1.1.6 集成电路

集成电路是采用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺，把电阻、电容、二极管、三极管、场效应管等元器件按照设计要求，以相互不可分离的状态制作在同一硅片上，成为具有特定功能的电路。这种器件打破了电路的传统概念，实现了材料、元器件、电路的三位一体，与分立元器件组成的电路相比，具有体积小、功耗低、性能好、重量轻、可靠性高、成本低等许多优点。

1.集成电路的基本类别

按照集成电路的制造工艺分类，可以分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路等。用平面工艺（氧化、光刻、扩散、外延工艺）在半导体晶片上制成的电路称为半导体集成电路（也称单片集成电路）。用厚膜工艺（真空蒸发、溅射）或薄膜工艺（丝网印刷、烧结）将电阻、电容等无源元件连接制作在同一片绝缘衬底上，再焊接上晶体管管心，使其具有特定的功能，叫做厚膜或薄膜集成电路。如果再装焊上单片集成电路，则称为混合集成电路。目前使用最多的是半导体集成电路。半导体集成电路按有源器件分类为双极型、MOS型和双极-MOS型集成电路；按集成度分类，有小规模（集成了几个门或几十个元器件）、中规模（集成了100个门或几百个元器件以上）、大规模（1万个门或10万个元器件）、超大规模（10万个元器件以上）集成电路；按照功能分类，有数字集成电路和模拟集成电路两大类，见表1.11。

2.集成电路的型号与命名

国产集成电路的型号命名由四部分组成，见表1.12。

例如，C180BC——CMOS二-十进制同步加法计数器：

又如，F031CY——低功耗运算放大器：

国家标准型号的集成电路与国际通用或流行的系列品种相仿，其型号主干、功能、电特性及引脚排列等均与国外同类产品相同，因而品种代号相同的产品可以相互代用。国外企业多在国际通用系列型号前冠以自己企业的代号，因此一般品种代号相同的产品也可以互相代用。

3.集成电路的封装

集成电路的封装，按材料基本分为金属、陶瓷、塑料三类，按电极引脚的形式分为通孔插装式及表面安装式两类。其中，塑料封装是目前最常见到的封装形式，最大特点是工艺简单、成本低，因而被广泛使用。国家标准规定的塑料封装的形式，可分为扁平型（B型）和双列直插型（D型）两种。中功率器件为降低成本、方便使用，现在也大量采用塑料封装形式。但为了限制温升并有利于散热，通常都同时封装一块导热金属板，便于加装散热片。

4.集成电路的使用注意事项

（1）在使用集成电路时，其负荷不允许超过极限值；当电源电压变化不超出额定值±10%的范围时，集成电路的电气参数应符合规定标准；在接通或断开电源的瞬间，不得有高电压产生，否则将会击穿集成电路。

（2）输入信号的电平不得超出集成电路电源电压的范围（即输入信号的上限不得高于电源电压的上限，输入信号的下限不得低于电源电压的下限；对于单个正电源供电的集成电路，输入电平不得为负值）。必要时，应在集成电路的输入端增加输入信号电平转换电路。

（3）一般情况下，数字集成电路的多余输入端不允许悬空，否则容易造成逻辑错误。“与门”、“与非门”的多余输入端应该接电源正端，“或门”、“或非门”的多余输入端应该接地（或电源负端）。为避免多余端，也可以把几个输入端并联起来，不过这样会增大前级电路的驱动电流，影响前级的负载能力。

（4）数字集成电路的负载能力一般用扇出系数N0表示，但它所指的情况是用同类门电路作为负载。当负载是继电器或发光二极管等需要大电流的元器件时，应该在集成电路的输出端增加驱动电路。

（5）使用模拟集成电路前，要仔细查阅它的技术说明书和典型应用电路，特别注意外围元件的配置，保证工作电路符合规范。对线性放大集成电路，要注意调整零点漂移、防止信号堵塞、消除自激振荡等。

（6）集成电路的使用温度一般在-30℃～+85℃之间。在系统布局时，应使集成电路尽量远离热源。

（7）在手工焊接电子产品时，一般应该最后装配焊接集成电路；不得使用大于45 W的电烙铁，每次焊接时间不得超过10 s。

（8）对于MOS集成电路，要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪器（特别是信号发生器和交流测量仪器）、电烙铁以及线路本身，均须良好接地。当MOS电路的源-漏电压加载时，若栅极输入端悬空，很容易因静电感应造成击穿，损坏集成电路。对于使用机械开关转换到电源正极（或负极）上。此外，在存储MOS集成电路时，必须将其收藏在金属盒内或用金属箔包装起来，防止外界电场将栅极击穿。