Ένα ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα (IC) είναι ένα εξαιρετικά μικροσκοπικό ηλεκτρονικό κύκλωμα, που λειτουργεί σε μεμονωμένα επίπεδα τάσης, τοποθετημένο σε μια μικρή συσκευασία. Λειτουργεί συνήθως με τροφοδοτικά συνεχούς ρεύματος χαμηλής τάσης (DC). Οι τυπικές τάσεις τροφοδοσίας είναι 5 και 3.3 βολτ (V). Παλαιότερα ψηφιακά ολοκληρωμένα κυκλώματα λειτουργούσαν σε τροφοδοτικά 12 V.
Στο ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα χρησιμοποιούνται διαφορετικοί τύποι ημιαγωγών, αντιστάσεων και πυκνωτών. Το απλούστερο ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα θα μπορούσε να είναι ένα τσιπ πακέτου διπλής γραμμής 14 ακίδων ή μικροτσίπ που έχει έξι ενσωματωμένους ψηφιακούς μετατροπείς. Κάθε μετατροπέας χρησιμοποιεί έναν μόνο ακροδέκτη για είσοδο και έναν μόνο ακροδέκτη για έξοδο. Ο μετατροπέας εξάγει “υψηλό” όταν τροφοδοτείται “χαμηλό” στην είσοδο, αλλά όταν τροφοδοτείται ένα “υψηλό” στην είσοδο, η έξοδος είναι “χαμηλή”. Αυτός είναι ο λόγος που ονομάζεται μετατροπέας.
Στα ηλεκτρονικά, τους υπολογιστές, τα κινητά τηλέφωνα και τις ψηφιακές συσκευές, υπάρχουν τόσοι πολλοί τύποι ψηφιακών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων που εκτελούν κάθε είδους λειτουργίες, συμπεριλαμβανομένων μαθηματικών υπολογισμών χρησιμοποιώντας το δυαδικό σύστημα αριθμών. Σε έναν μικροϋπολογιστή 8 bit, ένα σύνολο 8 bit αναφέρεται ως byte. Κάθε byte μπορεί να αντιπροσωπεύει έναν αριθμό από 0 έως 255 ή μπορεί να αντιπροσωπεύει –128 έως +127. Σε ορισμένους τρόπους υπολογισμού γνωστούς ως δεκαδικό με δυαδικό κώδικα, το byte μπορεί να αντιπροσωπεύει έναν αριθμό από το 00 έως το 99.
Υπάρχουν αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα που εκτελούν κάθε είδους αναλογικές λειτουργίες, όπως ενίσχυση, μετατροπή σήματος και ανίχνευση. Το ψηφιακό ολοκληρωμένο κύκλωμα, που λειτουργεί σε ψηφιακά επίπεδα, μπορεί να διακρίνει το ψηφιακό ισοδύναμο των αναλογικών σημάτων χρησιμοποιώντας έναν μετατροπέα. Ο μετατροπέας αναλογικού σε ψηφιακό (A/D) είναι ένα συνδυασμένο αναλογικό και ψηφιακό κύκλωμα που εισάγει ένα αναλογικό επίπεδο και εξάγει ένα ψηφιακό ισοδύναμο πολλαπλών bit του αναλογικού δείγματος. Για παράδειγμα, ένας μετατροπέας A/D μπορεί να δοκιμάσει μια τάση συνεχούς ρεύματος 24 βολτ (VDC) και να δημιουργήσει ένα byte με τιμές bit “00011000”, που είναι “24”.
Ο μετατροπέας ψηφιακού σε αναλογικό (D/A) είναι ένα πιο απλό κύκλωμα που μπορεί να μην απαιτεί ολοκληρωμένο κύκλωμα. Χρησιμοποιώντας παθητικές συσκευές, όπως αντιστάσεις και αναλογικό ενισχυτή, μπορεί να κατασκευαστεί ένας μετατροπέας D/A. Όταν ο χώρος είναι ελάχιστος, ένα τσιπ μετατροπέα D/A μπορεί να είναι μια πρακτική επιλογή.
Υπάρχουν πολλά κυκλώματα και εξοπλισμός που χρησιμοποιούνται στα ψηφιακά ηλεκτρονικά. Ο μικροεπεξεργαστής χρησιμοποιεί καταχωρητές, οι οποίοι είναι σύνολα ψηφιακών κλειδαριών που διατηρούν ένα μόνο bit. Ένας επεξεργαστής 16 bit χρησιμοποιεί 16 από αυτά τα μάνδαλα που μπορούν να θυμούνται μόνο 1 bit το καθένα. Για εφαρμογές μνήμης, η πυκνότητα των ημιαγωγών στα τσιπ μνήμης έχει αυξηθεί και περιέχει περισσότερα από μερικές δεκάδες gigabyte ανά τετραγωνική ίντσα. Κάθε gigabyte ισοδυναμεί με ένα δισεκατομμύριο byte και κάθε δισεκατομμύριο byte είναι 8 δισεκατομμύρια bit.