Атрибуты продукта

Сообщить об ошибке информации о продукте

Посмотреть похожие

Документы и СМИ

Экологические и экспортные классификации

интегральная схема (ИС), также называемая микроэлектронной схемой, микрочипом или чипом, совокупностьэлектронныйкомпоненты, изготовленные как единое целое, в которых миниатюризированы активные устройства (например,транзисторыидиоды) и пассивные устройства (например,конденсаторыирезисторы), а их соединения построены на тонкой подложке изполупроводникматериал (обычнокремний).Результирующийсхематаким образом, это небольшоймонолитный«чип», размер которого может составлять всего несколько квадратных сантиметров или всего несколько квадратных миллиметров.Отдельные компоненты схемы обычно имеют микроскопические размеры.

Интегрированныйсхемы берут свое начало с изобретениятранзисторв 1947 годуУильям Б. Шоклии его команда вАмериканская телефонная и телеграфная компания Белл Лаборатории.Команда Шокли (включаяДжон БардиниУолтер Х. Браттейн) обнаружил, что при определенных обстоятельствахэлектроныбудет образовывать барьер на поверхности определенныхкристаллы, и они научились контролировать потокэлектричествосквозькристаллманипулируя этим барьером.Управление потоком электронов через кристалл позволило команде создать устройство, способное выполнять определенные электрические операции, такие как усиление сигнала, которые ранее выполнялись с помощью электронных ламп.Это устройство они назвали транзистором, от сочетания словпередачаирезистор.Исследование методов создания электронных устройств с использованием твердых материалов стало называться твердотельным.электроника.Твердотельные устройстваоказался намного прочнее, с ним проще работать, надежнее, намного меньше и дешевле, чем электронные лампы.Используя те же принципы и материалы, инженеры вскоре научились создавать другие электрические компоненты, такие как резисторы и конденсаторы.Теперь, когда электрические устройства можно было сделать такими маленькими, большую часть схемы составляла неуклюжая проводка между устройствами.

Основные типы микросхем

Аналоговыйпротивцифровые схемы

Аналоговый, или линейные, схемы обычно используют всего несколько компонентов и, таким образом, являются одними из самых простых типов ИС.Обычно аналоговые схемы подключаются к устройствам, которые собирают сигналы отсредаили отправлять сигналы обратно в окружающую среду.Например,микрофонпреобразует колеблющиеся звуки голоса в электрический сигнал различного напряжения.Затем аналоговая схема модифицирует сигнал каким-либо полезным способом, например, усиливает его или фильтрует нежелательный шум.Затем такой сигнал можно было бы передать обратно на громкоговоритель, который воспроизвел бы тоны, первоначально уловленные микрофоном.Другое типичное применение аналоговой схемы — управление каким-либо устройством в ответ на постоянные изменения в окружающей среде.Например, датчик температуры посылает изменяющийся сигнал натермостат, который можно запрограммировать на включение и выключение кондиционера, обогревателя или духовки, как только сигнал достигнет определенного уровня.ценить.

С другой стороны, цифровая схема рассчитана на прием напряжения только определенных заданных значений.Схема, которая использует только два состояния, называется двоичной схемой.Схемотехника с двоичными величинами, «включено» и «выключено», представляющими 1 и 0 (т. е. истинно и ложно), использует логикуБулева алгебра.(Арифметика также выполняется вдвоичная система счисленияс использованием булевой алгебры.) Эти базовые элементы объединяются при разработке микросхем для цифровых компьютеров и связанных с ними устройств для выполнения желаемых функций.

Микропроцессорсхемы

Микропроцессорыявляются наиболее сложными микросхемами.Они состоят из миллиардовтранзисторыкоторые были настроены как тысячи отдельных цифровыхсхемы, каждый из которых выполняет какую-то определенную логическую функцию.Микропроцессор полностью построен из этих логических схем, синхронизированных друг с другом.Микропроцессоры обычно содержатцентральное процессорное устройство(ЦП) компьютера.

Подобно марширующему оркестру, схемы выполняют свою логическую функцию только по указанию капельмейстера.Капельмейстер в микропроцессоре, так сказать, называется часами.Часы — это сигнал, который быстро переключается между двумя логическими состояниями.Каждый раз, когда часы меняют состояние, каждая логикасхемав микропроцессоре что-то делает.Расчеты можно производить очень быстро, в зависимости от быстродействия (тактовой частоты) микропроцессора.

Микропроцессоры содержат несколько схем, известных как регистры, которые хранят информацию.Регистры — это заранее определенные ячейки памяти.Каждый процессор имеет множество различных типов регистров.Постоянные регистры используются для хранения заранее запрограммированных инструкций, необходимых для различных операций (таких как сложение и умножение).Временные регистры хранят числа, с которыми нужно работать, а также результат.Другие примеры регистров включают счетчик программы (также называемый указателем инструкции), который содержит адрес в памяти следующей инструкции;указатель стека (также называемый регистром стека), который содержит адрес последней инструкции, помещенной в область памяти, называемую стеком;и регистр адреса памяти, который содержит адрес, гдеданныенаходится или где будут храниться обработанные данные.

Микропроцессоры могут выполнять с данными миллиарды операций в секунду.Помимо компьютеров, микропроцессоры распространены всистемы видеоигр,телевизоры,камеры, иавтомобили.

Памятьсхемы

Микропроцессорам обычно приходится хранить больше данных, чем можно уместить в нескольких регистрах.Эта дополнительная информация перемещается в специальные схемы памяти.Памятьсостоит из плотных массивов параллельных цепей, которые используют свои состояния напряжения для хранения информации.Память также хранит временную последовательность инструкций или программу для микропроцессора.

Производители постоянно стремятся уменьшить размер схем памяти, чтобы увеличить возможности без увеличения места.Кроме того, более мелкие компоненты обычно потребляют меньше энергии, работают более эффективно и требуют меньших затрат в производстве.