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1、集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派概述 集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的，当时只集成了十几个元器件。后来集成度越来越高，也有了今天的P III。分类别，而具体功能更是数不胜数，其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC，精密产品中用贴片封装的IC等。对于CMOS型IC，特别要注意防止静电击穿IC，最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要
2、注意其参数，如工作电压，散热等。数字IC多用+5V的工作电压，模拟IC工作电压各异。集成电路有各种型号，其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别，后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器LM386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品，LM代表线性电路，N代表塑料双列直插。集成电路型号众多，随着技术的发展，又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌 现，为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时，若没有专用的集成电路可以应用， 就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路，同时考虑集成电路
3、的价格和制作的复杂度。在电 子制作中，有许多常用的集成电路，如NE555 （时基电路）、LM324 （四个集成的运算放大器）、TDA2822 （双声道小功率放大器）、KD9300 （单曲音乐集成电路）、LM317 （三端可调稳压器） 等。这里有些集成电路的样子:集成电路IC是封在单个封装件中的一组互连电路。装在陶瓷衬底上的分立元件或电路有时还和单个集成电 路连在一起，称为混合集成电路。把全部元件和电路成 型在单片晶体硅材料上称单片集成电路。单片集成电路 现在巳成为最普及的集成电路形式，它可以封装成各种 类型的固态器件，也可以封装成特殊的集成电路。通用集成电路分为模拟（线性）和数字两大类。模 拟
4、电路根据输入的各种电平，在输出端产生各种相应的 电平；而数字电路是开关器件，以规定的电平响应导通 和截止。有时候集成电路标有LM （线性类型）或DM （数 字类型）符号。集成电路都有二或三个电源接线端：用V/Vdd、VSS、+v、-V或GND来表示。这是一般应用所需要的。双列直插式是集成电路最通用的封装形式。其引脚标记有半圆形豁口、标志线、标志圆点等，一般由半圆形豁口就可以确定各引脚的位置。双列直插式的引脚排列图如图T306所示。使用TTL集成电路与CMOS集成电路的注意事项(1)使用TTL集成电路注意事项 TTL集成电路的电源电压不能高于+ 5.5V使用时，不能将电源与地颠倒错接，否则将会因
5、为过大电流而造成器件损坏。 电路的各输入端不能直接与高于+ 5.5V和低于-0.5V的低内阻电源连接，因为低内阻电源能提供较大的电流，导致器件过热而烧坏。 除三态和集电极开路的电路外，输出端不允许并联使用。如果将 图T306双列直插集 电极开路的门电路输出端并联使用而使电路具有线与功能时，应在其输出端加一个预先计算好的上拉负载电阻到VCC端。 输出端不允许与电源或地短路。否则可能造成器件损坏。但可以通过电阻与地相连，提高输出电平。 在电源接通时，不要移动或插入集成电路，因为电流的冲击可能会造成其永久性损坏。 多余的输入端最好不要悬空。虽然悬空相当于高电平，并不影响与非门的逻辑功能， 但悬空容易
6、受干扰，有时会造成电路的误动作，在时序电路中表现更为明显。因此，多余输 入端一般不采用悬空办法，而是根据需要处理。例如：与门、与非门的多余输入端可直接接 到vcc上；也可将不同的输入端通过一个公用电阻(几千欧)连到vcc上；或将多余的输入端 和使用端井联。不用的或门和或非门等器件的所有输入端接地，也可将它们的输出端连到不使用的与门输入端上。如图T307所示。对触发器来说，不使用的输入端不能悬空，应根据逻辑功能接人电平。输入端连线 应尽量短，这样可以缩短时序电路中时钟信号沿传输线的延迟时间。一般不允许将触发器的 输出直接驱动指示灯、电感负载、长线传输，需要时必须加缓冲门。（2）使用CMOS电路的
7、注意事项CMOS集成电路由于输入电阻很高，因此极易接受静电电荷。为了防止产生静电击穿，生 产CMOS时，在输入端都要加上标准保护电路，但这并不能保证绝对安全，因此使用CMOS集 成电路时，必须采取以下预防措施。 存放CMOS集成电路时要屏蔽，一般放在金属容器中，也可以用金属箔将引脚短路。 CMOS集成电路可以在很宽的电源电压范围内提供正常的逻辑功能，但电源的上限电压 （即使是瞬态电压）不得超过电路允许极限值、电源的下限电压（即使是瞬态电压）不得低于系统工作所必需的电源电压最低值Vmax，更不得低于vss。 焊接CMOS集成电路时，一般用20W内热式电烙铁，而且烙铁要有良好的接地线。也 可以利用
8、电烙铁断电后的余热快速焊接。禁止在电路通电的情况下焊接。 为了防止输入端保护二极管因正向偏置而引起损坏，输入电压必须处在VDD和vss之间， 即 Vss u iVDDo 调试CMOS电路时，如果信号电源和电路板用两组电源，则刚开机时应先接通电路板电 源，后开信号源电源。关机时则应先关信号源电源，后断电路板电源。即在CMOS本身还没有 接通电源的情况下，不允许有输入信号输入。 多余输入端绝对不能悬空。否则不但容易受外界噪声干扰，而且输入电位不定，破坏了正常的逻辑关系，也消耗不少的功率。因此，应根据电路 的逻辑功能需要分别情况加以处理。例如：与门和 与非门的多余输入端应接到VDD或高电平；或门和
