电子电路:模拟和数字电路

文摘

关于这项研究

个人电子元件,如电阻、晶体管,电容,电感,二极管连接导电线或痕迹,电流可以通过流形成一个电路。它是一种电路,为了被称为电子而不是电,至少一个活性成分必须存在。组件和连接的结合使各种简单和复杂的执行操作,如信号放大、计算和数据传输。

电路可以通过个人由离散的组件连接电线,但更为常见的今天使用光刻技术来创建连接在一个叠层基板(或印刷电路板PCB)和焊接组件,这些相互连接形成一个完整的电路。的组件和互连集成电路(IC)形成在同一衬底上,这通常是一个半导体如掺杂硅或砷化镓(不常见)。

电子电路通常分为模拟电路、数字电路或混合信号电路(模拟电路和数字电路的组合)。半导体器件MOSFET是最常用的电子电路(金属氧化物半导体场效应晶体管)。

模拟电路

模拟电子电路是电流或电压可以表示信息随时间不断变化。模拟电路是由两个基本构建块:串联和并联电路。在并联电路中,所有的组件连接到相同的电压,电流是分给他们根据他们的抵抗。当电路的尺寸与波长相关的信号的频率,一种更为复杂的方法,必须使用distributed-element模型。电线被视为输电线路与名义上的恒定的特性阻抗,和阻抗线的开始和结束确定传播和反射波。电路设计以这种方式distributed-element电路。

这样的考虑通常是1 GHz以上频率与电路板相关的操作(GHz);集成电路规模较小,可视为集中元素在不到10兆赫频率(GHz)。

数字电路

电子信号在数字电子电路对离散值表示逻辑和数值。正在处理的信息由这些值来表示。使用二进制编码在绝大多数的情况下:一个电压(通常是更积极的价值)代表一个二进制“1”和另一个电压(通常接地电位附近的一个值,0 V)表示一个二进制的“0”。数字电路的晶体管充分利用,相互连接,形成了逻辑门执行布尔逻辑等功能,与非,或者,也没有XOR和组合。

门闩和人字拖是电路有两个或两个以上的亚稳状态,在其中的一个州,直到改变由外部输入使用晶体管互联提供积极的反馈。因此,数字电路可以提供逻辑和记忆,让他们执行任意的计算功能。(触发器内存被称为静态随机存取Memory-SRAM)。动态随机存取记忆体(DRAM),它是基于存储在电容器,也是广泛使用。)

数字电路的设计过程有很大区别,对模拟电路。因为每个逻辑门重新生成的二进制信号,设计师不需要考虑畸变,增益控制、偏置电压和其他模拟设计问题。结果,与数十亿逻辑元素极其复杂的数字电路集成在一个硅片现在可以以较低的成本生产。这些数字集成电路中发现广泛的现代电子设备,包括计算器、手机手机和电脑。时间延迟、逻辑种族、功耗、理想切换、片上和inter-chip加载、和泄漏电流限制电路密度、速度、和性能随着数字电路变得更加复杂。

数字电路是用于构建通用的计算芯片像微处理器以及专门设计的逻辑电路称为专用集成电路(asic)。fpga芯片和逻辑电路的配置可以改变制造后,也被广泛应用在原型和发展。