元器件常識:集成電路的種類與用途
發(fā)布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數(shù):796
來源:當(dāng)當(dāng)電子工作室
在電子行業(yè),集成電路的應(yīng)用非常廣泛,每年都有許許多多通用或?qū)S玫募呻娐繁谎邪l(fā)與生產(chǎn)出來,本文將對集成電路的知識作一全面的闡述。
一、集成電路的種類
集成電路的種類很多,按其功能不同可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。前者用來產(chǎn)生、放大和處理各種模擬電信號;后者則用來產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字電信號。所謂模擬信號,是指幅度隨時間連續(xù)變化的信號。例如,人對著話筒講話,話筒輸出的音頻電信號就是模擬信號,收音機(jī)、收錄機(jī)、音響設(shè)備及電視機(jī)中接收、放大的音頻信號、電視信號,也是模擬信號。所謂數(shù)字信號,是指在時間上和幅度上離散取值的信號,例如,電報電碼信號,按一下電鍵,產(chǎn)生一個電信號,而產(chǎn)生的電信號是不連續(xù)的。這種不連續(xù)的電信號,一般叫做電脈沖或脈沖信號,計算機(jī)中運(yùn)行的信號是脈沖信號,但這些脈沖信號均代表著確切的數(shù)字,因而又叫做數(shù)字信號。在電子技術(shù)中,通常又把模擬信號以外的非連續(xù)變化的信號,統(tǒng)稱為數(shù)字信號。目前,在家電維修中或一般性電子制作中,所遇到的主要是模擬信號;那么,接觸最多的將是模擬集成電路。
集成電路按其制作工藝不同,可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路和混合集成電路三類。半導(dǎo)體集成電路是采用半導(dǎo)體工藝技術(shù),在硅基片上制作包括電阻、電容、三極管、二極管等元器件并具有某種電路功能的集成電路;膜集成電路是在玻璃或陶瓷片等絕緣物體上,以“膜”的形式制作電阻、電容等無源器件。無源元件的數(shù)值范圍可以作得很寬,精度可以作得很高。但目前的技術(shù)水平尚無法用“膜”的形式制作晶體二極管、三極管等有源器件,因而使膜集成電路的應(yīng)用范圍受到很大的限制。在實際應(yīng)用中,多半是在無源膜電路上外加半導(dǎo)體集成電路或分立元件的二極管、三極管等有源器件,使之構(gòu)成一個整體,這便是混合集成電路。根據(jù)膜的厚薄不同,膜集成電路又分為厚膜集成電路(膜厚為1μm~10μm)和薄膜集成電路(膜厚為1μm以下)兩種。在家電維修和一般性電子制作過程中遇到的主要是半導(dǎo)體集成電路、厚膜電路及少量的混合集成電路。
按集成度高低不同,可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路四類。對模擬集成電路,由于工藝要求較高、電路又較復(fù)雜,所以一般認(rèn)為集成50個以下元器件為小規(guī)模集成電路,集成50-100個元器件為中規(guī)模集成電路,集成100個以上的元器件為大規(guī)模集成電路;對數(shù)字集成電路,一般認(rèn)為集成1~10等效門/片或10~100個元件/片為小規(guī)模集成電路,集成10~100個等效門/片或100~1000元件/片為中規(guī)模集成電路,集成100~10,000個等效門/片或1000~100,000個元件/片為大規(guī)模集成電路,集成10,000以上個等效門/片或100,000以上個元件/片為超大規(guī)模集成電路。
按導(dǎo)電類型不同,分為雙極型集成電路和單極型集成電路兩類。前者頻率特性好,但功耗較大,而且制作工藝復(fù)雜,絕大多數(shù)模擬集成電路以及數(shù)字集成電路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型屬于這一類。后者工作速度低,但輸人阻抗高、功耗小、制作工藝簡單、易于大規(guī)模集成,其主要產(chǎn)品為MOS型集成電路。MOS電路又分為NMOS、PMOS、CMOS型。
