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Was sind digitale integrierte Schaltungen und ihre Typen?

Digitale integrierte Schaltungen 1

Digitale integrierte Schaltungen-Nahezu alle elektronischen Geräte, die wir täglich verwenden, wie Laptops, Mobiltelefone, Kühlschränke, Fernseher und Computer, werden alle mit komplexen oder einfachen Schaltkreisen hergestellt. Elektronische Schaltungen, die wir verwenden, bestehen aus mehreren elektronischen und elektrischen Komponenten, die miteinander verbunden sind. Solche Verbindungen werden durch Verbinden von Drähten hergestellt, um den elektrischen Stromfluss zu Kondensatoren, Widerständen, Transistoren, Dioden, Induktoren, Dioden usw. zu ermöglichen. Schaltungen können basierend auf bestimmten Kriterien wie Verbindungen, Herstellungsprozess, Größe und Signal in verschiedene Typen eingeteilt werden verwenden. Dieser Artikel konzentriert sich auf das Signal, das in einer Schaltung verwendet wird, und grenzt das Thema weiter auf Angelegenheiten ein, die digitale integrierte Schaltungen und ihre Typen betreffen

Was ist eine digitale integrierte Schaltung?

Was ist also eine digitale integrierte Schaltung? Kurz gesagt, digitale integrierte Schaltungen repräsentieren oder stehen für die praktischen Seiten der digitalen Elektronik. Digitale elektronische Schaltungen halten/verarbeiten strategische oder diskrete Signale wie 0 und 1. Diese zwei unterschiedlichen Zustände (logisch 0 und logisch 1) sind niedrig (logisch 0) und hoch (logisch 1). Digitale integrierte Schaltungen verwenden unter anderem digitale Multiplexer, Zähler, Logikgatter und Flip-Flops. 

Entwickelt, um einen bestimmten absoluten Spannungswert (z. B. „wahr oder falsch“ logische Operation) zu akzeptieren, um digitale elektronische Schaltungen zu entwerfen. Beispielsweise verwenden digitale elektronische Schaltungen zwei Zustände, die als Binärschaltung bekannt sind. Diese Binärschaltkreise haben binäre Größen von „aus“ und „ein“, die 1 (richtig) und 0 (falsch) darstellen. Im Gegensatz zu anderen Kursen sind digitale elektronische Schaltungen wirtschaftlich und einfach herzustellen oder zu entwerfen.

Digitale integrierte Schaltungen arbeiten nur mit wenigen Zuständen oder definierten Pegeln im Gegensatz zu einer breiten Palette von Signalen.

Digitale integrierte Geräte finden Verwendung in einer großen Anzahl von elektronischen Geräten, Modems, Computernetzwerken, Frequenznetzwerken und Computern. 

 Kurz gesagt, einige der grundlegenden Standardblöcke digitaler integrierter Schaltungen sind Logikgatter. Im Gegensatz zu anderen Arten von Kursen oder Kanälen arbeiten digitale integrierte Schaltungen nur bei wenigen definierten Pegeln von Signalamplituden. 

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Digitale integrierte Schaltungsserie

Es gibt eine 7400-Serie und eine 4000-Serie von integrierten Schaltungen. Geeignete Beispiele für die 7er-Reihe sind die folgenden:

7400

7402

7404

7408

7432

7488

Typen von 4 beinhaltet:

4001

4009

4011

4030

4071

4077

4081

LExample of Integrated Circuit Series (Beispiele für integrierte Schaltungen) 

Es gibt verschiedene Familien von digitalen integrierten Schaltungen. Wenn es um digitale elektronische Schaltungen geht, bezieht sich eine Familie auf Geräte, die aus einer Kombination mehrerer automatischer Gatter bestehen. Eine Familie besteht aus ihren einzelnen oder eigenständigen Logikstufen und der Versorgungsspannung. Es ist wichtig zu wissen, dass verschiedene Serien digitaler integrierter Schaltungen unterschiedliche Vor- und Nachteile haben. Außerdem können innerhalb jeder Familie einige Spannungen entweder niedrig oder hoch sein. Im Folgenden finden Sie eine Liste der Serien/Familien digitaler integrierter Schaltungen:

– Diodenlogik

Bei der Diodenlogik wird die gesamte Logik mit Hilfe von Dioden und Widerständen realisiert. In der DL oder Logik-Diode ist eine Diode oder der primäre Zweck, um „und“ unsere „oder“ Operator durchzuführen.

