电子技术基础与技能,主编：王扬帆 主审：栾良龙,新世纪高职高专教材编审委员会 组编,第10章 集成电路,集成电路的基础知识,集成电路的基础实训,集成电路的技能实训,10.1,10.3,10.2,学习集成电路的类别、标识封装、安装使用等基础知识 掌握三端稳压器的基本使用方法，了解555电路的应用能正确识别集成电路的标识、引脚排列、封装形式 能熟练使用三端稳压器搭建基本的稳压电路，实现555集成电路的应用 学会判断集成电路的好坏知识目标,技能目标,第10章 集成电路,10.1 集成电路的基础知识,,集成电路的出现，特别是大规模和超大规模集成电路的出现，标志着电子技术的发展进入了一个新时代集成电路IC就是在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，制作出所需要的晶体二极管、三极管、电阻和电容等电路元件，并将它们连接成能完成特定功能的微型结构电子线路1.集成电路的类别,集成电路的种类很多，形状各异，如图10-1所示10.1 集成电路的基础知识,10. 1. 1集成电路简介,图10-1,10.1 集成电路的基础知识,(2)按集成电路制造工艺的差异分,(1)按集成电路的用途分,,模拟集成电路,数字集成电路,半导体集成电路,薄膜集成电路,厚膜集成电路,混合集成电路,(3)按集成电路的集成度分类,(4)按导电类型分类,10.1 集成电路的基础知识,小规模集成电路,中规模集成电路,大规模集成电路,超大规模集成电路,双极型集成电路,,单极型集成电路,,,,2.集成电路的电路符号,集成电路在电路中通常用字母“IC”，表示。
它没有固定的电路符号，通常人们在电路中画出集成电路的轮廓图形来代表它，从图形上引出相应的引脚，并注明该引脚的排列序号3.集成电路的命名方法,第一部分:开头字母C表示中国国标产品; 第二部分:用字母表示集成电路的分类; 第三部分:用数字表示集成电路的系列和品种代号; 第四部分:用字母表示集成电路的工作温度范围; 第五部分:用字母表示集成电路的封装形式10.1 集成电路的基础知识,(1)国产集成电路的命名方法 根据国家标准GB33430的规定，集成电路的型号由以下五部分组成:,10.1 集成电路的基础知识,,(2)常见国外半导体集成电路 目前电子产品中相当一部分采用了国外公司的半导体集成电路，国外公司生产的集成电路均有自己的符号及标识方法，见表10-210.1 集成电路的基础知识,10.1 集成电路的基础知识,,10. 1. 2几种常用集成电路介绍,集成稳压器将调整管、比较放大单元、启动单元和保护环节等元器件都集成为一片芯片，称作单片稳压器集成稳压器的型号较多，按单片的引出端子分类，有三端固定式、三端可调式和多端可调式等10.1 集成电路的基础知识,1.集成稳压器,集成电路稳压器基本上是将比较放大器、基准电压、调整管和保护电路集成在同一基片上的组合，如图10-3所示，是723单片稳压器的部分电路和功能单元。
1)单片式多端集成稳压器,10.1 集成电路的基础知识,图10-3,常用的固定输出的二端集成稳压器有78 X X系列和79 X X系列，型号中的XX两位数表示输出电压的稳定值例如，7812的输出电压为12V,7805输出电压是5V单片式三端稳压器有输入端、输出端和公共端(接地)三个接线端子，所需外接元件少，使用方便，工作可靠，所以应用较多按输出电压是否可调，二端集成稳压器可分为固定式和可调式两种10.1 集成电路的基础知识,(2)单片式二端集成稳压器,①固定输出的三端集成稳压器,,78 X X系列三端稳压器常用的稳压输出电压有5V,6V,9V,12V,15V,18V,24V外部引脚如图10-5所示，1脚为输入端，2脚为输出端，3脚为公共端 79 X X系列三端稳压器常用的稳压输出电压有-5V,-6V,-9V,-12V,-15V,-18V、-24V管脚如图10-6所示，1脚为公共端，2脚为输出端，3脚为输入端10.1 集成电路的基础知识,图10-5,图10-6,10.1 集成电路的基础知识,图10-7所示为正可调输出稳压器引脚图(CW117,CW217,CW317系列)，图10-8为负可调输出稳压器引脚图(CW137,CW237,CW337系列)。
