Elektronisk krets
I digitala elektroniska kretsar antar elektriska signaler diskreta värden för att representera logiska och numeriska värden. Dessa värden representerar den information som behandlas. I de allra flesta fall används binär kodning: en spänning (vanligtvis det mer positiva värdet) representerar en binär ”1” och en annan spänning (vanligtvis ett värde nära jordpotentialen, 0 V) representerar en binär ”0”. Digitala kretsar använder sig i stor utsträckning av transistorer som är sammankopplade för att skapa logiska grindar som tillhandahåller den boolska logikens funktioner: AND, NAND, OR, NOR, XOR och kombinationer av dessa. Transistorer som är sammankopplade så att de ger en positiv återkoppling används som latcher och flip-flops, kretsar som har två eller flera metastabila tillstånd och som förblir i ett av dessa tillstånd tills de ändras av en extern ingång. Digitala kretsar kan därför tillhandahålla logik och minne, vilket gör det möjligt för dem att utföra godtyckliga beräkningsfunktioner. (Minne baserat på flip-flops kallas statiskt slumpmässigt minne (SRAM). Minne som bygger på lagring av laddning i en kondensator, dynamiskt slumpmässigt åtkomstminne (DRAM) används också i stor utsträckning.)
Designprocessen för digitala kretsar skiljer sig i grunden från processen för analoga kretsar. Varje logisk grind återskapar den binära signalen, så konstruktören behöver inte ta hänsyn till förvrängning, förstärkningskontroll, offsetspänningar och andra problem som ställs inför en analog konstruktion. Detta leder till att extremt komplexa digitala kretsar, med miljarder logiska element integrerade på ett enda kiselchip, kan tillverkas till låg kostnad. Sådana digitala integrerade kretsar är allestädes närvarande i moderna elektroniska apparater, t.ex. miniräknare, mobiltelefoner och datorer. I takt med att de digitala kretsarna blir mer komplexa blir frågor som tidsfördröjning, logiska lopp, energiförbrukning, icke-ideala omkopplingar, belastning på och mellan chip och läckströmmar begränsningar för kretsarnas täthet, snabbhet och prestanda.
Digitala kretsar används för att skapa datorkretsar för allmänna ändamål, t.ex. mikroprocessorer, och specialdesignade logikkretsar, så kallade applikationsspecifika integrerade kretsar (ASIC). FPGA:er (Field-programmable gate arrays), chip med logiska kretsar vars konfiguration kan ändras efter tillverkningen, används också i stor utsträckning för prototyper och utveckling.