上一章讲到了信息的编码和逻辑入门知识。接下来这一章主要完成在电路中的信息编码和目前电路的构造，MOS管。
物理世界的信息编码很容易，比如硬币的正反面、手心手背等。但是这样很不现实，因为我们在大多数情况下要很多bit，而且要稳定可靠且容易操控。于是我们把目光放在电信号上。
电信号的特征包括：电压、电流、相位、频率。上课所学是电压，依据应用场景还可以再一次进行选择其他的编码，例如无线通信常采用相位和频率来编码。
电压十分容易产生和检测，且稳定时功耗并不大；但是也十分容易受环境干扰。我们不可能在每一个问题上都找到尽善尽美的解，就这样吧。
数字信号是表示数字量的信号，数字量在时间和数值上都是离散的。它只在某些时刻有定义，且只取有限集合中的值。
这看起来没什么不好，但是在传输过程中，咱们不可以保证0.37V的电压没有波动。事实上，噪声和不精确是不可避免的。现实世界是模拟的而不是数字的，我们一定要容忍一定的误差才能实现精确的编码。所以，我们只用一个电压来表示两个值：0，1。
方法1的问题是在V_{th}附近，很难分辨，是应该解释成“1”还是“0”？
再加上传输时产生的噪声(例如LC震荡电流、器件允差、外部电磁干扰等)，我们很有必要限定一个范围。也就是噪声容限(Noise Margins)
也就是宽进严出，尽量让电压高质量。让输出电平可靠。一般来说，噪声容限时两个红色差值取小。
所谓电压转移特性曲线(VTC)，也就是画出了输出电压V_{out}与输入电压V_{in}之间的关系曲线，该曲线是在稳定状态下测量得到的。所以其不能反映器件的动态特性，但是对我们分析噪声容限有所帮助。
所谓半导体，就是常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。
现如今，本征半导体(不含杂质且无晶格缺陷的半导体，如硅、锗)电阻率较大，实际应用不多，杂质半导体应用倒是愈发火热。
此时，N区的电子就移动到P区的空穴中，稳定下来后就形成了N指向P的内建电场。
如果是正向电压(P高N低)，PN结就会变窄，于是导通，能够理解成外加电压大于其内建电场的电压。
图中V_i为高时，受控开关电路断开，输出高电压；而二极管也如此，高电压截止，其右端也保持高电压，输出高电压。而当其为低电压时，两个电路均为导通状态。
但事实上，二极管并不是理想的，它的反向电阻不是无穷大，正向电阻也不是0。所以就有了对其的特性表述：
本质上来说，就是一段可以看作断开，一段看作反向电池，一段看成时一个带反向电池的电阻。这个不需要深究。
淡紫色的部分是衬底，为P型半导体；绿色部分是分开的，一端为漏极D，一端为源极S，为N型半导体。
此时绿色部分中间由衬底阻挡，电流无法通过。如果我们在栅极G(红色部分)加上高电平，衬底接地。此时栅极和衬底之间就会有电子聚集，P型半导体电子多，就可以在其中流通形成电流了。
遵循以下两条规则来实现CMOS逻辑电路，我们就可以把MOSFETs模型化简单的电压控制开关
所谓上拉下拉，就是说上侧和下侧，为何会分上下侧，这是CMOS中C的缘故，其为Complementary(互补)的缘故。这样的电路具有一定的对称性，十分好设计。
无论v_I是高电平还是低电平，T_1和T_2总是工作在一个导通而另一个截止的状态，即互补状态。
另外一个特性是，CMOS门天然具有反相器功能，输入端“0”到“1”的上升变化，会导致输出端“1”到“0”的下降变化。
输入端数目愈多，输出为低电平时串联的导通电阻越多，低电平V_{OL}越高；
通常来说，NMOS适合传输“0”；PMOS适合传输“1”，于是我们大家可以将两者合一，用来传输和阻断：
接下来我们大家可以用传输门实现多路选择器(MUX)，这个后面会细讲，此处只是当作个例子：
三态缓冲器有很多种，比如输出反向缓冲器之类的，这在目前来看并不重要，只需要从此理解CMOS即可：
当CMOS的源极和漏极断开时，两者之间相当于一个电容，而电容的充放电是需要一些时间的。达到我们规定的阈值并没那么迅速，所以就有一定的延时。
其符号为t_{PD}，定义为从输入电平变成有效，到输出电平变成有效的延迟时间上限
其符号为t_{CD}，定义为从任意输入的电平无效开始，到输出电平开始无效的延迟时间下限
当然，你可能觉得这没什么影响，但是随着芯片尺寸变大，工作频率变高，内部结构变复杂，其影响也会逐渐体现出来。
另外，由于IC内部集成度很高，其短线上电阻影响很小，但是电容影响很大，充放电需要更多时间。
而对于总线和时钟信号来说，长线的导线会阻碍信号的变化速度，也会造成延时。
门的输出延时与其负载电容成正比，输出端连接的负载门数（称为扇出，Fan-out）越多，其负载电容越大，开关过程中达到门限电压所经历的时间越长，延时越大。
组合逻辑电路的t_{PD}应该是所有路径中的最大值，因为所有的值都送到了，输出才变得有效。
而组合逻辑电路的t_{CD}应该是所有路径中的最小值，只需要送到一个值，输出就开始变得有效。
并且我们应该取到t_{PD}的上界和t_{CD}的下界，以此来得知输出值的有效范围。
当任意一个输入端的电平有效，就能保证输出端电平在t_{PD}时间后状态有效。
1906年，美国Lee de Forest发明线年代电子计算机中的应用，此时以电子管（真空管）作为基本器件
)、巴丁和布拉顿组成的研究小组，研制出一种点接触型的锗晶体管；晶体管的出现，使得数字技术有一个飞跃发展，除了计算机、通讯领域应用外，在其它如测量领域得到应用。
Jack Kilby在TI公司于1958年发明基于锗材料的集成电路，1959年获得专利，2000年获诺贝尔物理奖
通过很复杂的多步净化，做一个硅锭，其纯度要达到平均每一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。
再上光刻胶，光刻，离子注入(剩余的光刻胶会保护)，再清除光刻胶。然后再蚀刻孔洞，填充铜。
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