デジタル集積回路 – ノートパソコン、携帯電話、冷蔵庫、テレビ、パソコンなど、私たちが日常的に使っているほとんどすべての電化製品は、複雑な回路や単純な回路で製造されています。私たちが使っている電子回路は、いくつかの電子部品や電気部品が互いに接続されて構成されています。このようなつながりは、コンデンサー、抵抗器、トランジスタ、ダイオード、インダクター、ダイオードなどに電流が流れるように電線を接続することで実現される。
回路は、接続、製造工程、サイズ、信号の用途などの特定の基準に基づいて、いくつかのタイプに分類することができる。ここでは、回路で使用される信号に着目し、さらにデジタル集積回路とその種類に関する事柄に絞って解説する。
デジタル集積回路とは？
では、デジタル集積回路とは何だろうか。一言で言えば、デジタル電子回路の実用面を担うのがデジタル集積回路である。デジタル電子回路は、0と1のような戦略的または離散的な信号を保持/処理する。この2つの異なる状態（ロジック0とロジック1）とは、ロー（ロジック0）とハイ（ロジック1）である。デジタル集積回路には、デジタル・マルチプレクサ、カウンタ、ロジック・ゲート、フリップフロップなどが採用されています。
デジタル電子回路の設計方法として、特定の絶対的な電圧値を受け入れるように設計されている（例えば、「真か偽か」の論理演算）。例えば、デジタル電子回路では、2値化回路と呼ばれる2つの状態を使用します。この2値回路には、1（正しい）と0（偽）を表す「オフ」と「オン」の2値量が付属しています。他のコースとは異なり、デジタル電子回路は経済的で、製造や設計が容易である。
デジタル集積回路は、広範囲の信号とは対照的に、いくつかの状態または定義されたレベルでのみ動作する。
デジタル集積回路は、膨大な数の電子機器、モデム、コンピュータネットワーク、周波数ネットワーク、およびコンピュータで使用されていることがわかります。
つまり、デジタル集積回路の標準的な基本ブロックのいくつかは、論理ゲートである。他のタイプのコースやチャンネルとは異なり、デジタル集積回路は、いくつかの定義されたレベルの信号振幅でのみ動作する。
デジタル集積回路シリーズ
集積回路には7400シリーズと4000シリーズがある。7シリーズの適切な例としては、以下のものがある。
7400
7402
7404
7408
7432
7488
4の種類は以下の通りです。
4001
4009
4011
4030
4071
4077
4081
集積回路シリーズの例
異なるシリーズのデジタル集積回路があります。デジタル電子回路の場合、シリーズとはいくつかの自動ドアの組み合わせを使って構築された設備のことです。シリーズは、個別または独立した論理レベルと電源電圧で構成されています。注目すべきは、異なるシリーズのデジタル集積回路には独特の利点と欠点があることです。また、各家庭では、一部の電圧範囲が低いか高い可能性があります。以下はデジタルICシリーズ/シリーズのリストです。
ダイオード論理
ダイオードロジックの場合、ロジック全体の実装にダイオードと抵抗を使用する必要があります。DLまたは論理ダイオードでは、ダイオードまたはの主な用途はandまたは我々の演算子を実行することです。
抵抗トランジスタ論理
抵抗-トランジスタ論文（RTL）については、ロジック全体の実現は抵抗とトランジスタを用いて実現される。抵抗器の電子部品は他の部品のように高価ではなく、設計も簡単です。唯一の欠点はRTLが大量の電力を消費することです。
ダイオードトランジスタ論理
ダイオード・トランジスタ・ロジック（DTL）の場合、ロジック全体の実装はトランジスタとダイオードを介して行われる。DTLには、他の抵抗トランジスタ論理やダイオード論理と比較して、いくつかの利点があります。たとえば、ダイオードは論理和と論理積の演算を簡単かつ効率的に実行できます。DTLに関連するもう一つの利点は、or演算は抵抗ではなくダイオードを使用することで実現できることです。
トランジスタ-トランジスタ論理
TLまたはトランジスタ-トランジスタ論理の論理ゲートはトランジスタで構成される。トランジスタ-トランジスタの論題にはバイポーラトランジスタが使われており、異なるバージョンがあります。これらのバージョンにはショットキーTTL、高速TTL、低消費電力TTL、標準TTLが含まれます。トランジスタ-トランジスタ論理は現在最速のバイポーラ回路の一つである。
エミッタ結合論理
ここで、トランジスタは深い飽和に入らず、メモリ遅延がないことを意味する。トランジスタ-トランジスタ論理は高速運動に関わる応用で応用されている。
