數字集成電路是將元器件和連線集成于同一半導體芯片上而制成的數字邏輯電路或系統(tǒng)。根據數字集成電路中包含的門電路或元、器件數量，可將數字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路和特大規(guī)模集成(ULSI)電路。
數字集成電路是基于數字邏輯(布爾代數)設計和運行的，用于處理數字信號的集成電路。根據集成電路的定義，也可以將數字集成電路定義為：將元器件和連線集成于同一半導體芯片上而制成的數字邏輯電路或系統(tǒng)。根據數字集成電路中包含的門電路或元、器件數量，可將數字集成電路分為小規(guī)模集成(SSI)電路、中規(guī)模集成MSI電路、大規(guī)模集成(LSI)電路、超大規(guī)模集成VLSI電路、特大規(guī)模集成(ULSI)電路和巨大規(guī)模集成電路(GSI，Giga Scale Integration)。小規(guī)模集成電路包含的門電路在10個以內，或元器件數不超過10個;中規(guī)模集成電路包含的門電路在10～100個之間，或元器件數在100～1000個之間;大規(guī)模集成電路包含的門電路在100個以上，或元器件數在1，000～10, 000個之間;超大規(guī)模集成電路包含的門電路在1萬個以上，或元器件數在100，000～1，000，000之間;特大規(guī)模集成電路的門電路在10萬個以上，或元器件數在1，000，000～10，000，000之間。隨著微電子工藝的進步，集成電路的規(guī)模越來越大，簡單地以集成元件數目來劃分類型已經沒有多大的意義了，目前暫時以“巨大規(guī)模集成電路”來統(tǒng)稱集成規(guī)模超過1億個元器件的集成電路。
數字集成電路的型號組成一般由前綴、編號、后綴三大部分組成，前綴代表制造廠商，編號包括產品系列號、器件系列號，后綴一般表示溫度等級、封裝形式等。如表0—1所示為TTL 74系列數字集成電路型號的組成及符號的意義。
可將數字邏輯電路分成組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類。在組合邏輯電路中，任意時刻的輸出僅取決于當時的輸入，而與電路以前的工作狀態(tài)無關。最常用的組合邏輯電路有編碼器、譯碼器、數據選擇器、多路分配器、數值比較器、全加器、奇偶校驗器等。在時序邏輯電路中，任意時刻的輸出不僅取決于該時刻的輸入，還與電路原來的狀態(tài)有關。因此，時序邏輯電路必須有記憶功能，必含有存儲單元電路。最常用的時序邏輯電路有寄存器、移位寄存器、計數器等。具體的組合邏輯電路和時序邏輯電路不勝枚舉。由于它們的應用十分廣泛，所以都有標準化、系列化的集成電路產品，通常把這些產品叫做通用集成電路。與此相對應地把那些為專門用途而設計制作的集成電路叫做專用集成電路(ASIC)。
數字電路的組成：組合邏輯+寄存器(觸發(fā)器)。組合邏輯就是由基本門組成的函數，其輸出只會跟當前的輸入有關，在上面的例子中，第一個圖就是組合邏輯，只完成邏輯運算;而時序電路除了包含基本門之外，還包含存儲元件用例保存過去的信息，時序電路的穩(wěn)態(tài)輸出不僅取決于當前的輸入，還與過去的輸入所形成狀態(tài)有關。第二個圖就是時序電路，在完成邏輯運算的同時，還可以把處理結果暫存起來，用以下一次的運算。
從功能上來看，數字集成電路內部可以分為數據通路(Data-path，也稱為數據路徑)和控制邏輯兩大部分。這兩大部分都是由大量的時序邏輯電路集成的，而且絕大部分都是同步的時序電路，因為時序電路被多個觸發(fā)器或寄存器分成若干節(jié)點，而這些觸發(fā)器在時鐘的控制下會按同樣的節(jié)拍來工作，可以簡化設計。在長期的設計過程中，已經積累了很多標準的通用單元，比如選擇器(也叫多路器，可以從多個輸入數據中選一個輸出)、比較器(用于比較兩個數的大小)、加法器、乘法器、移位寄存器等等，這些單元電路形狀規(guī)則，便于集成(這也是數字電路在集成電路中得到更好的發(fā)展的原因)。這些單元按設計要求連接在一起，形成數據通路，待處理的數據從輸入端經過這條通路到輸出端，便得到處理后的結果。同時，還需要由專門設計的控制邏輯，控制數據通路的各組成部件，按各自的功能要求和特定的時序關系和來配合工作。
數字集成電路產品的種類很多，若按電路結構來分，可分成TTL和MOS 兩大系列。TTL 數字集成電路是利用電子和空穴兩種載流子導電的，所以又叫做雙極性電路。MOS 數字集成電路是只用一種載流子導電的電路，其中用電子導電的稱為NMOS 電路;用空穴導電的稱為PMOS 電路:如果是用NMOS 及PMOS 復合起來組成的電路，則稱為CMOS 電路。CMOS 數字集成電路與TTL 數字集成電路相比，有許多優(yōu)點，如工作電源電壓范圍寬，靜態(tài)功耗低，抗干擾能力強，輸入阻抗高，成本低，等等。因而， CMOS 數字集成電路得到了廣泛的應用。
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