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(shè)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(chǎn)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(shù)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(yè)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(guān)知識,還要積累經(jīng)驗,很不容易,建議你選擇自己熟悉的行業(yè)。
二、集成電路的特點
?。?)體積小、質(zhì)量輕、功能全。
?。?)可靠性高、壽命長、安裝方便。
?。?)頻率特性好、速度快。
?。?)專用性強。
?。?)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
?。ㄒ唬┌垂δ芙Y(jié)構(gòu)分類
集成電路按其功能、結(jié)構(gòu)的不同,可以分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。模擬集成電路用來產(chǎn)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(dǎo)體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等),而數(shù)字集成電路用來產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)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)。
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集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)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。
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集成電路按集成度高低的不同可分為小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路。
?。ㄋ模┌磳?dǎo)電類型不同分類
集成電路按導(dǎo)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(fù)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(guī)模集成電路,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
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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(dǎo)體,主要用于射頻領(lǐng)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(dǎo)體,前者在射頻功率領(lǐng)域,后者在超高速數(shù)字領(lǐng)域,都屬于下一代半導(dǎo)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(cè)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(yīng)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(lǐng)域里,SOP都是普及最廣泛的表面貼裝封裝。后來,為了適應(yīng)生產(chǎn)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(wǎng)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(nèi),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(yīng)的插座中,非常適合于需要頻繁插波的應(yīng)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(yīng)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(wǎng)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(dǎo)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(cè)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(dǎo)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(shù)中小規(guī)模集成電路IC均采用這種封裝形式,其引腳數(shù)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(jié)構(gòu)的芯片插座上。DIP封裝的芯片在從芯片插座上插拔時應(yīng)特別小心,以免損壞引腳。
六、集成電路電路符號和應(yīng)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(fù)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(yīng)用電路圖功能解說
集成電路應(yīng)用電路圖具有下列一些功能:
?。?)表達了集成電路各引腳外電路結(jié)構(gòu)、元器件參數(shù)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(yīng)用電路中,畫出了集成電路的內(nèi)電路方框圖,這對分析集成電路應(yīng)用電路是相當方便的,但這種表示方式不多。
?。?)集成電路應(yīng)用電路有典型應(yīng)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(xiàn)在實用電路中,這兩種電路相差不大,根據(jù)這一特點,在沒有實際應(yīng)用電路時可以用典型應(yīng)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(yīng)用電路表達了一個完整的單元電路或一個電路系統(tǒng),但有些情況下一個完整的電路系統(tǒng)要用到兩個或更多的集成電路。
3.集成電路應(yīng)用電路特點解說
集成電路應(yīng)用電路圖具有下列一些特點:
?。?)大部分應(yīng)用電路不畫出內(nèi)電路方框圖,這刑識圖不利,尤其對初學(xué)者。對初學(xué)者而言,分析集成電路的應(yīng)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(nèi)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。
?。?)對集成電路應(yīng)用電路而言,大致了解集成電路的內(nèi)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(yīng)用電路具有規(guī)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(yīng)用電路。
4.集成電路應(yīng)用電路識圖方法和注意事項解說
分析集成電路應(yīng)用電路的方法和注意事項主要有下列幾點:
?。?)了解各引腳的作用是識圖的關(guān)鍵。了解各引腳的作用可以查閱有關(guān)集成電路應(yīng)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(lián)的電容是輸入端耦合電路,與①腳相連的電路是輸入電路。
?。?)了解集成電路各引腳作用的三種方法。一是查閱有關(guān)資料;二是根據(jù)集成電路的內(nèi)電路方框圖分析;三是根據(jù)集成電路應(yīng)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(chǔ)。
?。?)電路分析步騾。如表9-6所示是集成電路應(yīng)用電路分析步騮解說。
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