Tuoteominaisuudet

Ilmoita tuotetietovirheestä

Näytä samanlaiset

Asiakirjat & Media

Ympäristö- ja vientiluokitukset

integroitu piiri (IC), jota kutsutaan myös mikroelektroniseksi piiriksi, mikrosiruksi tai siruksi, kokoonpanoelektroninenkomponentit, jotka on valmistettu yhdeksi yksiköksi, joissa miniatyyrisoidut aktiiviset laitteet (esim.transistoritjadiodit) ja passiiviset laitteet (esim.kondensaattoritjavastukset) ja niiden väliset liitännät on rakennettu ohuelle alustallepuolijohdemateriaali (yleensäpiitä).Tuloksena olevapiirion siis pienimonoliittinen"siru", joka voi olla niinkin pieni kuin muutama neliösenttimetri tai vain muutama neliömillimetri.Yksittäiset piirikomponentit ovat yleensä kooltaan mikroskooppisia.

Integroitupiirit ovat peräisin keksinnöstätransistorivuonna 1947 kirjoittanutWilliam B. Shockleyja hänen tiiminsäAmerican Telephone and Telegraph Companyn Bell Laboratories.Shockleyn joukkue (mukaan lukienJohn BardeenjaWalter H. Brattain) havaitsi, että oikeissa olosuhteissaelektronejamuodostaisi esteen tiettyjen pintaankiteitä, ja he oppivat hallitsemaan virtaustasähköäläpikristallimanipuloimalla tätä estettä.Kiteen läpi kulkevan elektronivirran ohjaaminen antoi tiimille mahdollisuuden luoda laite, joka pystyi suorittamaan tiettyjä sähköisiä toimintoja, kuten signaalin vahvistusta, jotka aiemmin tehtiin tyhjiöputkilla.He nimesivät tämän laitteen transistoriksi sanojen yhdistelmästäsiirtääjavastus.Kiinteitä materiaaleja käyttävien elektronisten laitteiden luomismenetelmien tutkimus tuli tunnetuksi solid-state-muodossaelektroniikka.Puolijohdelaitteetosoittautui paljon tukevammaksi, helpompi työskennellä, luotettavammaksi, paljon pienemmäksi ja halvemmaksi kuin tyhjiöputket.Samoja periaatteita ja materiaaleja käyttäen insinöörit oppivat pian luomaan muita sähkökomponentteja, kuten vastuksia ja kondensaattoreita.Nyt kun sähkölaitteet voitiin tehdä niin pieniksi, suurin osa piiristä oli hankala johdotus laitteiden välillä.

Perus IC-tyypit

Analoginenvastaandigitaaliset piirit

Analoginen, eli lineaariset, piirit käyttävät tyypillisesti vain muutamia komponentteja ja ovat siten joitakin yksinkertaisimpia IC-tyyppejä.Yleensä analogiset piirit on kytketty laitteisiin, jotka keräävät signaalejaympäristööntai lähettää signaaleja takaisin ympäristöön.Esimerkiksi amikrofonimuuntaa vaihtelevat lauluäänet vaihtelevan jännitteen sähkösignaaliksi.Analoginen piiri muuttaa sitten signaalia jollakin hyödyllisellä tavalla – kuten vahvistamalla sitä tai suodattamalla sitä ei-toivotulta kohinalta.Tällainen signaali voitaisiin sitten syöttää takaisin kaiuttimeen, joka toistaa mikrofonin alun perin poimimat äänet.Toinen tyypillinen analogisen piirin käyttötapa on ohjata jotakin laitetta vasteena ympäristön jatkuviin muutoksiin.Esimerkiksi lämpötila-anturi lähettää vaihtelevan signaalin atermostaatti, joka voidaan ohjelmoida kytkemään ilmastointilaite, lämmitin tai uuni päälle ja pois päältä, kun signaali on saavuttanut tietynarvo.

Digitaalinen piiri sen sijaan on suunniteltu hyväksymään vain tietyn arvoiset jännitteet.Piiri, joka käyttää vain kahta tilaa, tunnetaan binääripiirinä.Piirin suunnittelu binäärisuureilla, "on" ja "off" edustavat 1 ja 0 (eli tosi ja epätosi), käyttää logiikkaaBoolen algebra.(Aritmetiikka suoritetaan myösbinäärilukujärjestelmäkäyttäen Boolen algebraa.) Nämä peruselementit yhdistetään digitaalisten tietokoneiden ja niihin liittyvien laitteiden IC:iden suunnittelussa haluttujen toimintojen suorittamiseksi.

Mikroprosessoripiirit

Mikroprosessoritovat monimutkaisimmat IC:t.Ne koostuvat miljardeistatransistoritjotka on määritetty tuhansiksi yksittäisiksi digitaalisiksipiirit, joista jokainen suorittaa tietyn loogisen toiminnon.Mikroprosessori on rakennettu kokonaan näistä logiikkapiireistä, jotka on synkronoitu toisiinsa.Mikroprosessorit sisältävät tyypillisestiprosessori(CPU).

Aivan kuten marssibändi, piirit suorittavat logiikkatehtävänsä vain bandmasterin ohjaamana.Mikroprosessorin bandmasteria kutsutaan niin sanotusti kelloksi.Kello on signaali, joka vaihtaa nopeasti kahden loogisen tilan välillä.Joka kerta kun kello vaihtaa tilaa, jokainen logiikkapiirimikroprosessori tekee jotain.Laskelmat voidaan tehdä hyvin nopeasti mikroprosessorin nopeudesta (kellotaajuudesta) riippuen.

Mikroprosessorit sisältävät joitain piirejä, joita kutsutaan rekistereiksi, jotka tallentavat tietoa.Rekisterit ovat ennalta määrättyjä muistipaikkoja.Jokaisella prosessorilla on useita erilaisia ​​rekistereitä.Pysyviin rekistereihin tallennetaan eri toimintoihin (kuten yhteen- ja kertolasku) tarvittavat esiohjelmoidut käskyt.Väliaikaiset rekisterit tallentavat numerot, joita halutaan operoida ja myös tulos.Muita esimerkkejä rekistereistä ovat ohjelmalaskuri (kutsutaan myös käskyosoittimeksi), joka sisältää seuraavan käskyn muistissa olevan osoitteen;pinoosoitin (kutsutaan myös pinorekisteriksi), joka sisältää viimeisen käskyn osoitteen, joka laitettiin muistialueelle, jota kutsutaan pinoksi;ja muistin osoiterekisteri, joka sisältää osoitteen, jossatiedottyöstettävä sijainti tai missä käsitellyt tiedot tallennetaan.

Mikroprosessorit voivat suorittaa datalle miljardeja operaatioita sekunnissa.Tietokoneiden lisäksi mikroprosessorit ovat yleisiävideopelijärjestelmät,televisiot,kamerat, jaautot.

Muistipiirit

Mikroprosessorien on tyypillisesti tallennettava enemmän tietoja kuin muutamaan rekisteriin mahtuu.Nämä lisätiedot siirretään erityisiin muistipiireihin.Muistikoostuu tiheistä rinnakkaisten piirien ryhmistä, jotka käyttävät jännitetilojaan tietojen tallentamiseen.Muisti tallentaa myös tilapäisen käskysarjan tai ohjelman mikroprosessorille.

Valmistajat pyrkivät jatkuvasti pienentämään muistipiirien kokoa – lisätäkseen kapasiteettia lisäämättä tilaa.Lisäksi pienemmät komponentit kuluttavat yleensä vähemmän tehoa, toimivat tehokkaammin ja valmistavat vähemmän.