NMOS集成電路是在半導(dǎo)體硅片上,以N型溝道MOS器件構(gòu)成的集成電路;參加導(dǎo)電的是電子。
PMOS型是在半導(dǎo)體硅片上,以P型溝道MOS器件構(gòu)成的集成電路;參加導(dǎo)電的是空穴。CMOS型是由NMOS晶體管和PMOS晶體管互補(bǔ)構(gòu)成的集成電路稱為互補(bǔ)型MOS集成電路,簡寫成CMOS集成電路。
除上面介紹的各類集成電路之外,現(xiàn)在又有許多專門用途的集成電路,稱為專用集成電路。
下面我們先介紹模擬集成電路中不同功能的電路。
1.集成運(yùn)算放大器
集成運(yùn)算放大器是一種高增益的直接耦合放大器,其內(nèi)部包含數(shù)百個晶體管、電阻、電容,但體積只有一個小功率晶體管那么大,功耗也僅有幾毫瓦至幾百毫瓦,但功能很多。它通常由輸人級、中間放大級和輸出級三個基本部分構(gòu)成。運(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外,還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。其種類有通用型運(yùn)算放大器,比如uA709、5G922、FC1、FC31、F005、4E320、8FC2、SG006、BG305等;通用Ⅲ型有F748、F108、XFC81、F008、4E322等;低功耗放大器(UPC253、7XC4、5G26、F3078等);低噪聲運(yùn)算放大器(如F5037、XFC88);高速運(yùn)算放大器(如國產(chǎn)型號有F715、F722、4E321、F318,國外的有uA702);高壓運(yùn)算放大器(國產(chǎn)的有F1536、BG315、F143);還有電流型、單電源、跨導(dǎo)型、靜電型、程控型運(yùn)算放大器等。
2.穩(wěn)壓集成電路
穩(wěn)壓集成電路又稱集成穩(wěn)壓電源,其電路形式大多采用串聯(lián)穩(wěn)壓方式。集成穩(wěn)壓器與分立元件穩(wěn)壓器相比,體積小
來源:當(dāng)當(dāng)電子工作室
在電子行業(yè),集成電路的應(yīng)用非常廣泛,每年都有許許多多通用或?qū)S玫募呻娐繁谎邪l(fā)與生產(chǎn)出來,本文將對集成電路的知識作一全面的闡述。
一、集成電路的種類
集成電路的種類很多,按其功能不同可分為模擬集成電路和數(shù)字集成電路兩大類。前者用來產(chǎn)生、放大和處理各種模擬電信號;后者則用來產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字電信號。所謂模擬信號,是指幅度隨時間連續(xù)變化的信號。例如,人對著話筒講話,話筒輸出的音頻電信號就是模擬信號,收音機(jī)、收錄機(jī)、音響設(shè)備及電視機(jī)中接收、放大的音頻信號、電視信號,也是模擬信號。所謂數(shù)字信號,是指在時間上和幅度上離散取值的信號,例如,電報電碼信號,按一下電鍵,產(chǎn)生一個電信號,而產(chǎn)生的電信號是不連續(xù)的。這種不連續(xù)的電信號,一般叫做電脈沖或脈沖信號,計算機(jī)中運(yùn)行的信號是脈沖信號,但這些脈沖信號均代表著確切的數(shù)字,因而又叫做數(shù)字信號。在電子技術(shù)中,通常又把模擬信號以外的非連續(xù)變化的信號,統(tǒng)稱為數(shù)字信號。目前,在家電維修中或一般性電子制作中,所遇到的主要是模擬信號;那么,接觸最多的將是模擬集成電路。
集成電路按其制作工藝不同,可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路和混合集成電路三類。半導(dǎo)體集成電路是采用半導(dǎo)體工藝技術(shù),在硅基片上制作包括電阻、電容、三極管、二極管等元器件并具有某種電路功能的集成電路;膜集成電路是在玻璃或陶瓷片等絕緣物體上,以“膜”的形式制作電阻、電容等無源器件。無源元件的數(shù)值范圍可以作得很寬,精度可以作得很高。但目前的技術(shù)水平尚無法用“膜”的形式制作晶體二極管、三極管等有源器件,因而使膜集成電路的應(yīng)用范圍受到很大的限制。在實際應(yīng)用中,多半是在無源膜電路上外加半導(dǎo)體集成電路或分立元件的二極管、三極管等有源器件,使之構(gòu)成一個整體,這便是混合集成電路。根據(jù)膜的厚薄不同,膜集成電路又分為厚膜集成電路(膜厚為1μm~10μm)和薄膜集成電路(膜厚為1μm以下)兩種。在家電維修和一般性電子制作過程中遇到的主要是半導(dǎo)體集成電路、厚膜電路及少量的混合集成電路。