②输出可调三端集成稳压器,图10-7,图10-8,,可调三端集成稳压器的输出电压为1. 25V～37V，输出电流可达1.5A使用这种稳压器非常方便，只要在输出端接两个电阻，就可得到所要求的输出电压值，电路十分简单实用，容易实现可调输出稳压器标准应用电路如图10-9所示10.1 集成电路的基础知识,图10-9,2.三端集成稳压器的应用,图10-10是三端固定输出集成稳压器的基本应用电路图中输入端电容C，用以抵消输入端较长接线的电感效应，防止产生自激振荡，接线不长时也可不用输出端C用以改善负载的瞬态响应，减少高频噪声10.1 集成电路的基础知识,图10-10,,3. 555定时器,555定时器是一种将模拟功能和逻辑功能结合在同一块芯片上的中规模集成电路，只要在外部加上几个适当的阻容元件，就可以方便地构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路1)555定时器简介,(2)电源电压:NE555电压使用范围为4.5V-v18V,7555则为3V-v15V10.1 集成电路的基础知识,,(3)555内部电路方框图与电路引脚图，如图10-12和图10-13所示10.1 集成电路的基础知识,图10-12,图10-13,,,(4) VE555时基电路主要的3种基本应用,①多谐振荡器,多谐振荡器具有两个暂稳态，不需要外加触发信号就能够周期性地从一个暂稳态转换到另一个暂稳态，产生周期一定的脉冲信号。
555定时器组成的多谐振荡器见图10-14，接通电源后，多谐振荡器不间断的工作，当触发器翻转为1态时，电容器C1的电压Uc1一(1/3)VCC，电源通过电阻R1和R2给电容器C1充电，电容C1上的电压以时间常数(R1+R2)C1按指数规律趋向终值VCC当电容C1的电压达到(2/3) VCC时，触发器置0，电容器通过R2放电，以时间常数R2 C1按指数规律趋向010.1 集成电路的基础知识,10.1 集成电路的基础知识,图10-14,,555定时器组成多谐振荡器,3脚输出脉冲参数如下:,10.1 集成电路的基础知识,高电平时间:T1=0. 693(R1+R2)C1,低电平时间:T2=0. 693R2C1,振荡周期:T=0. 693 (R1+2R2) C1,其中C2为抗干扰电容，一般取0. 1µF～0.01µF②单稳态触发器,单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态(稳态)和一个暂稳状态(暂稳态) 由555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图10-15所示图中R、C为外接定时元件，输入的触发信号IN接在低电平触发端(2脚)10.1 集成电路的基础知识,图10-15,,③施密特触发器,具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
如图10-16所示10.1 集成电路的基础知识,图10-16,,10.2 集成电路的基础实训,10. 2. 1集成电路的引脚排列,如图10-17所示，管脚数法是:将管脚朝上，从管键开始，顺时针计数1.圆形金属外壳封装与引脚排列,图10-17,,10.2 集成电路的基础实训,双列直插式封装与引脚排列如图10-18所示2.双列直插式封装与引脚排列,图10-18,,10.2 集成电路的基础实训,3.单列直插式封装与引脚排列,单列直插式封装的形式很多，如图10-19所示图10-19,,10.2 集成电路的基础实训,10. 2. 