一、什么是集成電路
集成電路是相對于分立元件而言的,把設計好的電子電路整個制作在一片硅材料上就是集成電路,一個芯片集成了成千上萬的三極管,使得電子產品微型化,同時功耗降低,可靠性提高,成本降低,功能強大。
集成電路大體上分為數字集成電路、模擬集成電路、混合集成電路,銷售對象主要是電子整機廠,行業前景沒得說,日新月異,永無止境。只是你是外行,要入行必須惡補相關知識,還要積累經驗,很不容易,建議你選擇自己熟悉的行業。
二、集成電路的特點
(1)體積小、質量輕、功能全。
(2)可靠性高、壽命長、安裝方便。
(3)頻率特性好、速度快。
(4)專用性強。
(5)集成電路需要外接一些輔助元件才能正常工作。
三、集成電路的分類
(一)按功能結構分類
集成電路按其功能、結構的不同,可以分為模擬集成電路和數字集成電路兩大類。模擬集成電路用來產生、放大和處理各種模擬信號(指幅度隨時間邊疆變化的信號。例如半導體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等),而數字集成電路用來產生、放大和處理各種數字信號(指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如VCD、DVD重放的音頻信號和視頻信號)。
(二)按制作工藝分類
集成電路按制作工藝可分為半導體集成電路和薄膜集成電路。膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路。
(三)按集成度高低分類
集成電路按集成度高低的不同可分為小規模集成電路、中規模集成電路、大規模集成電路和超大規模集成電路。
(四)按導電類型不同分類
集成電路按導電類型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路。雙極型集成電路的制作工藝復雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成電路的制作工藝簡單,功耗也較低,易于制成大規模集成電路,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
(五)按用途分類
集成電路按用途可分為電視機用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電路、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路。
四、集成電路的原材料
1、硅,這是目前最主要的集成電路材料,絕大部分的IC是采用這種材料制成;
2、鍺硅,目前最流行的化合物材料之一,GHz的混合信號電路很多采用這種材料;
3、GaAs,最廣泛采用的二代半導體,主要用于射頻領域,包括射頻控制器件和射頻功率器件;
4、SiC,InP,所謂的三代半導體,前者在射頻功率領域,后者在超高速數字領域,都屬于下一代半導體材料。
五、集成電路的封裝形式
1、SOP小外形封裝
SOP,也可以叫做SOL和DFP,是一種很常見的元器件形式。同時也是表面貼裝型封裝之一,引腳從封裝兩側引出呈海鷗翼狀(L字形)。封裝材料分塑料和陶瓷兩種。始于70年代末期。
SOP封裝的應用范圍很廣,除了用于存儲器LSI外,還輸入輸出端子不超過10-40的領域里,SOP都是普及最廣泛的表面貼裝封裝。后來,為了適應生產的需要,也逐漸派生出SOJ、SSOP、TSSOP、SOIC等一些小外形封裝。
2、PGA插針網格陣列封裝
PGA芯片封裝形式常見于微處理器的封裝,一般是將集成電路(IC)包裝在瓷片內,瓷片的底部是排列成方形的插針,這些插針就可以插入獲焊接到電路板上對應的插座中,非常適合于需要頻繁插波的應用場合。對于同樣管腳的芯片,PGA封裝通常要比過去常見的雙列直插封裝需用面積更小。
PGA封裝具有插撥操作更方便,可靠性高及可適應更高的頻率的特點,早期的奔騰芯片、InTel系列CPU中的80486和Pentium、PentiumPro均采用這種封裝形式。
3、BGA球柵陣列封裝
BGA封裝是從插PGA插針網格陣列改良而來,是一種將某個表面以格狀排列的方式覆滿引腳的封裝法,在運作時即可將電子訊號從集成電路上傳導至其所在的印刷電路板。在BGA封裝下,在封裝底部處引腳是由錫球所取代,這些錫球可以手動或透過自動化機器配置,并透過助焊劑將它們定位。
BGA封裝能提供比其他如雙列直插封裝或四側引腳扁平封裝所容納更多的接腳,整個裝置的地步表面可作為接腳使用,比起周圍限定的封裝類型還能具有更短的平均導線長度,以具備更加的高速效能。
4、DIP雙列直插式封裝
所謂DIP雙列直插式封裝,是指采用雙列直插形式封裝的集成電路芯片,絕大多數中小規模集成電路IC均采用這種封裝形式,其引腳數一般不超過100個。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要插入到具有DIP結構的芯片插座上。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應特別小心,以免損壞引腳。
六、集成電路電路符號和應用電路識圖方法
1.集成電路電路符號解說
集成電路的電路符號比較復雜,變化比較多,如圖9-2所示是集成電路的幾種電路符號。
集成電路的電路符號所表達的具體含義很少(這一點不同于其他電子元器件的電路符號),通常只能表達這種集成電路有幾根引腳,至于各個引腳的作用、集成電路的功能是什么等,電路符號中均不能表示出來。
如下圖所示是實用電路中的集成電路的電路符號,電路中A1是集成電路,從電路符號中可以知道它有5根引腳。
2.集成電路應用電路圖功能解說
集成電路應用電路圖具有下列一些功能:
(1)表達了集成電路各引腳外電路結構、元器件參數等,從而表示了某一集成電路的完整工作情況。在有些集成電路應用電路中,畫出了集成電路的內電路方框圖,這對分析集成電路應用電路是相當方便的,但這種表示方式不多。
(2)集成電路應用電路有典型應用電路和實用電路兩種,前者在集成電路手冊中可以查到,后者出現在實用電路中,這兩種電路相差不大,根據這一特點,在沒有實際應用電路時可以用典型應用電路圖作為參考,這一方法在修理中常常采用。
(3)一般情況集成電路應用電路表達了一個完整的單元電路或一個電路系統,但有些情況下一個完整的電路系統要用到兩個或更多的集成電路。
3.集成電路應用電路特點解說
集成電路應用電路圖具有下列一些特點:
(1)大部分應用電路不畫出內電路方框圖,這刑識圖不利,尤其對初學者。對初學者而言,分析集成電路的應用電路比分析分立元器件的電路更為困難,這是對集成電路的內部電路不了解的原緣。實際上識圖也好、修理也好,集成電路比分立元器件電路更為方便。
(2)對集成電路應用電路而言,大致了解集成電路的內部電路并詳細了解各引腳的作用,對識圖來說會比較方便。同類型的集成電路應用電路具有規律性,在掌握了它們的共性后,可以很容易地分析許多同功能型號不同的集成電路應用電路。
4.集成電路應用電路識圖方法和注意事項解說
分析集成電路應用電路的方法和注意事項主要有下列幾點:
(1)了解各引腳的作用是識圖的關鍵。了解各引腳的作用可以查閱有關集成電路應用手冊。知道了各引腳作用之后,分析各引腳外電路工作原理和元器件作用就很容易。例如,知道①腳是輸入引腳,那么與①腳所串聯的電容是輸入端耦合電路,與①腳相連的電路是輸入電路。
(2)了解集成電路各引腳作用的三種方法。一是查閱有關資料;二是根據集成電路的內電路方框圖分析;三是根據集成電路應用電路中各引腳外電路的特征進行分析。對第三種方法要求有比較好的電路分析基礎。
(3)電路分析步騾。如表9-6所示是集成電路應用電路分析步騮解說。
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