Siirtoportti on CMOS-tekniikalla tehty portti, joka vastaa kytkintä. Päinvastoin kuin porteissa yleensä, siirtoportissa signaali voi kulkea kumpaan suuntaan tahansa. Itse kytkimen lisäksi siirtoportissa on ohjaussignaali, jonka arvo määrää, onko kytkin auki vai kiinni. Siirtoportti ei sellaisenaan muodosta mitään tiettyä loogista funktiota, mutta sitä voidaan käyttää osana CMOS-tekniikalla tehdyissä porteissa ja muissa piireissä.

EHDOTON-TAI-funktio siirtoporteilla
Siirtoporttien käyttö perustuu EHDOTON-TAI -funktion siihen ominaisuuteen, että funktion arvo on toisen muuttujan (esim A) arvo sellaisenaan, jos toinen muuttuja (esim B) saa arvon 0 ja toisen (A) arvon inversio, jos toinen (B) saa arvon 1. Allaolevassa piirissä ottosignaalin A arvo 0 avaa siirtoportin TG1, jolloin signaali B pääsee läpi, ja arvo 1 siirtoportin TG2, jolloin B' pääsee läpi. Saadaan siis aikaan haluttu toiminta.

Digitaalipiirit toteutetaan integroiduilla piireillä (Integrated Circuit, IC). Integroitu piiri on pieni puolijohteesta (yleensä piistä) valmistettu hyvin pieni kappale, kutsumanimeltään siru (engl. chip). Sirulla on n kpl toisiinsa yhdistettyjä portteja, jotka yhdessä muodostavat integroidun piirin. Piiri pakataan muovi- tai keraamiseen koteloon, ja se yhdistyy muuhun laitteeseen pinnien (joskus sanotaan myös jalkojen, englanniksi pins) avulla. Pinnien määrä voi tyypillisesti vaihdella 14:stä moneen sataan kappaleeseen. IC piirin kotelon kannessa ilmoitetaan aina piirin numero. Valmistajat taas julkaisevat luetteloita (data book), joka sisältää kaikkien valmistajan tuottamien piirien toiminnan kuvaukset ja muut piirisuunnittelijalle tarpeelliset asiat.

IC -piirien koko kasvaa huimasti sitä mukaa, kun kehitetään keinoja pakata samalle sirulle yhä enemmän portteja yhä pienempään tilaan. Alla on esitelty tärkeimmät kokoluokat:

• Small-scale integrated (SSI) devices: yksi paketti sisältää muutaman portin. Yleensä alle 10. Porttien määrää rajoittaa sirun pinnien määrä
• Medium-scale integrated (MSI) devices: yksi paketti sisältää kymmeniä portteja (10-100). MSI piirit suorittavat yleensä yksinkertaisia (matemaattisia) funktioita. Esimerkiksi yksi MSI -piirikomponentti voi suorittaa neljän bitin yhteenlaskuoperaation.
• Large-Scaled integrated (LSI) devices: portteja mahtuu pakettiin sadasta muutamaan tuhanteen kappaletta. LSI -piirit voivat olla esim. yksinkertaisia prosessoreita tai pieniä muisteja.
• Very large-scale integrated (VLSI) devices: portteja on muutamasta tuhannesta useisiin miljooniin. Suuren kokonsa ja halvan valmistustapansa ansioista VLSI-piirit ovat mullistaneet tietokonesuunnittelun kehityksen. Niitä käytetään esim. monimutkaisina prosessoreina ja laajoina muistitaulukkoina.

Esimerkiksi tällaiselta (kuva tosin on muutaman vuoden takaa):

Integroidut piirit eroavat paitsi integrointiasteeltaan myös toteutusteknologialtaan. Erilaisten rakennustyyppien ja piirin sisäisten perusporttien rakenteen mukaan piirit erotellaan logiikkaperheiksi (digital logic family). Tietyn logiikkaperheen piirit ovat keskenään yhteensopivia ja ne voidaan suoraan kytkeä toisiinsa, kun taas eri perheiden välillä tarvitaan sovituspiirejä.

Tärkeimpiä perheitä:

• RTL (Resistor-transistor logic) ja DTL (Diode-transistor logic) olivat ensimmäisiä logiikkaperheitä ja nyt jo vanhentuneita
• TTL (Transistor-transistor logic): Vuosikymmenien ajan tärkein ja laajimmalle levinnein logiikkaperhe, mutta sen käyttö on vähentynyt paljon viime aikoina
• ECL (Emitter-Coupled Logic): hyvin suuri toimintanopeus, käytetty paljon supertietokoneissa, nykyään väistymässä CMOS:in tieltä
• MOS (Metal-oxide semiconductor): hyvä valinta, kun tarvitaan suurta komponenttitiheyttä
• CMOS (Complementary metal-oxide semiconductor): tämän perheen piireillä on erittäin vähäinen tehonkulutus. Tehonkulutus on noussut niin määrääväksi seikaksi suurten piirikokonaisuuksien myötä, että CMOS on noussut ehdottomasti tärkeimmäksi piirityypiksi. CMOS piireistä on saatavilla kaikkia kokoluokkia SSI:stä VLSI -piireihin. Lisäksi CMOS piirejä on saatavilla yhteensopivina TTL piirien kanssa. (Joita käytetään apuna silloin, kun CMOS ei pysty tuottamaan tarpeeksi suurta virtaa tai toimimaan tarpeeksi nopeasti.)

Piirejä vertaillaan toisiinsa tiettyjä parametrejä käyttäen. Parametrit kuvaavat piirin erityyppisiä ominaisuuksia ja ne ovat erilaisia eri logiikkaperheillä. Alla on listattu parametreista tärkeimpiä:

• Fan-in: kuvaa portin ottojen (input) määrää.
• Fan-out: kuvaa portin kuormitettavuutta. (Käytännössä parametrilla ilmaistaan se määrä seuraavan saman logiikkaperheen ottoja, jotka voidaan kytkeä yhteen kyseisen piirin antoon ilman, että piirin toiminta häiriintyy.)
• Noise-margin: kuvaa kuinka suuren virheimpulssin ottoon voi saattaa ilman, että piiri toimii ei-toivotusti.Käytännössä siis tämä parametri kuvaa sitä, minkä kokoinen impulssi kääntää bitin ympäri.
• Power dissipation (tehonkulutus) kertoo paljonko portti kuluttaa tehoa. Koska tehosta suuri osa haihtuu lämmöksi, voidaan tästä vertailla myös piirin kriittistä lämpenevyyttä.
• Propagation delay (etenemisviive) kertoo kauanko signaalilla kestää kulkea piirin läpi.

Tässä kohtaa kannattaa taas muistaa, että logiikkapiireissä ykköset ja nollat ovat jännitteitä. Piirivalmistajat määrittelevät piirien toiminnat fyysisillä tasoilla L ja H siten, että signaalijännite UH >UL. Loogisten signaalien arvot 0 ja 1 voidaan sitoa fyysisiin tasoihin kahdella tavalla: joko suoraan 0=L ja 1=H, jolloin puhutaan positiivisesta logiikasta tai ristiin 0=H ja 1=L, jolloin kyseessä on negatiivinen logiikka.