相補型金属酸化物半導体論理
相補型金属酸化物半導体論理（CMOS）は、その低消費電力と高ファンアウトによりよく知られている。CMOSはいくつかの応用とマイクロプロセッサ技術で応用されている。CMOSも最も信頼できるロジックファミリーの一つです。
デジタル集積回路の仕組み
デジタル集積回路は小型の電子部品であり、人類の歴史上注目されている、あるいは忘れられない技術をもたらした。産業革命に比べて、デジタル集積回路は半導体チップとも呼ばれ、大きな変化をもたらした。しかし、デジタル集積回路はどのように動作するのでしょうか？デジタル集積回路は、トランジスタ、マイクロプロセッサ、ダイオードを組み合わせたものです。電圧を蓄え、電流の流れを制御し、システム全体に記憶を提供するなど、それぞれ異なる役割を果たしています。これらのコンポーネント/デバイスはデジタル集積回路で一緒に動作し、効果的な操作や機能を実現するために異なる操作を行います。
デジタル集積回路を簡単に作るにはどうすればいいですか？
デジタル回路を作るのは難しくもなく、複雑でもないと想像できます。デジタル集積回路を製造するプロセス/ステップは、信頼できるパイプ形状の基本的に単結晶のシリコンから始まる。これらの配管はウエハとも呼ばれます。クッキーをいくつかの同じ長方形または正方形の領域に分ける必要があります。
その後、表面の一部の領域をドーピングすることで、すべてのチップに部品を作る必要があります。ドーピングは、さまざまなプロセスを用いて行われます。最も一般的な方法の1つは、スパッタリングとして知られています。スパッタリングのプロセスでは、ドーピング材料/コンテンツのイオンをシリコンウェハーに発射します。
もう1つのプロセスは、蒸着として知られています。蒸着は、ドーピング材料をガスの形で導入し、その後、不純物原子を凝縮させて薄膜を形成させるものです。この薄膜形成は、シリコンウェーハの表面で行われる。
PCBAと直結するデジタル集積回路
PCB（Printed Circuit Board）とは、パッドや導電性トレースなどを用いて電子部品を接続した基板。両面、片面、多層などがある。一方、PCBA（Printed Circuit Board Assembly）は、部品やコンポーネント全体をはんだ付けし、正しく取り付けた後に提示される基板です。その部品で構成されるPCBAは、設計通りの自動機能を簡単に実現することができる。
短く言えば、プリント基板アセンブリ）は、全体の部品やコンポーネントがはんだ付けと正当にインストールされた後に提示されたボードです。PCBAまたはプリント基板アセンブリは、コンポーネントの印刷と実装後に出てくるボードです。この部品には、コンデンサー、トランス、抵抗器などが含まれる。アセンブリの過程で、空のPCBボードは、機能/作業プリント基板アセンブリを作成する唯一の目的と電子部品を移入または詰め込まれる）は、全体の部品やコンポーネントがはんだ付けし、正当にインストールした後に提示されたボードです。PCBAのこと。
プリント基板（PCB）は、ほぼすべての電子機器での使用を見つける。しかし、PCBの大部分は、デジタル集積回路の組み立てに直接関連している。デジタル集積回路は、抵抗器、トランジスタ、インダクタ、コンデンサなどのデバイスやコンポーネントを相互に接続する。
よくある問題点、注意点
デジタル集積回路には、いくつかの共通の問題点がある。まず、設計手法が1980年代のRTL（Resistor-Transistor Logic）であること。この技術はもう過去のものである。2つ目は、電力に関する問題だ。電力に関する問題は、多くの人があまり理解していない。
デジタル集積回路には、数多くの接続部がある。これらの接続がすべて同じ電圧であれば、破損の可能性はない。しかし、1つのリンクが他のリンクと異なる電圧/エネルギーを持っている場合、いくつかの損傷が発生する可能性があります。それは電圧との質問に非常に慎重であることをお勧めします。ただし、ピンをアルミホイルで包んだり、一本になるように接続することで、保護/シールドすることができます。
まとめ
デジタル集積回路は、私たちの日常生活を飛躍的に向上させるものです。信頼性やスピードといった本質的な要素の発端を刻んできたのです。携帯電話やコンピューターなど、現代の機器の大半は回路を必要とする。その回路には何百万、何千という部品が必要であり、そこでデジタル集積回路の出番となる。
技術の進化に伴い、デジタル集積回路はますます高度化している。携帯電話やノートパソコンなど、多くの家電製品が日々進化し、安価になっているのはそのためだ。
