Układ elektroniczny
W cyfrowych układach elektronicznych sygnały elektryczne przybierają wartości dyskretne, do reprezentowania wartości logicznych i liczbowych. Wartości te reprezentują informacje, które są przetwarzane. W większości przypadków używane jest kodowanie binarne: jedno napięcie (zwykle bardziej dodatnia wartość) reprezentuje binarną „1”, a inne napięcie (zwykle wartość zbliżona do potencjału ziemi, 0 V) reprezentuje binarne „0”. W obwodach cyfrowych szeroko wykorzystuje się tranzystory, połączone ze sobą w celu utworzenia bramek logicznych, które realizują funkcje logiki booleańskiej: AND, NAND, OR, NOR, XOR i ich kombinacje. Tranzystory połączone ze sobą w sposób zapewniający dodatnie sprzężenie zwrotne są wykorzystywane jako zatrzaski i przerzutniki, układy, które mają dwa lub więcej stanów metastabilnych i pozostają w jednym z tych stanów do momentu zmiany przez wejście zewnętrzne. Obwody cyfrowe mogą zatem dostarczać logiki i pamięci, umożliwiając im wykonywanie dowolnych funkcji obliczeniowych. (Pamięć oparta na klapkach jest znana jako statyczna pamięć o dostępie swobodnym (SRAM). Pamięć oparta na przechowywaniu ładunku w kondensatorze, dynamiczna pamięć o dostępie swobodnym (DRAM) jest również szeroko stosowana.)
Proces projektowania układów cyfrowych różni się zasadniczo od procesu projektowania układów analogowych. Każda bramka logiczna regeneruje sygnał binarny, więc projektant nie musi uwzględniać zniekształceń, kontroli wzmocnienia, napięcia offsetowe i inne problemy napotkane w projekcie analogowym. W konsekwencji, niezwykle złożone układy cyfrowe, z miliardami elementów logicznych zintegrowanych na pojedynczym chipie krzemowym, mogą być wytwarzane przy niskich kosztach. Takie cyfrowe układy scalone są wszechobecne w nowoczesnych urządzeniach elektronicznych, takich jak kalkulatory, telefony komórkowe i komputery. W miarę jak układy cyfrowe stają się coraz bardziej złożone, kwestie opóźnienia czasowego, wyścigów logicznych, rozpraszania mocy, nieidealnego przełączania, obciążenia wewnątrz- i międzyukładowego oraz prądów upływu stają się ograniczeniami dla gęstości, szybkości i wydajności obwodu.
Obwody cyfrowe są używane do tworzenia układów obliczeniowych ogólnego przeznaczenia, takich jak mikroprocesory, oraz niestandardowych układów logicznych, znanych jako układy scalone specyficzne dla aplikacji (ASIC). Tablice bramek programowalne przez użytkownika (FPGA), układy z obwodami logicznymi, których konfiguracja może być modyfikowana po wyprodukowaniu, są również szeroko stosowane w prototypowaniu i rozwoju.