Circuit electronic
În circuitele electronice digitale, semnalele electrice capătă valori discrete, pentru a reprezenta valori logice și numerice. Aceste valori reprezintă informația care este procesată. În marea majoritate a cazurilor, se utilizează codificarea binară: o tensiune (de obicei, valoarea cea mai pozitivă) reprezintă un „1” binar, iar o altă tensiune (de obicei, o valoare apropiată de potențialul de masă, 0 V) reprezintă un „0” binar. Circuitele digitale utilizează pe scară largă tranzistori, interconectați pentru a crea porți logice care asigură funcțiile logicii booleene: AND, NAND, OR, NOR, XOR și combinații ale acestora. Tranzistoarele interconectate în așa fel încât să asigure o reacție pozitivă sunt utilizate ca latch-uri și flip-flops, circuite care au două sau mai multe stări metastabile și care rămân într-una dintre aceste stări până când sunt modificate de o intrare externă. Prin urmare, circuitele digitale pot furniza logică și memorie, ceea ce le permite să îndeplinească funcții de calcul arbitrare. (Memoria bazată pe flip-flops este cunoscută sub numele de memorie statică cu acces aleatoriu (SRAM). Memoria bazată pe stocarea sarcinii într-un condensator, memoria dinamică cu acces aleatoriu (DRAM) este, de asemenea, utilizată pe scară largă.)
Procesul de proiectare pentru circuitele digitale este fundamental diferit de cel pentru circuitele analogice. Fiecare poartă logică regenerează semnalul binar, astfel încât proiectantul nu trebuie să țină cont de distorsiune, control al câștigului, tensiuni de offset și alte preocupări cu care se confruntă o proiectare analogică. În consecință, circuitele digitale extrem de complexe, cu miliarde de elemente logice integrate pe un singur cip de siliciu, pot fi fabricate la costuri reduse. Astfel de circuite integrate digitale sunt omniprezente în dispozitivele electronice moderne, cum ar fi calculatoarele, telefoanele mobile și calculatoarele. Pe măsură ce circuitele digitale devin din ce în ce mai complexe, problemele legate de întârzierea în timp, cursele logice, disiparea de putere, comutarea neideală, încărcarea pe cip și între cipuri și curenții de scurgere devin limitări ale densității, vitezei și performanței circuitelor.
Circuitele digitale sunt utilizate pentru a crea cipuri de calcul de uz general, cum ar fi microprocesoarele, și circuite logice proiectate la comandă, cunoscute sub numele de circuite integrate pentru aplicații specifice (ASIC). Rețelele de porți programabile pe teren (FPGA), cipuri cu circuite logice a căror configurație poate fi modificată după fabricare, sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în prototipuri și dezvoltare.