2集成电路的使用注意事项,集成电路属于易损器件，应用稍有失误就可能导致集成电路的永久性损坏，所以，在使用集成电路时要注意如下几方面的问题:,1.按照集成电路的型号，认真查阅集成电路资料 2.注意工作电源的稳定性能 3.集成电路焊接装配方法要得当 4.集成电路的PCB设计 5.严禁带电拔插集成电路 6.集成电路拆卸时极易造成引脚及印制电路板的损坏，所以，拆卸时要使用吸锡器、专用电烙铁头、空芯针头、热风枪等专业工具10.2 集成电路的基础实训,7.使用集成电路时，输入信号的幅度不得超过集成电路电源电压值;数字集成电路的多余输入脚不得悬空，以避免出现逻辑错误;MOS集成电路使用时应特别小心，防止静电击穿集成电路;所有仪器、设备、工具及线路本身，应有良好的接地措施;存储MOS集成电路时，应将其用金属纸箔包装起来或装于金属盒内妥善保管，防止外界静电场将其击穿。
10.3 集成电路的技能实训,10. 3. 1集成电路的好坏判别,1.电阻比较法,查阅集成电路手册，确定集成电路的接地端，用万用表的“R ×1 k”挡，分别测量各引脚对接地端的反向电阻并做好记录，与同型号好的集成电路对应引脚的电阻进行比较，只要有一个引脚的阻值差别较大，就可以判定该集成电路损坏但应注意的是，这种比较不是要求阻值数值绝对相等，而是要求变化规律相同，阻值的差异对半导体器件来说是正常的1)非在路检测电阻法,10.3 集成电路的技能实训,在路检测电阻法是用万用表的“R ×1 k”挡，分别测量各个引脚对公共地的正、反向电阻，做好记录，与同型号的设备电路进行比较山于受周围分立元器件的影响，如果发现某引脚的阻值差异较大，首先确定该引脚外围电路是否有问题，若没有则就可判定该集成电路损坏 当然，这种方法要求要有同型号性能好的设备作参照物2)在路检测电阻法,,10.3 集成电路的技能实训,2.结构分析法,这种方法适用于集成电路内部电路结构不复杂，并且有准确的内部原理图资料的集成电路结合集成电路内部结构，检测有关引脚之间的电阻值来分析判断集成电路的好坏以F007为例，电路原理如图10-24所示。
根据集成运放的电路结构，可以用万用表电阻挡测各管脚引线间有无短路现象，PN结的正反向电阻是否正常 例如:6、9两端实为PN结，若测其正反向电阻，即可判断其好坏又如6、7两端电阻很大，而6、4两端电阻很小，则可判断集成块已损坏 此方法不具有通用性，不了解内部结构无法用此种方法判断10.3 集成电路的技能实训,图10-24,,,10.3 集成电路的技能实训,3.静态电流法,以F007为例，根据集成电路手册查阅结果可知，F007静态功耗≤120mW，静态电流I= P0/E=8mA，将输入输出端均开路，在供电回路中串入电流表，如图10-25所示图10-25,分别测I1I2有如下几种结果: ① I1 = I2 8mA ② I1不等于I2且差距很大 ③ I1 = I2且电流很小 由此可以认为只有结果①是正常的，②和③的情况说明集成块已损坏10.3 集成电路的技能实训,4.代换法,是指用同型号的集成电路替换被怀疑损坏的集成电路的方法这种方法的使用前提是，在确定集成电路外围电路无故障的情况下，才可使用代换法，否则将损坏用来替换的集成电路这种方法表面卜是见效最快的方法，其实不然举例说明，如图10-26所示电路，若原先囚负载短路的原囚，使大电流流过F007造成F007的损坏。
如果在没有排除负载短路故障的情况下，用同型号的集成块进行替换，其结果是造成集成块的又一次损坏图10-26,对于78和79系列三端稳压器，鉴别其质量可使用万用表的“R × 100”挡，分别检测其输入端与输出端的正、反向电阻值正常时，阻值相差在数千欧以上;若阻值相差很小或近似为零，说明其已损坏10.3 集成电路的技能实训,10. 3. 2三端集成稳压器的性能检测,1.质量鉴别,10.3 集成电路的技能实训,最常用的正三端稳压器是W78系列，具有5～24V不同的稳压值，其值由78后面的两位数表示出 负三端稳压器W79系列和W78系列类似，其输出电压。