写在前面

该教程探讨了重要的主题，这些主题使我们可以将集成电路分为两大类。
承接上一篇：集成电路简介
原文地址：Introduction to Analog and Digital Electronics
注：外文翻译，知识笔记与知识搬运，侵联删！

正文

使用电子系统或组件的任何人都会经常遇到“模拟”和“数字”一词。 这些话到底是什么意思？ 模拟和数字之间的差异如何转化为物理电路领域？

模拟世界

我们生活的物理环境以模拟量为特征，即以连续方式变化且不限于少量离散值的量。 温度，位置，光强度，声波，颜色，纹理-我们的世界充满了不适合受限测量系统（例如“开与关”，“小与大”，“黑色”）的渐变，位移和变化 对比白色”或“柔和硬”。 当我们使用图表直观地表示这些模拟量的值时，曲线将变得平滑。 这些平滑变化的模拟曲线中最具代表性的是正弦曲线：

数字系统

如果世界是一个模拟的地方，那么为什么这些天我们听到很多关于数字技术的信息？如果人类经验从根本上仍是类比的，我们怎么能说“数字革命”？事实证明，当这些系统的电气部分使用限制在两个值（开和关，否则称为一和零）的信号来存储，传输和处理信息时，工程系统可以提供极为优越的性能和功能。

尽管“数字”一词通常指的是涉及一组有限的离散值的系统，但在现代电子技术中，“数字”表示二进制。在二进制计算中，唯一可用的数字是1和0，并且此数学结构通过使用电压始终为“高”或“低”的数字电路转换为电子域。

在典型的单端数字电路中，逻辑高信号的电压接近（理想情况下，等于）电路的电源电压，逻辑低信号的电压接近（理想情况下，等于）电路的接地电压。由于接地节点是系统中所有电压的参考，因此我们说逻辑低电平为0V。因​​此，如果数字电路的电源电压为3.3 V，则该电路中存在的电信号将类似于在0 V和3.3 V：

在许多应用中，数字存储，传输和处理非常有优势，以至于电气工程师即使在需要额外的电路将模拟量转换为数字量然后再将数字量转换回模拟量时也采用数字技术。 在下一章中，我们将详细了解模数转换器和数模转换器。

模拟和数字IC

如今，电子设备执行的大部分活动都发生在集成电路内部。 因此，模拟电路与数字电路之间的差异源于模拟集成电路与数字集成电路之间的差异。
模拟和数字IC包含相同的基本组件：主要是晶体管，但也包括二极管和无源元件。但是，在模拟IC中，晶体管旨在放大或产生连续变化的信号。 当我们给晶体管偏置时，我们会创建电路条件，使其能够正确响应电压的微小变化。 例如，放大器IC的输入级可能采用如下所示的MOSFET差分对配置； 请注意，电流源（IBIAS）使Q1和Q2晶体管偏置。

下一个电路称为Colpitts振荡器，它使用偏置的双极结型晶体管产生正弦信号。

相比之下，数字IC的设计允许输入信号完全打开或完全关闭晶体管。 MOSFET和BJT都存在于模拟IC中，而数字IC中的绝大多数晶体管都是MOSFET。 设计人员将MOSFET互连，以形成实现基本布尔逻辑功能的相对简单的电路，然后这些逻辑门可以用作高级数字电路（如触发器）甚至是极其复杂的电路（如微处理器）的构建块。

该图显示了布尔AND功能的MOSFET实现。

概括

• 物理世界是模拟的，但是在电子设计的背景下，数字技术通常远远优于模拟技术。
• 数字电路的信号会在代表二进制1的逻辑高电平和代表二进制0的逻辑低电平之间转换。
• 模拟IC使用带有偏置的BJT和MOSFET，以便它们可以响应小的，平滑变化的输入信号。
• 数字IC使用的MOSFET可以完全导通或完全截止，并且可以互连成各种简单和复杂的电路。

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文章来源: reborn.blog.csdn.net，作者：李锐博恩，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。

原文链接：reborn.blog.csdn.net/article/details/106387851