集成电路是由固体半导体器件连线构成的。在电子设备和仪器中,集成电路可以完成各种不同的功能。接下来我们将对通用的电路类型及其功能做出解释。

 

简介

 

半导体工业的主要产品是集成电路(IC)。使用本书描述的工艺过程可以制造出无数数量和类型的电路。集成电路的主要生产厂家,如(美国)国家半导体公司或摩托罗拉公司,他们生产的IC种类的目录就像纽约的电话号码簿一样浩如烟海。而像IBM公司,估计其内部的电路分类列表要超过50000种不同的电路!

集成电路1

要熟悉如此之多的集成电路并不意味着一定会是一件可怕的工作。实际上,大多数电路按其特定的设计原理和功能可以被划分为三种基本类型:逻辑电路、存储电路和微处理器(逻辑与存储)(参见下图)。电路的多样性主要来自于特殊用途要求的许多参数的改变。

 

我们将就主要功能的电路种类及其设计进行介绍。在最后一节,将通过当今工业的前景,展望℃电路的未来。我们仅能想象电路到2010年会是什么样子,就像在1950年,没有人能预测兆位级RAM或者微处理器。

 

电路基础

 

关于集成电路实际如何工作的问题不在本书中讨论。但是所有的电路都是以二进制代码的数据处理作为基础的。二进制数是由两个数一一.0和1来表示所有的数值。它实际上是一个指明了位置和数字组成值的计数系统。数字可以由数的和来表示。

 

数字的另一种表示方法是由因数的幂和根来表示的。二进制符号的基础是数值2的幂。

 

将数值转变成二进制符号,可以通过建立一个每一列都由2的幂表示的格子来完成一串组成数字的0和1表示2的幂存在和缺少,可以表示数的实际值。

二进制

二进制符号已经被认识有几个世纪了,BuckminsterFuller,在他的《协作学》一书中,有一个关于古代腓尼基人使用二进制代码计算货物数量的有趣说明。他声称人们认为腓尼基人的水手很愚蠢,因为他们在工作日的系统中不能算清货物,实际上,他们是仅仅使用两个数准确地计量大量的货物。他们使用二进制数来计数。

 

在二进制符号中仅需要两个数字,1和0。在上面的讨论中,二进制符号由0和1表示。在物理世界中,任一个系统的两种条件都可以表示成二进制符号。下图中有显示数字7的不同的编码方法。最后一行是用晶体管或者存储单元的关一开来表示二进制编码的。

 

在电路中,数字由二进制码来编码、存储和操作。这都是因为电容可以通过充电得到一个电荷或没有电荷,晶体管也可以开或关。电路中记录信息的最小单位称为“二进制数”或“位”。

 

二进制编码系统很简单。19世纪的数学家GeorgeBoole已经解决了编码加、减、乘的问题。他开发了一个处理数字的二进制符号的逻辑系统。直到电脑逻辑的出现前,他的布尔逻辑(或称布尔代数)一直是一个学术奇迹。

 

 

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