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circuit intégré (IC), également appelé circuit microélectronique, micropuce ou puce, un assemblage deélectroniquecomposants, fabriqués comme une seule unité, dans lesquels des dispositifs actifs miniaturisés (par exemple,transistoretdiodes) et les appareils passifs (par exemple,condensateursetrésistances) et leurs interconnexions sont construites sur un mince substrat desemi-conducteurmatériau (généralementsilicium).La résultantecircuitest donc un petitmonolithique« puce », qui peut être aussi petite que quelques centimètres carrés ou seulement quelques millimètres carrés.Les composants individuels du circuit sont généralement de taille microscopique.

IntégréLes circuits trouvent leur origine dans l'invention dutransistoren 1947 parWilliam B.Shockleyet son équipe auSociété américaine de téléphone et de télégraphe Laboratoires Bell.L'équipe de Shockley (y comprisJohn BardeenetWalter H. Brattain) a estimé que, dans des circonstances appropriées,électronsformerait une barrière à la surface de certainscristaux, et ils ont appris à contrôler le flux deélectricitéà travers lecristalen manipulant cette barrière.Le contrôle du flux d'électrons à travers un cristal a permis à l'équipe de créer un dispositif capable d'effectuer certaines opérations électriques, telles que l'amplification du signal, qui étaient auparavant effectuées par des tubes à vide.Ils ont nommé cet appareil transistor, à partir d'une combinaison des motstransfertetrésistance.L'étude des méthodes de création d'appareils électroniques utilisant des matériaux solides est devenue connue sous le nom de matériaux à semi-conducteurs.électronique.Appareils à semi-conducteurss'est avéré beaucoup plus robuste, plus facile à travailler, plus fiable, beaucoup plus petit et moins cher que les tubes à vide.En utilisant les mêmes principes et matériaux, les ingénieurs ont rapidement appris à créer d’autres composants électriques, tels que des résistances et des condensateurs.Maintenant que les appareils électriques pouvaient être si petits, la plus grande partie d'un circuit était le câblage délicat entre les appareils.

Types de circuits intégrés de base

Analogiquecontrecircuits numériques

AnalogiqueLes circuits , ou linéaires, n'utilisent généralement que quelques composants et font donc partie des types de circuits intégrés les plus simples.Généralement, les circuits analogiques sont connectés à des appareils qui collectent les signaux duenvironnementou renvoyer des signaux à l’environnement.Par exemple, unmicrophoneconvertit les sons vocaux fluctuants en un signal électrique de tension variable.Un circuit analogique modifie ensuite le signal d'une manière utile, par exemple en l'amplifiant ou en le filtrant des bruits indésirables.Un tel signal pourrait ensuite être renvoyé vers un haut-parleur, qui reproduirait les tonalités initialement captées par le microphone.Une autre utilisation typique d'un circuit analogique consiste à contrôler un appareil en réponse à des changements continus dans l'environnement.Par exemple, un capteur de température envoie un signal variable à unthermostat, qui peut être programmé pour allumer et éteindre un climatiseur, un chauffage ou un four une fois que le signal a atteint un certainvaleur.

Un circuit numérique, en revanche, est conçu pour accepter uniquement des tensions de valeurs spécifiques données.Un circuit qui utilise seulement deux états est appelé circuit binaire.La conception de circuits avec des quantités binaires, « on » et « off » représentant 1 et 0 (c'est-à-dire vrai et faux), utilise la logique deAlgèbre de Boole.(L'arithmétique est également effectuée dans lesystème de numération binaireemployant l'algèbre booléenne.) Ces éléments de base sont combinés dans la conception de circuits intégrés pour ordinateurs numériques et dispositifs associés pour exécuter les fonctions souhaitées.

Microprocesseurcircuits

Microprocesseurssont les circuits intégrés les plus complexes.Ils sont composés de milliards detransistorqui ont été configurés comme des milliers de signaux numériques individuelscircuits, dont chacun remplit une fonction logique spécifique.Un microprocesseur est entièrement constitué de ces circuits logiques synchronisés les uns avec les autres.Les microprocesseurs contiennent généralement leunité centrale de traitement(CPU) d'un ordinateur.

Tout comme une fanfare, les circuits remplissent leur fonction logique uniquement sous la direction du chef d'orchestre.Le chef de musique d'un microprocesseur, pour ainsi dire, s'appelle l'horloge.L'horloge est un signal qui alterne rapidement entre deux états logiques.Chaque fois que l'horloge change d'état, chaque logiquecircuitdans le microprocesseur fait quelque chose.Les calculs peuvent être effectués très rapidement, en fonction de la vitesse (fréquence d'horloge) du microprocesseur.

Les microprocesseurs contiennent des circuits, appelés registres, qui stockent des informations.Les registres sont des emplacements mémoire prédéterminés.Chaque processeur possède de nombreux types de registres différents.Les registres permanents sont utilisés pour stocker les instructions préprogrammées nécessaires à diverses opérations (telles que l'addition et la multiplication).Les registres temporaires stockent les numéros sur lesquels l'opération doit être effectuée ainsi que le résultat.D'autres exemples de registres incluent le compteur de programme (également appelé pointeur d'instruction), qui contient l'adresse en mémoire de l'instruction suivante ;le pointeur de pile (également appelé registre de pile), qui contient l'adresse de la dernière instruction placée dans une zone de mémoire appelée pile ;et le registre d'adresses mémoire, qui contient l'adresse de l'endroit où se trouve ledonnéessur lequel travailler se trouve ou où les données traitées seront stockées.

Les microprocesseurs peuvent effectuer des milliards d'opérations par seconde sur les données.Outre les ordinateurs, les microprocesseurs sont courants danssystèmes de jeux vidéo,téléviseurs,appareils photo, etautomobiles.

Mémoirecircuits

Les microprocesseurs doivent généralement stocker plus de données que ne peuvent en contenir quelques registres.Ces informations supplémentaires sont transférées vers des circuits de mémoire spéciaux.Mémoireest composé de réseaux denses de circuits parallèles qui utilisent leurs états de tension pour stocker des informations.La mémoire stocke également la séquence temporaire d'instructions, ou programme, pour le microprocesseur.

Les fabricants s'efforcent continuellement de réduire la taille des circuits de mémoire afin d'augmenter les capacités sans augmenter l'espace.De plus, les composants plus petits consomment généralement moins d’énergie, fonctionnent plus efficacement et coûtent moins cher à fabriquer.