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集積回路 (IC)、マイクロ電子回路、マイクロチップ、またはチップとも呼ばれる、以下のアセンブリ電子単一ユニットとして製造されたコンポーネント。その中には小型化された能動デバイス（例えば、トランジスタそしてダイオード) および受動デバイス (例:コンデンサそして抵抗器) とその相互接続は、薄い基板上に構築されます。半導体材質（通常はケイ素）。結果として回路したがって小さいですモノリシック「チップ」は、数平方センチメートルまたはわずか数平方ミリメートルほど小さい場合があります。個々の回路コンポーネントは、一般に微細なサイズです。

統合された回路の起源は、トランジスタ1947年にウィリアム・B・ショックレーと彼のチームAmerican Telephone and Telegraph Company の ベル研究所。ショックレーのチーム（含む）ジョン・バーディーンそしてウォルター・H・ブラッテン) 適切な状況下では、電子特定の物質の表面にバリアを形成する結晶そして彼らは流れを制御することを学びました電気を通って結晶このバリアを操作することで。結晶を通る電子の流れを制御することで、チームは信号増幅など、以前は真空管によって行われていた特定の電気操作を実行できるデバイスを作成できるようになりました。彼らはこのデバイスを、次の言葉を組み合わせてトランジスタと名付けました。移行そして抵抗器。固体材料を使用して電子デバイスを作成する方法の研究は、ソリッドステートとして知られるようになりました。エレクトロニクス。ソリッドステートデバイス真空管よりもはるかに頑丈で、扱いやすく、信頼性が高く、はるかに小さく、安価であることが証明されました。同じ原理と材料を使用して、エンジニアはすぐに、抵抗器やコンデンサーなどの他の電気部品を作成する方法を学びました。電気機器が非常に小型化できるようになったため、回路の最も大きな部分は機器間の厄介な配線でした。

基本的なICの種類

アナログ対デジタル回路

アナログ、または線形回路は、通常、少数のコンポーネントのみを使用するため、最も単純なタイプの IC の一部です。一般に、アナログ回路は、信号を収集するデバイスに接続されます。環境または環境に信号を送り返します。たとえば、マイクロフォン変動するボーカルサウンドをさまざまな電圧の電気信号に変換します。次に、アナログ回路は信号を増幅したり、望ましくないノイズをフィルタリングしたりするなど、何らかの有用な方法で信号を変更します。このような信号はスピーカーにフィードバックされ、マイクが最初に拾った音を再現します。アナログ回路のもう 1 つの典型的な用途は、環境の継続的な変化に応じて何らかのデバイスを制御することです。たとえば、温度センサーは変化する信号をサーモスタット、信号が一定に達するとエアコン、ヒーター、またはオーブンをオン/オフするようにプログラムできます。価値.

一方、デジタル回路は、特定の値の電圧のみを受け入れるように設計されています。2 つの状態のみを使用する回路は、バイナリ回路として知られています。1 と 0 (つまり、true と false) を表す 2 進数の「on」と「off」を使用した回路設計では、次のロジックを使用します。ブール代数。(算術演算も実行されます)二進法これらの基本要素は、デジタル コンピュータおよび関連デバイスの IC 設計に組み合わされて、必要な機能を実行します。

マイクロプロセッサ回路

マイクロプロセッサ最も複雑なICです。それらは何十億ものもので構成されていますトランジスタ何千もの個別のデジタルとして構成されている回路、それぞれが特定の論理関数を実行します。マイクロプロセッサは、相互に同期したこれらの論理回路全体で構築されます。マイクロプロセッサには通常、中央処理装置コンピューターの（CPU）。

マーチング バンドと同様に、回路はバンドマスターの指示によってのみ論理機能を実行します。マイクロプロセッサのバンドマスターは、いわばクロックと呼ばれます。クロックは、2 つの論理状態を素早く切り替える信号です。クロックの状態が変化するたびに、すべてのロジックが変化します回路マイクロプロセッサ内で何かが行われます。マイクロプロセッサの速度 (クロック周波数) に応じて、計算は非常に高速に実行できます。

マイクロプロセッサには、情報を保存するレジスタとして知られるいくつかの回路が含まれています。レジスタは、あらかじめ決められたメモリの場所です。各プロセッサにはさまざまな種類のレジスタがあります。永久レジスタは、さまざまな演算 (加算や乗算など) に必要な事前にプログラムされた命令を格納するために使用されます。一時レジスタには、演算対象の数値と結果が格納されます。レジスタの他の例には、次の命令のメモリ内のアドレスを含むプログラム カウンター (命令ポインターとも呼ばれます) が含まれます。スタック ポインタ (スタック レジスタとも呼ばれます)。これには、スタックと呼ばれるメモリ領域に置かれた最後の命令のアドレスが含まれます。メモリ アドレス レジスタには、データ作業対象の場所、または処理されたデータが保存される場所。

マイクロプロセッサは、データに対して 1 秒あたり数十億回の操作を実行できます。コンピュータに加えて、マイクロプロセッサも一般的です。ビデオゲームシステム、テレビ、カメラ、 そして自動車.

メモリ回路

マイクロプロセッサは通常、少数のレジスタに保持できるよりも多くのデータを保存する必要があります。この追加情報は特別なメモリ回路に再配置されます。メモリは、電圧状態を使用して情報を保存する並列回路の高密度アレイで構成されています。メモリには、マイクロプロセッサの一時的な命令シーケンス、つまりプログラムも格納されます。

メーカーは、スペースを増やさずに容量を増やすために、メモリ回路のサイズを縮小するよう継続的に努力しています。さらに、コンポーネントが小さいほど、通常、消費電力が少なく、より効率的に動作し、製造コストが低くなります。