IC集成电路

IC芯片（Integrated Circuit集成电路）是将大量的微电子元器件（晶体管、电阻、电容等）形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片。而今几乎所有看到的芯片，都可以叫做IC芯片。

集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比（基于锗的集成电路）和罗伯特·诺伊思（基于硅的集成电路）。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

集成电路的种类很多、功能各异，引脚排列、形状也各不相同，而且有国产、进口、合资等各种产品，因此选用时应注意以下几个方面。

①根据电路要求选择。各种电子产品都由不同的电路组成，各部分电路功能不同，要求不同。例如，电源电路，是选用串联型还是开关型、输出电压是多少、输入电压是多少等都是选择时要考虑的。

②选择集成电路时要了解所选集成电路的性能，因为不同类型的集成电路的参数各不相同。若不清楚，则要查阅有关资料。总之在将集成电路装入电路前，要全面了解该集成电路的功能、电气参数、引脚功能和排列规律等。

③对功能相同但封装不同的集成电路应根据使用条件而定。

④对要求较高的电路，可选用参数指标高的集成电路，而对各项指标要求不太高的电路，就不一定要选择高指标的产品。

1．三端稳压集成电路

可选型号有LM317系列、W78系列、W79系列等。三端稳压集成电路分为输出电压固定式( W7800、W7900)和可调式(LM317)，又可分为正输出电压和负输出电压两大类。W78系列（正输出）稳压电路的输出电压分为5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七个档次；最大输出电流为1. 5A、0.5A、0.1A。负输出电压W79系列的输出电流和输出电压与W78系列相同，主要用于直流稳压电源电路中，起稳压作用。

2．集成运算放大器

①CF741与国外的LM741、μA741、MC741等型号相对应，是目前最通用的集成运算放大器之一，具有高增益、共模与差模输入电压范围宽、无阻塞、功耗低、有输出短路保护、不需外部频率补偿等特点，但它的频率特性差，仅用于对放大器带宽要求不高的场合。

②CF747型双运算放大电路与国外的LM747、μA747、MC747型电路相同，它由两个单运算放大器组成，与CF741的优点和特性一样。

③CF324型单电源运算放大器与国外的LM324、μA324型电路相同。它由4个独立且性能相同的低功耗、高增益、频率内补偿的运算放大器组成。在3~ 30V单电源或±1.5~±15V双电源下工作。

④CF353型高速双运算放大器与国外的LF353型电路相同，具有输入偏置电流小、输入失调电流小、增益带宽、输入电阻高、转换速度快、噪声低等特点。

集成运算放大器打破了分立元件和分立电路的设计方法，实现了材料、元件和电路的统一。主要用于信号运算（比例、加法、减法、积分、微分运算）、信号处理（有源滤波器、采样保持电路、电压比较器）、波形产生（矩形波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器）、信号测量（自动控制和非电量测量）等方面。

在使用过程中要注意：使用前必须清零；保证两个输入端的外接电路的直流电阻相等，避免输出偏离零值；输入和输出引线避免交叉，地线的走线要使各级的电流自成回路；为避免自激振荡，在输出端和反相输入端之间跨接并联的阻容器件；为避免因信号幅度过大损坏运算放大器的输入级，在输入端并联两个反向二极管限幅保护电路。

3．集成功率放大器

①分类：按输入功率的大小分为小、中、大功率放大器，输出功率有几百毫瓦至几十瓦。按内部电路分为功率输出级和集成功率驱动级，前者功率在几瓦以下，后者功率为十几瓦。

②常用型号：CD4100、CD4101、CD4102、SL349等。CD4100、CD4101、CD4102功率体积比大、单电源、使用方便，主要用于收音机、录音机等小功率放大电路中，它们的电源电压分别为6V、7.5V、9V。SL349功率驱动器的电源电压分为18V、24V，主要用于音响电路中。

4．集成( TTL)与非门：74LS08(4)、非门74LS04、或门74LS32和CMOS电路CD4011等

广泛用于中、小规模集成电路中。组成各种逻辑电路，表示输入与输出之间的是或非的关系。

5．时基集成电路

555集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，它有8个引脚。是目前广泛应用的一种电路，如由555定时器组成单稳态触发器，可以实现定时控制和脉冲整性；用于多谐振荡器中，可以实现无稳态控制，无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波等。

