专用集成电路

电子电路是由个别的电子元件，如电阻器、晶体管、电容器、电感器和二极管，通过导电连接导线或迹线，通过该电流可以流动。通常被称为电子的，而不是电子的，至少一个有源组件必须存在。组件和导线的组合允许执行各种简单和复杂的操作：可以放大信号，可以执行计算，并且可以将数据从一个位置移动到另一个位置。

电路可以由通过单独的导线连接的分立组件构成，但是如今，更常见的是通过光刻技术在叠层基板（印刷电路板或PCB）上创建互连并将这些组件焊接到这些互连上以形成成品电路。在集成电路或IC中，部件和互连件形成在同一衬底上，该衬底通常是半导体，例如掺杂的硅或（较少见的）砷化镓。

电子电路通常可以归类为模拟电路、数字电路或混合信号电路（模拟电路和数字电路的组合）。电子电路中使用最广泛的半导体器件是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

面包板，perfboards和条板是用于测试新设计常见。它们允许设计人员在开发过程中快速更改电路。

模拟电子电路是电流或电压可能随时间连续变化以对应于所表示的信息的电路。模拟电路由两个基本构建模块构成：串联和并联电路。

在串联电路中，相同的电流流经一系列组件。一串圣诞灯是串联电路的一个很好的例子：如果一个熄灭，它们都会发光。

在并联电路中，所有组件都连接到相同的电压，电流根据它们的电阻在各个组件之间分配。

模拟电路的基本组件是电线、电阻器、电容器、电感器、二极管和晶体管。模拟电路通常在示意图中表示，其中导线显示为线，每个组件都有xxx的符号。模拟电路分析采用基尔霍夫电路定律：一个节点（电线汇合处）的所有电流，电线闭环周围的电压为0。通过显式添加寄生元件（例如分立电阻器或电感器），可以捕获任何电阻或电抗。有源元件（例如晶体管）通常被视为受控电流或电压源：例如，场效应晶体管可以建模为从源极到漏极的电流源、电流由栅极-源极电压控制。

当电路大小与相关信号频率的波长相当时，必须使用更复杂的方法，即分布式元件模型。电线被视为传输线，其特征阻抗名义上恒定，并且在起点和终点的阻抗决定了该线上的透射波和反射波。根据这种方法设计的电路是分布式单元电路。对于频率高于GHz的电路板，这些考虑通常变得尤为重要；集成电路较小，可以将其视为频率低于10GHz的集总元件。

在数字电子电路中，电信号具有离散值，代表逻辑和数字值。这些值表示正在处理的信息。在大多数情况下，使用二进制编码：一个电压（通常为正值较大）代表二进制“ 1”，另一电压（通常接近地电位0 V）代表二进制“ 0”。数字电路大量使用晶体管，相互连接以创建提供布尔逻辑功能的逻辑门：AND、NAND、OR、NOR、XOR及其组合。互连以便提供正反馈的晶体管用作锁存器和触发器，电路具有两个或多个亚稳态，并保持在这些状态之一，直到被外部输入改变为止。因此，数字电路可以提供逻辑和存储器，使它们能够执行任意计算功能。（基于触发器的存储器被称为静态随机存取存储器（SRAM）。基于电容器中电荷存储的存储器，动态随机存取存储器（DRAM）也被广泛使用。）

数字电路的设计过程从根本上不同于模拟电路的设计过程。每个逻辑门都会重新生成二进制信号，因此设计人员无需考虑失真，增益控制，失调电压以及模拟设计中面临的其他问题。结果，可以以低成本制造极其复杂的数字电路，在单个硅芯片上集成了数十亿个逻辑元件。这样的数字集成电路在诸如计算器、移动电话手机和计算机的现代电子设备中无处不在。随着数字电路变得越来越复杂、时间延迟、逻辑竞赛、功耗、非理想开关、芯片上和芯片间负载以及泄漏电流等问题已成为电路密度，速度和性能的限制。

数字电路用于创建通用计算芯片，例如微处理器，以及定制设计的逻辑电路，称为专用集成电路（ASIC）。现场可编程门阵列（FPGA）是具有逻辑电路的芯片，其配置可以在制造后进行修改，也广泛用于原型设计和开发中。

混合信号或混合电路包含模拟和数字电路的元素。示例包括比较器、计时器、锁相环、模数转换器和数模转换器。大多数现代无线电和通信电路都使用混合信号电路。例如，在接收机中，模拟电路用于放大和频率转换信号，以便它们达到合适的状态以转换为数字值，此后可以在数字域中执行进一步的信号处理。