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Ameya360:計算機芯片是什么 計算機芯片的工作原理

發(fā)布人:Ameya360芯人 時間:2023-01-03 來源:工程師 發(fā)布文章

  計算機芯片是一種用硅材料制成的薄片,其大小僅有手指甲的一半。一個芯片是由幾百個微電路連接在一起的,體積很小,在芯片上布滿了產(chǎn)生脈沖電流的微電路。

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   一、計算機芯片是什么

  計算機芯片,準(zhǔn)確地說就是硅片,也叫集成電路。它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品。所謂微電子是相對"強電"、"弱電"等概念而言,指它處理的電子信號極其微小,它是現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)。計算機芯片是一種用硅材料制成的薄片,其大小僅有手指甲的一半。一個芯片是由幾百個微電路連接在一起的,體積很小,在芯片上布滿了產(chǎn)生脈沖電流的微電路。計算機芯片利用這些微電流,就能夠完成控制計算機、自動化裝置制和其它各種設(shè)備所需要的操作。計算機芯片內(nèi)的電路很小,它使用的電流也很小,所以也稱芯片為微電子器件。微型計算機中的主要芯片有微處理芯片、接口芯片、存儲器芯片。

  二、計算機芯片的工作原理

  芯片的襯底材料是具有 n-或 p-型的輕摻雜質(zhì)單晶硅層。它起兩個作用,一是作為在其上面和內(nèi)部制造集成電路的物理介質(zhì),另一作用是作為電路本身的一部分,構(gòu)成芯片核心的半導(dǎo)體電路和微型晶體管通過沉積或刻蝕直接構(gòu)建在單晶硅表面上。

  芯片的工作速度與芯片內(nèi)電路之間信號傳送路程的長短有關(guān),路程越短速度越快,反之則越慢。芯片的工作時間單位是以納秒計量的。

  芯片中的電路越緊密地擠在一起,芯片的工作速度越快,而且由于更多的電路被設(shè)計在同樣面積的硅片上,芯片的功能更強。實際中芯片所做的工作都是由晶體管完成的。芯片的代碼用兩種信號表示,即電壓信號代碼。

      它包括兩種狀態(tài),被分別稱為高電平和低電平狀態(tài),也可以用數(shù)字表示這兩種信號,即用“1”表示高電壓信號,用“0”表示低電壓信號(“1”和“0”在二進制代碼中叫做“位”(bit, binary digits 的縮寫))。這兩種狀態(tài)分別用 VIH 和 HIL 兩個電壓域值表示,且 VIH>HIL。VIH 被稱為高邏輯閥,HIL 被稱為低邏輯閥。如果某節(jié)點電壓 V 滿足不等式 V> HIL ,則認(rèn)為該節(jié)點處于高狀態(tài),而如果V<VIH ,則為低狀態(tài)。如果一個節(jié)點 的電壓 V 滿足不等式 HIL<V<VIH ,則狀態(tài)不確定。

  芯片電路中由于晶體管的導(dǎo)通與斷開而產(chǎn)生的一串電信號,也叫做信號流。信號流可以用來表示數(shù)字、字母和其它各種信息的代碼。



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