Produktattribut

Rapportera produktinformationsfel

Visa liknande

Dokument och media

Miljö- och exportklassificeringar

integrerad krets (IC), även kallad mikroelektronisk krets, mikrochip eller chip, en sammansättning avelektroniskkomponenter, tillverkade som en enda enhet, i vilken miniatyriserade aktiva enheter (t.ex.transistorerochdioder) och passiva enheter (t.ex.kondensatorerochmotstånd) och deras sammankopplingar är uppbyggda på ett tunt substrat avhalvledarematerial (vanligtviskisel).Det resulterandekretsär alltså en litenmonolitisk"chip", som kan vara så liten som några kvadratcentimeter eller bara några kvadratmillimeter.De individuella kretskomponenterna är i allmänhet mikroskopiska i storlek.

Integreradkretsar har sitt ursprung i uppfinningen avtransistor1947 avWilliam B. Shockleyoch hans team påAmerican Telephone and Telegraph Company's Bell Laboratories.Shockleys lag (inklusiveJohn BardeenochWalter H. Brattain) fann att, under de rätta omständigheterna,elektronerskulle bilda en barriär vid ytan av vissakristaller, och de lärde sig att kontrollera flödet avelektricitetgenomkristallgenom att manipulera denna barriär.Att kontrollera elektronflödet genom en kristall gjorde det möjligt för teamet att skapa en enhet som kunde utföra vissa elektriska operationer, såsom signalförstärkning, som tidigare gjordes av vakuumrör.De kallade den här enheten en transistor, från en kombination av ordenöverföraochmotstånd.Studiet av metoder för att skapa elektroniska enheter med hjälp av fasta material blev känt som solid stateelektronik.Solid-state enhetervisade sig vara mycket robustare, lättare att arbeta med, mer pålitlig, mycket mindre och billigare än vakuumrör.Genom att använda samma principer och material lärde sig ingenjörer snart att skapa andra elektriska komponenter, såsom motstånd och kondensatorer.Nu när elektriska apparater kunde göras så små, var den största delen av en krets den besvärliga kablaget mellan enheterna.

Grundläggande IC-typer

Analogmotdigitala kretsar

Analog, eller linjära, kretsar använder vanligtvis bara ett fåtal komponenter och är således några av de enklaste typerna av IC.I allmänhet är analoga kretsar anslutna till enheter som samlar in signaler frånmiljöeller skicka signaler tillbaka till omgivningen.Till exempel, enmikrofonomvandlar fluktuerande röstljud till en elektrisk signal med varierande spänning.En analog krets modifierar sedan signalen på något användbart sätt - som att förstärka den eller filtrera bort oönskat brus.En sådan signal kan sedan återkopplas till en högtalare, som skulle återge de toner som ursprungligen plockades upp av mikrofonen.En annan typisk användning för en analog krets är att styra någon enhet som svar på ständiga förändringar i miljön.Till exempel skickar en temperatursensor en varierande signal till entermostat, som kan programmeras för att slå på och stänga av en luftkonditionering, värmare eller ugn när signalen har nått en vissvärde.

En digital krets, å andra sidan, är utformad för att endast acceptera spänningar med specifika givna värden.En krets som bara använder två tillstånd kallas en binär krets.Kretsdesign med binära kvantiteter, "på" och "av" som representerar 1 och 0 (dvs. sant och falskt), använder logiken förBoolesk algebra.(Aritmetik utförs också ibinärt talsystemanvänder boolesk algebra.) Dessa grundläggande element kombineras i designen av IC:er för digitala datorer och tillhörande enheter för att utföra de önskade funktionerna.

Mikroprocessorkretsar

Mikroprocessorerär de mest komplicerade IC:erna.De består av miljardertransistorersom har konfigurerats som tusentals individuella digitalakretsar, som var och en utför någon specifik logisk funktion.En mikroprocessor är helt uppbyggd av dessa logiska kretsar synkroniserade med varandra.Mikroprocessorer innehåller vanligtviscentrala behandlingsenheten(CPU) på en dator.

Precis som ett marschband, utför kretsarna sin logiska funktion endast efter ledning av kapellmästaren.Kapellmästaren i en mikroprocessor, så att säga, kallas klockan.Klockan är en signal som snabbt växlar mellan två logiska tillstånd.Varje gång klockan ändrar tillstånd, varje logikkretsi mikroprocessorn gör något.Beräkningar kan göras mycket snabbt, beroende på hastigheten (klockfrekvensen) hos mikroprocessorn.

Mikroprocessorer innehåller vissa kretsar, så kallade register, som lagrar information.Register är förutbestämda minnesplatser.Varje processor har många olika typer av register.Permanenta register används för att lagra de förprogrammerade instruktionerna som krävs för olika operationer (såsom addition och multiplikation).Tillfälligt registrerar butiksnummer som ska opereras och även resultatet.Andra exempel på register inkluderar programräknaren (även kallad instruktionspekaren), som innehåller adressen i minnet för nästa instruktion;stackpekaren (även kallad stackregistret), som innehåller adressen för den senaste instruktionen som lagts in i ett minnesområde som kallas stack;och minnesadressregistret, som innehåller adressen därdatasom ska bearbetas finns eller där de uppgifter som har behandlats kommer att lagras.

Mikroprocessorer kan utföra miljarder operationer per sekund på data.Förutom datorer är mikroprocessorer vanliga ivideospelssystem,tv-apparater,kameror, ochbilar.

Minnekretsar

Mikroprocessorer måste vanligtvis lagra mer data än vad som kan lagras i ett fåtal register.Denna ytterligare information flyttas till speciella minneskretsar.Minnebestår av täta arrayer av parallella kretsar som använder sina spänningstillstånd för att lagra information.Minnet lagrar också den tillfälliga sekvensen av instruktioner, eller program, för mikroprocessorn.

Tillverkare strävar ständigt efter att minska storleken på minneskretsar – för att öka kapaciteten utan att öka utrymmet.Dessutom använder mindre komponenter vanligtvis mindre ström, fungerar mer effektivt och kostar mindre att tillverka.