6．JK触发器：74LS114，D触发器：74LS74

这两种触发器可以进行“0”和“1”转换的两种状态，常用于寄存器和计数器的逻辑件中。

7．计数器：74LS290

它是计算机和数字逻辑系统的基本部件之一，能累计脉冲的数目，最后给出累计的总数。广泛用于二一十进制计数器中，进行加、减法计数运算等。

8．译码器：74 LS42、74 LS247

译码器用于二进制译码器、二一十进制译码器及显示译码器等。其功能是将输入代码（如8421代码）的状态翻译成相应的输出信号，以表示其原意，并用显示器显示出来。

9．编码器：74 LS147

用于二进制编码器和二一十进制编码器电路中。常用8421编码方式，得出该二进制代码所表示的一位十进制数。

10．加法器：74 LS183

用于二进制的求和运算电路，如半加器、全加器等。

11.数模转换D/A：DAC0808

把输入端的四位二进制数码，经运放构成的反相放大器，输出的是模拟量。

12．模数转换A/D：ADC0809

把输入模拟信号的连续量转换为输出离散的数字量。转换过程是通过采样、保持、量化、编码四个步骤完成的。

13．三态门：74 LS125

它的输出端除高电平和低电平外，还出现第三种状态——高阻状态。可以实现用一根导线轮流传送几个不同的数据或控制信号，在计算机中被广泛应用。

14．数据选择器：74 LS153

它能按需要从几路数据中选择其中一路输出。

集成电路的优点

1、电路方面

由于采用了集成电路，大大的简化了整机电路的设计、调试和安装，特别是采用一些专用集成电路后，整机电路显得更为简洁。

2、性能指标方面

相对于分立元器件电路而言，采用集成电路构成的整机电路性能指标更高。例如，集成运放电路的增益、零点漂移的性能都远远超过分立电子元器件电路。

3、可靠性方面

集成电路具有高可靠性的优点，从而提高了整机电路工作的可靠性，提高了电路的工作性能和一致性。另外，采用集成电路后，电路中的焊点大幅度减少，整机电路出现虚焊的可能性大大下降，使整机电路工作更为可靠。

4、生产成本方面

与分立电子元器件电路相比，集成电路的成本较低，这就降低了工业化大批量生产的成本。

5、能耗方面

集成电路还具有耗电小、体积小、经济等优点。同一功能的电路，采用集成电路要比采用分离电子元器件的电路功耗小许多。

6、故障率方面

集成电路的故障发生率相对于分立元器件电路较低，所以降低了整机电路的故障发生率。

集成电路的缺点

1、电路拆卸方面

集成电路的引脚很多，给修理中的集成电路拆卸带来了很大困难，特别是引脚很多的四列集成电路，拆卸很不方便。

2、修理成本方面

当集成电路内电路中的部分电路出现故障时，通常必须整块更换，增加了修理成本。

3、故障判断方面

相对于分立电子元器件电路，在检修集成电路某特特殊故障时，准确的判断集成电路故障很不方便。

一、不在路检测

这种方法是在ic未焊入电路时进行的，一般情况下可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值，并和完好的ic进行 较。

二、在路检测

这是一种通过万用表检测ic各引脚在路（ic在电路中）直流电阻、对地交直流电压以及总工作电流的检测方法。这种方法克服了代换试验法需要有可代换ic的局限性和拆卸ic的麻烦，是检测ic最常用和实用的方法。

1．直流工作电压测量

这是一种在通电情况下，用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量；检测ic各引脚对地直流电压值，并与正常值相较，进而压缩故障范围，出损坏的元件。测量时要注意以下八点：

(1)万用表要有足够大的内阻，少要大于被测电路电阻的10倍以上，以免造成较大的测量误差。

(2)通常把各电位器旋到中间位置，如果是电视机，信号源要采用标准彩条信号发生器。

(3)表笔或探头要采取防滑措施。因任何瞬间短路都容易损坏ic。可采取如下方法防止表笔滑动：取一段自行车用气门芯套在表笔尖上，并长出表笔尖约0.5mm左右，这既能使表笔尖良好地与被测试点接触，又能有效防止打滑，即使碰上邻近点也不会短路。

(4)当测得某一引脚电压与正常值不符时，应根据该引脚电压对ic正常工作有无重要影响以及其他引脚电压的相应变化进行分析，能判断ic的好坏。

(5)ic引脚电压会受外围元器件影响。当外围元器件发生漏电、短路、开路或变值时，或外围电路连接的是一个阻值可变的电位器，则电位器滑动臂所处的位置不同，都会使引脚电压发生变化。

(6)若ic各引脚电压正常，则一般认为ic正常；若ic部分引脚电压异常，则应从偏离正常值最大处入手，检查外围元件有无故障，若无故障，则ic很可能损坏。

(7)对于动态接收装置，如电视机，在有无信号时，ic各引脚电压是不同的。如发现引脚电压不该变化的反而变化大，该随信号大小和可调元件不同位置而变化的反而不变化，就可确定ic损坏。

(8)对于多种工作方式的装置，如录像机，在不同工作方式下，ic各引脚电压也是不同的。

2．交流工作电压测量法

为了掌握ic交流信号的变化情况，可以用带有db插孔的万用表对ic的交流工作电压进行近似测量。检测时万用表置于交流电压挡，正表笔插入db插孔；对于无db插孔的万用表，需要在正表笔串接一只0.1～0.5μf隔直电容。该法适用于工作频率较低的ic，如电视机的视频放大级、场扫描电路等。由于这些电路的固有频率不同，波形不同，所以所测的数据是近似值，只能供参考。

3．总电流测量法

该法是通过检测ic电源进线的总电流，来判ic好坏的一种方法。由于ic内部绝大多数为直接耦合，ic损坏时（如某一个pn结击穿或开路）会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判ic的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流值。