построенным с использованием комбинации нескольких автоматических ворот. Семейство состоит из отдельных или автономных логических уровней и мощности напряжения питания. Важно отметить, что различные серии цифровых интегральных схем имеют свои преимущества и недостатки. Кроме того, в каждой семье некоторые диапазоны напряжения могут быть как низкими, так и высокими. Ниже приведен список серий/семейств цифровых интегральных схем:

• Диодная логика

Когда дело доходит до диодной логики, реализация всей логики выполняется с использованием диодов и резисторов. В DL или логическом диоде диод или основная цель состоит в том, чтобы выполнить «и» наш оператор «или».

• Резисторно-транзисторная логика

Что касается резисторно-транзисторного тезиса (RTL), то реализация всей логики достигается с помощью резисторов и транзисторов. Электроника резисторов не дорогая, как и все остальное, и слишком проста в конструкции. Единственным недостатком является то, что RTL потребляют значительное количество энергии.

• Диодно-транзисторная логика

Когда дело доходит до диодно-транзисторной логики (ДТЛ), вся логика реализуется через транзисторы и диоды. У DTL есть несколько преимуществ перед другими резисторно-транзисторными логиками и диодными логиками. Например, его диоды могут легко выполнять операции ИЛИ и И. Еще одним преимуществом, связанным с DTL, является тот факт, что его операция ИЛИ достижима с использованием диодов, а не резисторов.

• Транзистор-транзисторная логика

ТТЛ или транзисторно-транзисторная логика имеет логические элементы, построенные вокруг транзисторов. Тезис транзистор-транзистор использует использование биполярных транзисторов и поставляется с различными версиями. Версии включают TTL Шоттки, высокоскоростной TTL, маломощный TTL и стандартный TTL. Транзисторно-транзисторная логика является одной из самых быстрых биполярных схем, доступных в настоящее время.

• Логика сопряжения эмиттеров

Здесь транзисторы не входят в глубокое насыщение, а это означает, что задержки хранения отсутствуют. Транзисторно-транзисторная логика находит применение в приложениях, связанных с высокоскоростным движением.

• Дополнительная логика оксида металла и полупроводника

Комплементарная металло-оксидно-полупроводниковая логика (КМОП) хорошо известна своим низким энергопотреблением в сочетании с высоким разветвлением. КМОП находит применение в нескольких приложениях и микропроцессорных технологиях. КМОП также является одним из самых надежных логических семейств.

Как работают цифровые интегральные схемы

Цифровые интегральные схемы — это небольшие электронные компоненты, которые привели к драматическим или незабываемым технологиям в истории человечества. Цифровая интегральная схема, также известная как полупроводниковый чип, произвела значительные изменения по сравнению с промышленной революцией. Но как работают цифровые интегральные схемы? Цифровые интегральные схемы состоят из комбинации транзисторов, микропроцессоров и диодов. Все они играют разные роли, такие как хранение напряжения, управление потоком тока и обеспечение памяти для всей системы. Эти компоненты/устройства работают вместе в цифровой интегральной схеме, чтобы выполнять различные операции для эффективной работы или функциональности.

Как легко сделать цифровую интегральную схему?

Как вы можете себе представить, создание вашей цифровой схемы не является трудным или довольно сложным процессом. Процесс/этапы производства цифровой интегральной схемы начинаются, по существу, с монокристалла кремния в форме надежных трубок. Эти трубы также известны как вафли. Вам нужно будет разметить печенье на несколько одинаковых прямоугольных или квадратных областей.

После этого вам придется создавать компоненты на каждом чипе путем легирования некоторых участков поверхности. Легирование достигается с использованием различных процессов. Один из самых распространенных методов известен как напыление. Процесс распыления включает в себя попадание ионов легирующего материала/содержимого на кремниевую пластину.

Существует еще один процесс, известный как осаждение из паровой фазы. Осаждение из паровой фазы состоит во введении легирующего материала в виде газа, после чего ему дают конденсироваться, чтобы атомы примеси образовали тонкую пленку. Создание пленки происходит на поверхности кремниевых пластин.

Цифровые интегральные схемы, напрямую связанные с печатной платой

Печатная плата (PCB) — это плата, которая соединяет электронные компоненты с помощью контактных площадок, токопроводящих дорожек и других элементов. Они могут быть двусторонними, односторонними или многослойными. С другой стороны, PCBA (сборка печатной платы) представляет собой плату, представленную после того, как все части и компоненты будут припаяны и правильно установлены. PCBA, состоящий из его частей и компонентов, легко выполняет автоматическую функцию, для которой он предназначен.

Короче говоря, сборка печатной платы) — это плата, представленная после того, как все части и компоненты будут припаяны и правильно установлены. Сборка PCBA или печатной платы — это плата, которая выходит после печати и монтажа компонентов. Эти компоненты включают конденсаторы, трансформаторы и резисторы, и это лишь некоторые из них. В процессе сборки пустая печатная плата заполняется или наполняется электронными компонентами с единственной целью создания функционирующей / работающей сборки печатной платы) — плата предоставляется после того, как все части и компоненты будут припаяны и правильно установлены. печатная плата.

Печатные платы (PCBs) находят применение почти во всех электронных устройствах. Однако большинство печатных плат напрямую связаны со сборкой цифровых интегральных схем. Цифровые интегральные схемы соединяют устройства/компоненты, такие как резисторы, транзисторы, катушки индуктивности и конденсаторы.

Некоторые общие проблемы, меры предосторожности

Есть несколько общих проблем/вопросов, связанных с цифровыми интегральными схемами. Во-первых, методология, используемая для их проектирования, представляет собой резисторно-транзисторную логику (RTL), которая восходит к 1980-м годам. Эта технология устарела. Во-вторых, другой вопрос, связанный с властью. Многие люди не так хорошо разбираются в вопросах власти.

Цифровые интегральные схемы имеют множество соединений. Если все эти соединения имеют одинаковое напряжение, потенциальные повреждения не могут возникнуть. Однако, если одно из звеньев имеет отличное от остальных напряжение/энергию, может произойти некоторое повреждение. Желательно быть очень осторожным в вопросах с напряжением. Однако вы можете защитить/экранировать их, обернув штырьки алюминиевой фольгой или соединив их в единое целое.

Обзор

Цифровые интегральные схемы — это прорыв в трудностях нашей повседневной жизни. Они ознаменовали возникновение таких важных факторов, как надежность и скорость. Большинству современных устройств, таких как мобильные телефоны и компьютеры, для работы необходимы схемы. Для этих схем нужны миллионы и даже тысячи компонентов, и здесь на помощь приходят цифровые интегральные схемы.

По мере развития технологий цифровые интегральные схемы становятся все более сложными. Вот почему мобильные телефоны, ноутбуки и множество бытовой электроники становятся лучше и дешевле с каждым днем.