デジタル集積回路とは？

デジタル集積回路（IC）は、個々の電圧レベルで動作する小型の電子回路で、小さなパッケージに収められています。 通常、低電圧の直流（DC）電源で動作します。 典型的な供給電圧は5および3.3ボルト（V）です。 以前のデジタル集積回路は12 V電源で動作しました。

デジタル集積回路では、さまざまな種類の半導体、抵抗、およびコンデンサが使用されます。 最も単純なデジタル集積回路は、14ピンのデュアルインラインパッケージチップまたは6つの内蔵デジタルインバーターを備えたマイクロチップです。 各インバータは、入力に1つのピンを使用し、出力に1つのピンを使用します。 インバータは、入力に「低」が入力されると「高」を出力しますが、「高」が入力に入力されると出力は「低」になります。これがインバータと呼ばれる理由です。

電子機器、コンピューター、携帯電話、およびデジタル機器には、2進数システムを使用した数学的計算など、あらゆる種類の機能を実行するデジタル集積回路が非常に多くあります。 8ビットのマイクロコンピューターでは、8ビットのセットはバイトと呼ばれます。 各バイトは、0〜255の数値を表すか、または–128〜+127を表すことができます。 2進化10進数として知られる特定の計算モードでは、バイトは00から99までの数値を表すことができます。

増幅、信号変換、検出など、あらゆる種類のアナログ機能を実行するアナログ集積回路があります。 デジタルレベルで動作するデジタル集積回路は、コンバーターを使用することでアナログ信号のデジタル同等物を区別できます。 アナログ-デジタル（A / D）コンバーターは、アナログレベルを入力し、アナログサンプルと同等のマルチビットデジタルを出力する、アナログとデジタルを組み合わせた回路です。 たとえば、A / Dコンバーターは24ボルトの直流（VDC）電圧をサンプリングし、ビット値「00011000」、つまり「24」のバイトを生成できます。

デジタル/アナログ（D / A）コンバーターは、より簡単な回路であり、集積回路を必要としない場合があります。 抵抗やアナログ増幅器などの受動デバイスを使用することにより、D / Aコンバーターを構築できます。 スペースが最小の場合、D / Aコンバータチップが実用的な選択肢になる可能性があります。

デジタル電子機器には多くの回路と機器が使用されています。 マイクロプロセッサはレジスタを使用します。レジスタは、1ビットを保持するデジタルラッチのセットです。 16ビットプロセッサは、これらのラッチを16個使用します。これらのラッチはそれぞれ1ビットのみを記憶できます。 メモリアプリケーションの場合、メモリチップ内の半導体の密度は、平方インチあたりわずか数十ギガバイトを超えるように増加しています。 各ギガバイトは10億バイトに相当し、各10億バイトは80億ビットです。