I circuiti integrati nell’elettronica

I circuiti integrati nell'elettronica
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In forma breve, spieghiamo i circuiti integrati,alla quale ci hanno dato di molto aiuto nell’ambito elettronico.


In un circuito integrato, detto anche CHIP, nel linguaggio comune dell’informatica, non è altro che un pezzetto quadrato di silicio. Con un lato che va dai 5 ai 10mm, in cui vengono realizzate diversi processi tecnologici; questi processi consentono di fabbricare in scala microscopica circuiti elettronici, che svolgono diverse funzioni di base. Il silicio è un materiale semiconduttore, su cui è possibile fabbricare dispositivi elettricamente attivi; il rappresentante di base di questi dispositivi è il TRANSISTOR. Questi circuiti, normalmente, si collocano su altri materiali ceramici o plastici. I transistor a sua volta, possono essee classificati in:

 -INTEGRAZIONE SU PICCOLA SCALA(SSI): da 1 a 10 transistor;

-INTEGRAZIONE SU MEDIA SCALA(MSI): da 10 a 100 transistor;

-INTEGRAZIONE SU GRANDE SCALA(LSI): da 100 a 100.000 transistor;

-INTEGRAZIONE SU GRANDISSIMA SCALA(VLSI): oltre 100,000 transistor.

I computer elaborano le informazioni in modo digitale, e quindi parliamo di combinazioni numerici pari a 0 o 1. Questa gestione dei dati si effettua per mezzo di determinati circuiti, basati sull’elettronica digitale, di cui il transistor costituisce il dispositivo di base. Ogni circuito che compone il nostro computer opera in base all’interazione tra le “Porte logiche”. Se si vogliono realizzare circuiti che svolgano funzioni più complesse, è necessario utilizzare combinazioni di porte logiche. Tali circuiti sono chiamati anche “COMBINATORI”; è possibile realizzare qualunque funzione logica a più variabili per mezzo di un circuito combinatorio, progettato e costruito a partire dalle porte logiche, che risolvono funzioni logiche semplici. A sua volta, una funzione logica è definita mediante un espressione matematica in cui intervengono le variabili, o mediante una tabella di verità che ci fornisce i valori della funzione per tutti i valori possibili delle variabili.

CIRCUITI COMBINATORI INTEGRATI

Le norme scritte prima, riferite alle funzioni logiche, sono valide per qualunque circuito combinatorio che si vuole costruire. All’interno di ciascun circuito integrato( indicato con il simbolo CI), si trovano le diverse combinazioni di porte logiche progettate per la corretta esecuzione della funzione. Dal punto di vista dell’utente, la conoscenza del CI si limita ai PIN di connessione, situati all’esterno; tali connettori sono le entrate in cui si devono applicare le tensioni che simulano le variabili logiche della funzione. Un’altra parte è costituita dalle uscite del circuito, che corrispondono al valore della funzione che si realizza. I circuiti integrati, possiedono un connettore destinato all’alimentazione elettrica, e un altro per la messa a terra.

CIRCUITI DECODIFICATORI, CODIFICATORI, CONVERTITORI CODICI

Un circuito decodificatore perette di attivare un’unica uscita; esso riconosce anche nel terminali di ingresso, una certa combinazione delle variabili, che successivamente attiva( e quindi 1) l’uscita, lasciando inattivo( e quindi 0) tutte le altre( da ricordare che i segnali attivi valgono 1, mentre quelli inattivi valgono 0). I decodificatori possiedono entrate binarie per il codice, e uscite, una delle applicazioni più evidenti dei CI decodificatori, è quello di decodificare i bit che vengono trasmessi attraverso il bus degli indirizzi. Le memorie RAM e ROM hanno al loro interno un circuito decodificatore. In un’operazione di accesso alla memoria, la decodificazione del bus attiva soltanto una linea di uscita, che consente di leggere o scrivere in un’unica cella di memoria. Un circuito codificatore effettua l’operazione inversa a quella di un decodificatore; fra le entrate di un codificatore soltanto una può essere attiva.

CIRCUITI SEQUENZIALI

Tali circuiti non sono sufficienti a soddisfare tutte le funzioni logiche che si devono eseguire in un sistema digitale; in alcuni casi, la risposta del circuito deve dipendere anche dallo stato in cui si trova il sistema quando riceve queste entrate. Lo stato logico di un circuito digitale, è caratterizzato dai valori delle variabili di uscita; la necessità di alcuni circuiti logici di conoscere lo stato precedente, per rispondere in modo diverso a uno stesso ingresso, porta al bisogni di definire un nuovo dispositivo digitale, che funga da elemento di memoria.

CIRCUITI BISTABILI

I circuiti bistabili( chiamati anche flip-flop) rappresentano l’unità di memoria base dei circuiti sequenziali; essi possono avere due stabili, definiti ALTO,BASSO( dall’inglese SET,RESET). Gli stati del bistabile sono identificati dal valore logico del terminale di uscita, che può essere 0 o 1; il dispositivo manterrà cosi, il suo stato fino a quando non si producono i cambi necessari nelle sue entrate.

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