คุณสมบัติของผลิตภัณฑ์

รายงานข้อผิดพลาดข้อมูลผลิตภัณฑ์

ดูคล้ายกัน

เอกสารและสื่อ

การจำแนกประเภทสิ่งแวดล้อมและการส่งออก

วงจรรวม (IC) หรือที่เรียกว่าวงจรไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครชิป หรือชิป ซึ่งเป็นส่วนประกอบของอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบที่ประดิษฐ์ขึ้นเป็นหน่วยเดียวซึ่งมีอุปกรณ์แอคทีฟขนาดจิ๋ว (เช่นทรานซิสเตอร์และไดโอด) และอุปกรณ์แบบพาสซีฟ (เช่นตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน) และการเชื่อมต่อระหว่างกันถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวบาง ๆ ของเซมิคอนดักเตอร์วัสดุ (โดยทั่วไปซิลิคอน).ผลลัพท์ที่ได้วงจรจึงเป็นเรื่องเล็กเสาหิน“ชิป” ซึ่งอาจมีขนาดเล็กเพียงไม่กี่ตารางเซนติเมตรหรือเพียงไม่กี่ตารางมิลลิเมตรเท่านั้นโดยทั่วไปส่วนประกอบของวงจรแต่ละชิ้นจะมีขนาดเล็กมาก

แบบบูรณาการวงจรมีต้นกำเนิดจากการประดิษฐ์ของทรานซิสเตอร์ในปี พ.ศ. 2490 โดยวิลเลียม บี. ช็อคลีย์และทีมงานของเขาที่บริษัทโทรศัพท์และโทรเลขอเมริกัน ห้องปฏิบัติการเบลล์.ทีมช็อคลีย์ (รวมถึงจอห์น บาร์ดีนและวอลเตอร์ เอช. แบรตเทน) พบว่าภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสมอิเล็กตรอนย่อมเป็นอุปสรรคต่อผิวเผินแน่นอนคริสตัลและพวกเขาเรียนรู้ที่จะควบคุมการไหลของไฟฟ้าผ่านคริสตัลโดยการจัดการสิ่งกีดขวางนี้การควบคุมการไหลของอิเล็กตรอนผ่านคริสตัลทำให้ทีมงานสามารถสร้างอุปกรณ์ที่สามารถดำเนินการทางไฟฟ้าบางอย่างได้ เช่น การขยายสัญญาณ ซึ่งก่อนหน้านี้ทำโดยหลอดสุญญากาศพวกเขาตั้งชื่ออุปกรณ์นี้ว่า ทรานซิสเตอร์ จากคำผสมกันโอนย้ายและตัวต้านทาน.การศึกษาวิธีการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยใช้วัสดุแข็งกลายเป็นที่รู้จักในชื่อโซลิดสเตตอิเล็กทรอนิกส์.อุปกรณ์โซลิดสเตตได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแข็งแรงกว่ามาก ใช้งานง่ายกว่า เชื่อถือได้มากกว่า เล็กกว่ามาก และราคาถูกกว่าหลอดสุญญากาศในไม่ช้าวิศวกรก็เรียนรู้ที่จะสร้างส่วนประกอบทางไฟฟ้าอื่นๆ เช่น ตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ โดยใช้หลักการและวัสดุเดียวกันในปัจจุบันอุปกรณ์ไฟฟ้าสามารถถูกทำให้มีขนาดเล็กได้ ส่วนที่ใหญ่ที่สุดของวงจรคือการเดินสายไฟระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ ที่ดูอึดอัด

ประเภทไอซีพื้นฐาน

อนาล็อกเทียบกับวงจรดิจิตอล

อนาล็อกหรือวงจรเชิงเส้น โดยทั่วไปจะใช้ส่วนประกอบเพียงไม่กี่ส่วน จึงเป็นไอซีประเภทที่ง่ายที่สุดบางประเภทโดยทั่วไปวงจรแอนะล็อกจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่รวบรวมสัญญาณจากสิ่งแวดล้อมหรือส่งสัญญาณกลับสู่สิ่งแวดล้อมตัวอย่างเช่น กไมโครโฟนแปลงเสียงร้องที่ผันผวนให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกันวงจรแอนะล็อกจะปรับเปลี่ยนสัญญาณในลักษณะที่มีประโยชน์ เช่น การขยายสัญญาณหรือการกรองสัญญาณรบกวนที่ไม่พึงประสงค์สัญญาณดังกล่าวอาจถูกป้อนกลับไปยังลำโพง ซึ่งจะสร้างเสียงที่ไมโครโฟนรับไว้แต่แรกการใช้งานทั่วไปอีกประการหนึ่งสำหรับวงจรแอนะล็อกคือการควบคุมอุปกรณ์บางอย่างเพื่อตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมอย่างต่อเนื่องตัวอย่างเช่น เซ็นเซอร์วัดอุณหภูมิจะส่งสัญญาณที่แตกต่างกันไปยังเทอร์โมสตัทซึ่งสามารถตั้งโปรแกรมให้เปิดปิดเครื่องปรับอากาศ เครื่องทำความร้อน หรือเตาอบได้เมื่อสัญญาณถึงระดับหนึ่งแล้วค่า.