– Widerstands-Transistor-Logik

Bei der Resistor-Transistor-These (RTL) wird die gesamte Logik mit Hilfe von Widerständen und Transistoren realisiert. Die Elektronik von Widerständen ist nicht so teuer wie der Rest und zu einfach zu entwerfen. Der einzige Nachteil ist, dass RTLs eine beträchtliche Menge an Strom verbrauchen. 

– Dioden-Transistor-Logik

Bei der Dioden-Transistor-Logik (DTL) wird die gesamte Logik durch Transistoren und Dioden realisiert. Die DTL hat eine Reihe von Vorteilen gegenüber der Widerstands-Transistor-Logik und der Diodenlogik. Zum Beispiel können die Dioden effizient und einfach ODER- und UND-Verknüpfungen durchführen. Ein weiterer Vorteil der DTL ist die Tatsache, dass die ODER-Verknüpfung mit Dioden und nicht mit Widerständen möglich ist. 

– Transistor-Transistor-Logik

Bei der TTL- oder Transistor-Transistor-Logik sind die logischen Gatter mit Transistoren aufgebaut. Die Transistor-Transistor-These verwendet bipolare Transistoren und wird in verschiedenen Versionen angeboten. Zu den Versionen gehören Schottky TTL, High-Speed TTL, Low-Power TTL und Standard TTL. Die Transistor-Transistor-Logik ist eine der schnellsten bipolaren Schaltungen, die derzeit verfügbar sind. 

– Emittergekoppelte Logik

Hier gehen die Transistoren nicht in tiefe Sättigung, was bedeutet, dass es keine Speicherverzögerungen gibt. Die Transistor-Transistor-Logik kommt in Anwendungen zum Einsatz, bei denen es um Hochgeschwindigkeitsbewegungen geht. 

– Komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Logik

Komplementäre Metall-Oxid-Halbleiter-Logik (CMOS) ist bekannt für ihren geringen Stromverbrauch bei gleichzeitig hohem Fan-out. CMOS wird in verschiedenen Anwendungen und Mikroprozessor-Technologien eingesetzt. CMOS ist außerdem eine der zuverlässigsten Logikfamilien. 

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Wie digitale integrierte Schaltkreise funktionieren

Digitale integrierte Schaltkreise sind kleine elektronische Bauteile, die in der Geschichte der Menschheit dramatische oder unvergessliche Technologien hervorgebracht haben. Der digitale integrierte Schaltkreis, der auch als Halbleiterchip bezeichnet wird, hat im Vergleich zur industriellen Revolution einen erheblichen Wandel ausgelöst. Doch wie funktionieren digitale integrierte Schaltungen? Digitale integrierte Schaltungen bestehen aus einer Kombination von Transistoren, Mikroprozessoren und Dioden. Sie alle haben unterschiedliche Aufgaben, z. B. die Speicherung von Spannung, die Steuerung des Stromflusses und die Bereitstellung von Speicher für das gesamte System. Diese Komponenten/Geräte arbeiten in einer digitalen integrierten Schaltung zusammen, um verschiedene Operationen für einen effektiven Betrieb oder eine effektive Funktionalität auszuführen.

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Wie können Sie Ihre digitale integrierte Schaltung einfach herstellen?

Die Herstellung eines digitalen Schaltkreises ist kein schwieriger oder gar kniffliger Prozess, wie Sie sich vielleicht vorstellen. Der Prozess bzw. die Schritte zur Herstellung einer digitalen integrierten Schaltung beginnen mit einem Silizium-Einkristall, der als zuverlässige Röhre geformt ist. Diese Röhren werden auch als Wafer bezeichnet. Sie müssen die Plättchen in mehrere identische rechteckige oder quadratische Bereiche einteilen.

Danach müssen Sie auf jedem Chip durch Dotierung bestimmter Bereiche der Oberfläche Komponenten erzeugen. Die Dotierung wird durch eine Vielzahl von Verfahren erreicht. Eine der gängigsten Methoden ist das Sputtern. Beim Sputtern werden Ionen des Dotiermaterials auf den Siliziumwafer geschossen.