9、或非门的多余输入端应接到vss或低电平；如果电Hl 43-母(a)(b)(c)图3 CMOS多余端的处理路的工作速度不高，不需要特别考虑功耗时，也可以将多余的输入端和使用端并联。如图T308所示。以上所说的多余输入端，包括没有被使用但巳接通电源的CMOS电路所有输入端。例 如，一片集成电路上有4个与门，电路中只用其中一个，其它三个门的所有输入端必须按多 余输入端处理。 输入端连接长线时，由于分布电容和分布电方法感的影响，容易构成LC振荡，可能使输入保护二 极管损坏，因此必须在输入端串接一个10 20kQ的 保护电阻R，如图T309所示。 CMOS电路装在印刷电路板上时，印刷电路 板上总有输入端
10、，当电路从机器中拔出时，输入端必然出现悬空，所以应在各输入端上接入限流保护电阻，如图T309所示。如果要在印刷电路板上安装CMOS集成电路，则必须在与它有关的其它元件安装之后再装CMOS电路，避免CMOS器件输入端悬空。 插拔电路板电源插头时，应该注意先切断电源，防止在插拔过程中烧坏CMOS的输 入端保护二极管。语音集成电路 电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路，一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软包封，即芯片直接用黑胶封装在一小块电路板上。语音IC 一般还需要少量外围元件才能工作，它们可直接焊到这块电路板上。别看语音IC应用电路很简单，但是它确确实实是一片含有成千上万个晶体管芯的集
11、成电 路。其内部含有振荡器、节拍器、音色发生器、ROM、地址计算器和控制输出电路等。音乐 片内可存储一首或多首世界名曲，价格很便宜，几角钱一片。音乐门铃都是用这种音乐片装 的，其实成本很低。不同的语言片内存储了各种动物的叫声，简短语言等，价格要比音乐片贵些。但因为有趣，其应用越来越多。会说话的计算器、倒车 告警器、报时钟表等。语音电路尽管品种不少，但不能根据用户随时 的要求发出声音，因为商品化的语音产品采用掩膜工艺，发声的语音 是做死的，使成本得到了控制。一般语音集成电路的生产厂家都可以特别定制语音的内容，但因为要掩模，要求数量千 片以上。近年来出现的OTP语音电路解决了这一问题。OTP就是一
12、次性可编程的意思，就是 厂家生产出来的芯片，里面是空的，内容由用户写入（需开发设备），一旦固化好，再也不能 擦除，信息也就不会丢失。它的出现为开发人员试制样机提供了方便，特别适合于小批量生 产。业余制作采用可录放的语言电路是十分方便的，UM5506、ISD1400、ISD2500等，外围元件极少。bitbaby第一次知道可录放语音集成电路， 是在九几年的无线电杂志上，记得那时是UM5101和T6668，都是用41256 等DRAM的。那时多想有那么一套，不用磁带就可以录音的怪物，还能 在放音时随意变调呢。早期的数码留言机也用它们，由于使用DRAM， 如果没有后备电池，一旦断电后，所有的信息都会
13、丢失。现在采用EEPROM的语音电路大大方便了电子爱好者，它随录随放，不怕掉电，使用方便， 外围元件少。只是价格较贵些，每秒钟成本约1元人民币。这类语音录放集成电路首推（美国） ISD公司的ISD系列。国内、台湾都有厂家生产兼容的芯片及软包封的芯片、模块，但从结 构来看，猜想来自于ISD。如果您对语音集成电路很感兴趣，请密切留意bitbaby的网站。为了让您更好地了解语 音IC，bitbaby以后将把精心收集的语音IC应用图集贴到网上来，以方便您查询使用。这是软包封的ISD1420芯片：数字集成电路数字集成电路产品的种类很多种。数字集成电路构成了各种逻辑电路， 如各种门电路、编译码器、触发器、
14、计数器、寄存器等。它们广泛地应用 在生活中的方方面面，小至电子表，大至计算机，都是有数字集成电路构 成的。结构上，可分成TTL型和CMOS型两类。74LS/HC等系列是最常见的TTL电 路，它们使用5V的电压，逻辑“0”输出电压为小于等于0.2V，逻辑“1” 输出电压约为3V。CMOS数字集成电路的工作电压范围宽，静态功耗低，抗 干扰能力强，更具优点。数字集成电路有个特点，就是它们的供电引脚， 如16脚的集成电路，其第8脚是电源负极，16脚是电源正极；14脚的，它的 第7脚是电源的正极。通常CMOS集成电路工作电压范围为3-18V，所以不必像TTL集成电路那样， 要用正正好好的5V电压。CMO
15、S集成电路的输入阻抗很高，这意味着驱动 CMOS集成电路时，所消耗的驱动功率几乎可以不计。同时CMOS集成电路的 耗电也非常的省，用CMOS集成电路制作的电子产品，通常都可以用干电池 供电。CMOS集成电路的输出电流不是很大，大概为10mA左右，但是在一般的电子 制作中，驱动一个LED发光二极管还是没有问题的。此外，CMOS集成电路 的抗干扰能力也较强，即行话所说的噪声容限较大，且电源电压越高，抗干扰能力越强。电子制作中常用的数字集成电路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型号，建议多买些备用。市场上的数字 集成电路进口的较多，产品型号的前缀代表生产公司，常见的有MC1XXXX（摩托罗拉）、CDXXXX （美国无线电RCA）、HEFXXXX （飞利普）、TCXXXX （东 芝）、HCXXXX （日立）等。一般来说，只要型号相同，不同公司的产品可以 互换。需要注意的是，CMOS集成电路容易被静电击穿，因此需要妥善保存。一般要放在防静电原包装条中，或用锡箔纸包好。另外焊接的时候，要用接地良好的电烙铁焊，或者索性拔掉 插头，利用余热焊接。不过说实话，现在的CMOS集成电路因为改进了生产工艺，防静电能力 都有很大提高，不少人都不太注意为CMOS集成电路防静电，I
