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Circuit intégré logique

Clé de voûte de l’électronique moderne, le circuit intégré logique est le composant principal utilisé dans pratiquement tous les équipements électroniques actuels. Ayant révolutionné le monde de l’électronique (ordinateurs , téléphones mobiles et autres appareils ménagers numériques), il se décline dans différentes typologies selon sa fonction et ses caractéristiques. Une des principales variétés de circuit intégré est le CI logique. Il s’agit d’un circuit intégré spécialisé qui permet de réaliser une opération booléenne grâce à leur fonction tout-ou-rien (TOR). Ainsi, le CI logique est destiné au traitement des données binaires, qu’il s’agisse de chiffres, de nombres ou de tout autre type de données. Grâce à sa structure élémentaire et compréhensible, la conception du composant électrique intégré logique simplifie les architectures et la connectique (I pour Input ou entrée, et O pour Output ou sortie) de la plaque.

La structure d’un CI logique

Pour rappel, la logique booléenne suppose deux états : l’état haut et l’état bas. Ce concept simple permet ainsi de transposer cette idée sur un circuit logique : quand le courant passe, le circuit logique est en état haut ; quand le courant ne passe pas, le CI est en état bas. Afin d’influencer le passage du courant (coupure ou marche), les dispositifs concernés (une ampoule, par exemple) utilisent un interrupteur qui détermine l’état selon l’action. En outre, il est aussi possible de réaliser une fonction logique en utilisant plusieurs interrupteurs qui supposeront les états intermédiaires du circuit intégré logique. C’est là qu’interviennent les portes (ou « gates », en anglais) qui comportent chacune plusieurs entrées et sorties. La majorité des modèles simples de circuit électronique logique comportent en général quatre portes incluant chacune deux entrées et une sortie.

Le principe de fonctionnement d’un circuit intégré logique

Le fonctionnement d’un circuit intégré logique est tout simple si l’on se réfère aux modèles de composant intégré logique les plus basiques. En effet, il suffit de mettre le CI sous tension positive adaptée, et d’injecter deux signaux sur les deux entrées d’une porte. De ce fait, le type de signaux injecté détermine le niveau obtenu en sortie : soit un état bas (noté L pour « low »), soit un état haut (noté H pour « high »).

Les différentes variétés de circuit logique

Il existe plusieurs technologies de conception pour différentes variétés de circuit logique. C’est pourquoi la majorité des CI logique sont notés par des préfixes comme HCC, HEC, HCF, HCT ou HEF. Les différences les plus notables résident généralement sur des paramètres techniques comme la tension d’alimentation ou la température de fonctionnement. Mais côté alimentation, c’est la technologie de conception du circuit logique qui en détermine la plage : la majorité des CMOS fonctionnent en 6 V maximum, tandis que les technologies de CI logique récentes n’ont besoin que de 2,5 V voire de 1,8 V.