Ein anderes Verfahren ist als Aufdampfen bekannt. Beim Aufdampfen wird das Dotiermaterial in Form eines Gases eingeleitet, das anschließend kondensiert, damit die Fremdatome einen dünnen Film bilden können. Die Bildung des Films erfolgt an der Oberfläche der Siliziumwafer.

Digitale integrierte Schaltungen, die direkt mit PCBA verbunden sind

Eine Leiterplatte (Printed Circuit Board, PCB) ist eine Platine, die elektronische Bauteile mit Hilfe von Pads, Leiterbahnen und anderen Merkmalen miteinander verbindet. Sie können doppelseitig, einseitig oder mehrlagig sein. Eine PCBA (Printed Circuit Board Assembly) hingegen ist eine Platine, die nach dem Löten und der ordnungsgemäßen Installation aller Teile und Komponenten präsentiert wird. Eine PCBA, die aus ihren Teilen und Komponenten besteht, erfüllt problemlos die automatische Funktion, die sie erfüllen soll. 

Kurz gesagt, Printed Circuit Board Assembly) ist eine Platine, die präsentiert wird, nachdem die gesamten Teile und Komponenten gelötet und ordnungsgemäß installiert wurden. Eine PCBA (Printed Circuit Board Assembly) ist eine Platine, die nach dem Bedrucken und Montieren von Bauteilen entsteht. Zu diesen Bauteilen gehören Kondensatoren, Transformatoren und Widerstände, um nur einige zu nennen. Bei der Montage wird eine leere Leiterplatte mit elektronischen Bauteilen bestückt oder gefüllt, mit dem einzigen Ziel, eine funktionierende Leiterplatte zu schaffen, die nach dem Löten und ordnungsgemäßen Einbau aller Teile und Komponenten präsentiert wird. EINE PCBA. 

Gedruckte Leiterplatten (PCBs) finden in fast allen elektronischen Geräten Verwendung. Ein Großteil der Leiterplatten steht jedoch in direktem Zusammenhang mit der Montage digitaler integrierter Schaltungen. Digitale integrierte Schaltungen verbinden Geräte/Komponenten wie Widerstände, Transistoren, Induktivitäten und Kondensatoren miteinander. 

Einige häufige Probleme, Vorsichtsmaßnahmen 

Im Zusammenhang mit digitalen integrierten Schaltungen gibt es einige häufige Probleme und Fragen. Erstens: Die für ihren Entwurf verwendete Methode ist die Widerstands-Transistor-Logik (RTL), die auf die 1980er Jahre zurückgeht. Diese Technologie hat ihre besten Zeiten hinter sich. Zweitens geht es auch um die Frage des Stromverbrauchs. Viele Menschen verstehen Fragen der Stromversorgung nicht so gut. 

Digitale integrierte Schaltungen haben zahlreiche Anschlüsse. Wenn alle diese Verbindungen die gleiche Spannung haben, kann kein Schaden entstehen. Wenn jedoch eine der Verbindungen eine andere Spannung/Energie hat als die anderen, kann es zu Schäden kommen. Es ist ratsam, bei Fragen zur Spannung sehr vorsichtig zu sein. Sie können sie jedoch schützen/abschirmen, indem Sie die Stifte in Aluminiumfolie einwickeln oder sie zu einem Stück verbinden. 

Fazit

Digitale integrierte Schaltungen sind ein Durchbruch bei den Schwierigkeiten unseres täglichen Lebens. Sie haben die Entstehung wesentlicher Faktoren wie Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit markiert. Die meisten modernen Geräte wie Mobiltelefone und Computer benötigen Schaltungen, um zu funktionieren. Diese Schaltkreise bestehen aus Millionen oder sogar Tausenden von Bauteilen, und genau hier kommen die digitalen integrierten Schaltkreise ins Spiel.

Da sich die Technologie ständig weiterentwickelt, werden digitale integrierte Schaltungen immer ausgefeilter. Das ist der Grund, warum Mobiltelefone, Laptops und viele andere elektronische Geräte immer besser und billiger werden. 

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