Un circuito integrato digitale (IC) è un circuito elettronico altamente miniaturizzato, che opera su livelli di tensione individuali, inserito in un piccolo contenitore. Funziona comunemente con alimentatori a corrente continua (DC) a bassa tensione. Le tensioni di alimentazione tipiche sono 5 e 3.3 volt (V). I precedenti circuiti integrati digitali funzionavano con alimentatori a 12 V.
Nel circuito integrato digitale vengono utilizzati diversi tipi di semiconduttori, resistori e condensatori. Il circuito integrato digitale più semplice potrebbe essere un chip o un microchip con pacchetto dual-in-line a 14 pin con sei inverter digitali incorporati. Ogni inverter utilizza un singolo pin per l’input e un singolo pin per l’output. L’inverter emette un “alto” quando un “basso” viene alimentato in ingresso, ma quando un “alto” viene alimentato in ingresso l’uscita è “basso”. Per questo si chiama inverter.
Nell’elettronica, nei computer, nei telefoni cellulari e nei dispositivi digitali, ci sono così tanti tipi di circuiti integrati digitali che eseguono tutti i tipi di funzioni, inclusi calcoli matematici utilizzando il sistema di numeri binari. In un microcomputer a 8 bit, un insieme di 8 bit viene definito byte. Ogni byte può rappresentare un numero compreso tra 0 e 255 oppure può rappresentare da –128 a +127. In alcune modalità di calcolo note come decimali in codice binario, il byte può rappresentare un numero compreso tra 00 e 99.
Esistono circuiti integrati analogici che eseguono tutti i tipi di funzioni analogiche, come l’amplificazione, la conversione del segnale e il rilevamento. Il circuito integrato digitale, operando su livelli digitali, può distinguere l’equivalente digitale di segnali analogici utilizzando un convertitore. Il convertitore analogico-digitale (A/D) è un circuito analogico e digitale combinato che immette un livello analogico ed emette un equivalente digitale multi-bit del campione analogico. Ad esempio, un convertitore A/D può campionare una tensione di corrente continua (VDC) di 24 volt e generare un byte con valori di bit “00011000”, che è “24”.
Il convertitore digitale-analogico (D/A) è un circuito più semplice che potrebbe non richiedere un circuito integrato. Utilizzando dispositivi passivi, come resistori e un amplificatore analogico, è possibile costruire un convertitore D/A. Quando lo spazio è minimo, un chip convertitore D/A può essere una scelta pratica.
Ci sono molti circuiti e apparecchiature utilizzate nell’elettronica digitale. Il microprocessore utilizza registri, che sono insiemi di latch digitali che conservano un singolo bit. Un processore a 16 bit utilizza 16 di questi latch che sono in grado di ricordare solo 1 bit ciascuno. Per le applicazioni di memoria, la densità dei semiconduttori nei chip di memoria è aumentata fino a contenere più di poche decine di gigabyte per pollice quadrato. Ogni gigabyte equivale a un miliardo di byte e ogni miliardo di byte equivale a 8 miliardi di bit.