什么是集成電路以及集成電路的分類
- 發(fā)布時(shí)間:2022-09-16 10:15:35
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什么是集成電路?
集成電路(integrated circuit)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比(基于鍺(Ge)的集成電路)和羅伯特·諾伊斯(基于硅(Si)的集成電路)。當(dāng)今半導(dǎo)體工業(yè)大多數(shù)應(yīng)用的是基于硅的集成電路。
集成電路的分類
(一)按功能結(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、數(shù)字集成電路和數(shù)/?;旌霞呻娐啡箢?。
模擬集成電路又稱線性電路,用來產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)(指幅度隨時(shí)間邊疆變化的信號(hào)。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號(hào)、錄放機(jī)的磁帶信號(hào)等),其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)成比例關(guān)系。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(hào)(指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)。例如VCD、DVD重放的音頻信號(hào)和視頻信號(hào))。
(二)按制作工藝分類
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。
(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(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路、特大規(guī)模集成電路和巨大規(guī)模集成電路。
(四)按導(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,他們都是數(shù)字集成電路.
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。
(五)按用途分類
集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦(微機(jī))用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專用集成電路。
(六)按應(yīng)用領(lǐng)域分
集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域可分為標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專用集成電路。
(七)按外形分
集成電路按外形可分為圓形(金屬外殼晶體管封裝型,一般適合用于大功率)、扁平型(穩(wěn)定性好,體積小)和雙列直插型.
2. 集成電路的封裝種類
直插式封裝
直插式封裝集成電路是引腳插入印制板中,然后再焊接的一種集成電路封裝形式,主要有單列式封裝和雙列直插式封裝。其中單列式封裝有單列直插式封裝(SingleInlinePackage,縮寫為SIP和單列直插式封裝(Zig-ZagInlinePackage,縮寫為ZIP),單列直插式封裝的集成電路只有一排引腳,單列曲插式封裝的集成電路一排引腳又分成兩排進(jìn)行安裝。雙列直插式封裝又稱DIP封裝(DualInlinePackage),這種封裝的集成電路具有兩排引腳。適合PCB的穿孔安裝;易于對(duì)PCB布線;安裝方便。雙列直插式封裝的結(jié)構(gòu)形式主要有多層陶瓷雙列直插式封裝、單層陶瓷雙列直插式封裝、引線框架式封裝等。
.貼片封裝
隨著生產(chǎn)技術(shù)的提高,電子產(chǎn)品的體積越來越小,體積較大的直插式封裝集成電路已經(jīng)不能滿足需要。故設(shè)計(jì)者又研制出一種貼片封裝的集成電路,這種封裝的集成電路引腳很小,可以直接焊接在印制電路板的印制導(dǎo)線上。貼片封裝的集成電路主要有薄型QFP(TQFP)、細(xì)引腳間距QFP(VQFP)、縮小型QFP(SQFP)、塑料QFP(PQFP)、金屬Q(mào)FP(MetalQFP)、載帶QFP(TapeQFP)、J型引腳小外形封裝(SOJ)、薄小外形封裝(TSOP)、甚小外形封裝(V S O P)、縮小型S OP(SSOP)、薄的縮小型SOP(TSSOP)及小外形集成電路(SOIC)等派生封裝。
.BGA封裝 (Ball Grid ArrayPackage)
又名球柵陣列封裝,BGA封裝的引腳以圓形或柱狀焊點(diǎn)按陣列形式分布在封裝下面。采用該封裝形式的集成電路主要有CPU以及南北橋等的高密度、高性能、多功能集成電路。
BGA封裝集成電路的優(yōu)點(diǎn)是雖然增加了引腳數(shù),但引腳間距并沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;厚度和重量都較以前的封裝技術(shù)有所減少;寄生參數(shù)減小,信號(hào)傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
.厚膜封裝厚膜
集成電路就是把專用的集成電路芯片與相關(guān)的電容、電阻元件都集成在一個(gè)基板上,然后在其外部采用標(biāo)準(zhǔn)的封裝形式,并引出引腳的一種模塊化的集成電路。
3.集成電路的好壞判斷
測(cè)量內(nèi)部電阻法
用萬用表電阻檔的R×1K檔在IC非在路的情況下測(cè)量其各腳對(duì)地或各腳之間的正反向電阻與正常值或好的IC比較,在若電阻值基本相同(誤差≤±10%)則可認(rèn)為該IC是好的;若部分或全部腳電阻值相差過大則該IC不良或損壞。
測(cè)量在路電阻法
用萬用表電阻檔的R×1K檔在電路板上測(cè)量IC各腳對(duì)地(指電路板的地線)的正反向電阻值與正常值或好的電路板比較,若電阻值基本相同(誤差≤±10%)則可認(rèn)為該IC是好的;若部分或全部腳電阻值相差過大,則在檢查部分或全部引腳外圍電路元件正常的情況下,則該IC不良或損壞。
測(cè)量直流工作電壓法
用萬用表直流電壓檔測(cè)量IC各腳對(duì)地的直流工作電壓與正常值或好的電路比較,若電壓值基本相同(誤差≤±10%)則可以認(rèn)為該IC是好的;若電壓值誤差過大則在檢查相應(yīng)引腳的外圍電路元件正常的情況下為該IC不良或損壞。
代換法
在檢查集成電路外圍元件正常情況下IC卻不能正常工作,則可用一塊好的IC代換懷疑已損壞的IC,若代換后電路能正常工作則說明原IC是不良或損壞;若代換后電路還是不能正常工作則原IC有可能沒有損壞,應(yīng)繼續(xù)檢查外圍電路元件。
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