ในทางกลับกัน วงจรดิจิทัลได้รับการออกแบบให้ยอมรับเฉพาะแรงดันไฟฟ้าของค่าที่กำหนดโดยเฉพาะวงจรที่ใช้เพียงสองสถานะเรียกว่าวงจรไบนารี่การออกแบบวงจรที่มีปริมาณไบนารี “เปิด” และ “ปิด” แทน 1 และ 0 (เช่น จริงและเท็จ) ใช้ตรรกะของพีชคณิตแบบบูล.(การคำนวณเลขคณิตก็ดำเนินการในระบบเลขฐานสองโดยใช้พีชคณิตแบบบูลีน) องค์ประกอบพื้นฐานเหล่านี้จะรวมกันในการออกแบบไอซีสำหรับคอมพิวเตอร์ดิจิทัลและอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องเพื่อทำหน้าที่ที่ต้องการ

ไมโครโปรเซสเซอร์วงจร

ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นไอซีที่ซับซ้อนที่สุดประกอบด้วยหลายพันล้านของทรานซิสเตอร์ที่ได้รับการกำหนดค่าเป็นดิจิทัลนับพันรายการวงจรซึ่งแต่ละฟังก์ชันทำหน้าที่ลอจิกเฉพาะบางอย่างไมโครโปรเซสเซอร์ถูกสร้างขึ้นจากวงจรลอจิกเหล่านี้ทั้งหมดที่มีการซิงโครไนซ์ซึ่งกันและกันโดยทั่วไปไมโครโปรเซสเซอร์จะประกอบด้วยหน่วยประมวลผลกลาง(CPU) ของคอมพิวเตอร์

เช่นเดียวกับวงโยธวาทิต วงจรจะทำหน้าที่ลอจิกตามทิศทางของหัวหน้าวงดนตรีเท่านั้นถ้าจะพูดอีกอย่างก็คือ bandmaster ในไมโครโปรเซสเซอร์เรียกว่านาฬิกานาฬิกาเป็นสัญญาณที่สลับระหว่างสถานะลอจิกสองสถานะอย่างรวดเร็วทุกครั้งที่นาฬิกาเปลี่ยนสถานะ ทุกตรรกะวงจรในไมโครโปรเซสเซอร์ทำอะไรบางอย่างการคำนวณสามารถทำได้อย่างรวดเร็ว ขึ้นอยู่กับความเร็ว (ความถี่สัญญาณนาฬิกา) ของไมโครโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์ประกอบด้วยวงจรบางอย่างที่เรียกว่ารีจิสเตอร์ซึ่งจัดเก็บข้อมูลรีจิสเตอร์คือตำแหน่งหน่วยความจำที่กำหนดไว้ล่วงหน้าโปรเซสเซอร์แต่ละตัวมีรีจิสเตอร์หลายประเภทรีจิสเตอร์ถาวรใช้เพื่อจัดเก็บคำสั่งที่ตั้งโปรแกรมไว้ล่วงหน้าซึ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการต่างๆ (เช่น การบวกและการคูณ)ลงทะเบียนหมายเลขร้านค้าชั่วคราวที่จะดำเนินการและผลลัพธ์ด้วยตัวอย่างอื่นๆ ของรีจิสเตอร์ ได้แก่ ตัวนับโปรแกรม (หรือที่เรียกว่าตัวชี้คำสั่ง) ซึ่งมีที่อยู่ในหน่วยความจำของคำสั่งถัดไปตัวชี้สแต็ก (เรียกอีกอย่างว่าสแต็กรีจิสเตอร์) ซึ่งมีที่อยู่ของคำสั่งสุดท้ายที่ใส่ลงในพื้นที่หน่วยความจำที่เรียกว่าสแต็กและการลงทะเบียนที่อยู่หน่วยความจำซึ่งมีที่อยู่ของที่ข้อมูลที่จะทำงานนั้นตั้งอยู่หรือที่ที่ข้อมูลที่ได้รับการประมวลผลจะถูกเก็บไว้

ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถดำเนินการกับข้อมูลได้หลายพันล้านต่อวินาทีนอกจากคอมพิวเตอร์แล้ว ไมโครโปรเซสเซอร์ยังพบเห็นได้ทั่วไปอีกด้วยระบบวิดีโอเกม,โทรทัศน์,กล้อง, และรถยนต์.

หน่วยความจำวงจร

โดยทั่วไปแล้วไมโครโปรเซสเซอร์จะต้องจัดเก็บข้อมูลมากกว่าที่จะเก็บไว้ในรีจิสเตอร์เพียงไม่กี่ตัวข้อมูลเพิ่มเติมนี้ถูกย้ายไปยังวงจรหน่วยความจำพิเศษหน่วยความจำประกอบด้วยอาร์เรย์หนาแน่นของวงจรขนานที่ใช้สถานะแรงดันไฟฟ้าในการจัดเก็บข้อมูลหน่วยความจำยังจัดเก็บลำดับคำสั่งหรือโปรแกรมชั่วคราวสำหรับไมโครโปรเซสเซอร์ด้วย

ผู้ผลิตพยายามอย่างต่อเนื่องที่จะลดขนาดของวงจรหน่วยความจำ—เพื่อเพิ่มความสามารถโดยไม่ต้องเพิ่มพื้นที่นอกจากนี้ ส่วนประกอบขนาดเล็กมักใช้พลังงานน้อยกว่า ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น และต้นทุนในการผลิตน้อยกว่า