按集成度高低不同,可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路四類。對模擬集成電路,由于工藝要求較高、電路又較復(fù)雜,所以一般認(rèn)為集成50個以下元器件為小規(guī)模集成電路,集成50-100個元器件為中規(guī)模集成電路,集成100個以上的元器件為大規(guī)模集成電路;對數(shù)字集成電路,一般認(rèn)為集成1~10等效門/片或10~100個元件/片為小規(guī)模集成電路,集成10~100個等效門/片或100~1000元件/片為中規(guī)模集成電路,集成100~10,000個等效門/片或1000~100,000個元件/片為大規(guī)模集成電路,集成10,000以上個等效門/片或100,000以上個元件/片為超大規(guī)模集成電路。
按導(dǎo)電類型不同,分為雙極型集成電路和單極型集成電路兩類。前者頻率特性好,但功耗較大,而且制作工藝復(fù)雜,絕大多數(shù)模擬集成電路以及數(shù)字集成電路中的TTL、ECL、HTL、LSTTL、STTL型屬于這一類。后者工作速度低,但輸人阻抗高、功耗小、制作工藝簡單、易于大規(guī)模集成,其主要產(chǎn)品為MOS型集成電路。MOS電路又分為NMOS、PMOS、CMOS型。
NMOS集成電路是在半導(dǎo)體硅片上,以N型溝道MOS器件構(gòu)成的集成電路;參加導(dǎo)電的是電子。
PMOS型是在半導(dǎo)體硅片上,以P型溝道MOS器件構(gòu)成的集成電路;參加導(dǎo)電的是空穴。CMOS型是由NMOS晶體管和PMOS晶體管互補(bǔ)構(gòu)成的集成電路稱為互補(bǔ)型MOS集成電路,簡寫成CMOS集成電路。
除上面介紹的各類集成電路之外,現(xiàn)在又有許多專門用途的集成電路,稱為專用集成電路。
下面我們先介紹模擬集成電路中不同功能的電路。
1.集成運(yùn)算放大器
集成運(yùn)算放大器是一種高增益的直接耦合放大器,其內(nèi)部包含數(shù)百個晶體管、電阻、電容,但體積只有一個小功率晶體管那么大,功耗也僅有幾毫瓦至幾百毫瓦,但功能很多。它通常由輸人級、中間放大級和輸出級三個基本部分構(gòu)成。運(yùn)算放大器除具有十、一輸人端和輸出端外,還有十、一電源供電端、外接補(bǔ)償電路端、調(diào)零端、相位補(bǔ)償端、公共接地端及其他附加端等。它的放大倍數(shù)取決于外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。其種類有通用型運(yùn)算放大器,比如uA709、5G922、FC1、FC31、F005、4E320、8FC2、SG006、BG305等;通用Ⅲ型有F748、F108、XFC81、F008、4E322等;低功耗放大器(UPC253、7XC4、5G26、F3078等);低噪聲運(yùn)算放大器(如F5037、XFC88);高速運(yùn)算放大器(如國產(chǎn)型號有F715、F722、4E321、F318,國外的有uA702);高壓運(yùn)算放大器(國產(chǎn)的有F1536、BG315、F143);還有電流型、單電源、跨導(dǎo)型、靜電型、程控型運(yùn)算放大器等。
2.穩(wěn)壓集成電路
穩(wěn)壓集成電路又稱集成穩(wěn)壓電源,其電路形式大多采用串聯(lián)穩(wěn)壓方式。集成穩(wěn)壓器與分立元件穩(wěn)壓器相比,體積小
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