Un circuit intégré numérique (CI) est un circuit électronique hautement miniaturisé, fonctionnant sur des niveaux de tension individuels, inséré dans un petit boîtier. Il fonctionne généralement avec des alimentations à courant continu (CC) basse tension. Les tensions d’alimentation typiques sont de 5 et 3.3 volts (V). Auparavant, les circuits intégrés numériques fonctionnaient sur des alimentations 12 V.
Différents types de semi-conducteurs, de résistances et de condensateurs sont utilisés dans le circuit intégré numérique. Le circuit intégré numérique le plus simple pourrait être une puce ou une micropuce à boîtier double en ligne à 14 broches dotée de six onduleurs numériques intégrés. Chaque onduleur utilise une seule broche pour l’entrée et une seule broche pour la sortie. L’onduleur émet un « haut » lorsqu’un « bas » est introduit dans l’entrée, mais lorsqu’un « haut » est introduit dans l’entrée, la sortie est « bas ». C’est pourquoi on l’appelle onduleur.
Dans l’électronique, les ordinateurs, les téléphones portables et les appareils numériques, il existe de nombreux types de circuits intégrés numériques qui exécutent toutes sortes de fonctions, y compris des calculs mathématiques utilisant le système de nombres binaires. Dans un micro-ordinateur 8 bits, un ensemble de 8 bits est appelé octet. Chaque octet peut représenter un nombre de 0 à 255, ou il peut représenter –128 à +127. Dans certains modes de calcul connus sous le nom de décimal codé binaire, l’octet peut représenter un nombre de 00 à 99.
Il existe des circuits intégrés analogiques qui exécutent toutes sortes de fonctions analogiques, telles que l’amplification, la conversion de signaux et la détection. Le circuit intégré numérique, fonctionnant sur des niveaux numériques, peut distinguer l’équivalent numérique des signaux analogiques en utilisant un convertisseur. Le convertisseur analogique-numérique (A/N) est un circuit analogique et numérique combiné qui entre un niveau analogique et sort un équivalent numérique multi-bits de l’échantillon analogique. Par exemple, un convertisseur A/N peut échantillonner une tension de courant continu (VDC) de 24 volts et générer un octet avec des valeurs de bit « 00011000 », qui est « 24 ».
Le convertisseur numérique-analogique (N/A) est un circuit plus simple qui peut ne pas nécessiter de circuit intégré. En utilisant des dispositifs passifs, tels que des résistances et un amplificateur analogique, un convertisseur N/A peut être construit. Lorsque l’espace est minimal, une puce de conversion N/A peut être un choix pratique.
Il existe de nombreux circuits et équipements utilisés en électronique numérique. Le microprocesseur utilise des registres, qui sont des ensembles de verrous numériques qui conservent un seul bit. Un processeur 16 bits utilise 16 de ces verrous qui ne peuvent mémoriser qu’un seul bit chacun. Pour les applications de mémoire, la densité des semi-conducteurs dans les puces de mémoire a augmenté pour contenir plus de quelques dizaines de gigaoctets par pouce carré. Chaque gigaoctet équivaut à un milliard d’octets et chaque milliard d’octets équivaut à 1 milliards de bits.