集成电路介绍及原理应用

2011-06-18 15:58:17来源: 互联网

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。

集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别,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。这里有各大IC生产公司的商标及其器件型号前缀。

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。

为了您的方便使用,Bitbaby以后将在网站上建立一个集成电路数据库,您可以通过WEB查询获得各种集成电路的参数及常用集成电路的典型应用。敬请期待……

这里有些集成电路的样子:
标准的双列直插集成电路:
标准的单列直插集成电路:
软包封集成电路:

功率类集成电路:

 三端稳压IC

电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,TO-220的标准封装,也有9013样子的TO-92封装。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。

78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产,80年代就有了,通常前缀为生产厂家的代号,如TA7805是东芝的产品,AN7909是松下的产品。

有时在数字78或79后面还有一个M或L,如78M12或79L24,用来区别输出电流和封装形式等, 其中78L调系列的最大输出电流为100mA, 78M系列最大输出电流为1A,78系列最大输出电流为1.5A。它的封装也有多种,详见图。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点,因此用得比较多。 79系列除了输出电压为负。引出脚排列不 同以外,命名方法、外形等均与78系列的相同。

因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用,可以用来改装分立元件的稳压电源,也经常用作电子设备的工作电源。电路图如图所示。

注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错,不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V,否则不能输出稳定的电压,一般应使电压差保持在4-5V,即经变压器变压,二极管整流,电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。

在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。

当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源,通常采用几块三端稳压电路并联起来,使其最大输出电流为N个1.5A,但应用时需注意:并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品,以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量,以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。

 

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。

这里是几张语音IC的图片:

这是经典的KD9300门铃音乐芯片:
这是“请注意-倒车”的语言片:
这是能够驱动十二个LED闪光的芯片
这是软包封的ISD1420芯片:(好贵:-(

 

 

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、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。CMOS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,IC却也活着。

这里是TC4066(电子模拟开关) 的外形图:

 

模拟集成电路

模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。收录机、电视机、音响设备等,即使冠上了“数码设备”的好名声,却也离不开模拟集成电路。

实际上,模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。每个数字集成电路只要元器件良好,一般都能按预定的功能工作,即使电路工作不正常,检修起来也比较方便,1是1,0是0,不含糊。模拟集成电路就不一样了,一般需要一定数量的外围元件配合它工作。那么,既然是“集成电路”,为什么不把外围元件都做进去呢?这是因为集成电路制作工艺上的限制,也是为了让集成电路更多地适应于不同的应用电路。

对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压,家电维修人员是很关注的,它们就是凭借这些判断故障的。对业余电子爱好者来说,只要掌握常用的集成电路是做什么用的就行了,要用时去查找相关的资料。

许多电子爱好者都是从装收音机、音响放大器开始的,用集成电路装,确实是一种乐趣。相信大家对这两者也都感兴趣。装的收音机有两种,一是AM中波的,通常用CIC7642、TA7641集成块装。另一种是FM调频的,通常要求具有一定的水平,用TDA7010、TDA7021、TDA7088,CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。这些集成块也是收音机长商所采用的经典IC。

CIC7642外形象一个9013,仅三个引脚,工作于1.5V下,其内部集成了多个三极管,用于组装直放式收音机,而且极易成功,因此许多电子入门套件少不了它。其兼容型号为MK484、YS414,许多进口的微型收音机、电子表收音机都用。
TA7641P装出来的收音机为超外差式,性能要好,但是因为有中周,制作调试都有点复杂,如果能买到套件组装,那也不算麻烦(照着指示把元件焊到电路板上就行啦:-〕。
TDA7000系列是飞利普公司的产品,有bitbaby没见过的TDA7000,以及TDA7010T,TDA7021T,TDA7088T, 后三者有个后缀T,表示是微型贴片封装的。bitbaby也没见过标准DIP(双列直插塑封)封装的,所以尽管它们的应用电路简单,做起来可麻烦,整个集成电路和一粒赤豆差不多大。(下面有图)TDA7088T是可以用变容管和电位器实现电调谐的。
CXA1019是索尼公司生产的, CXA1191是它的改进型号,它们被称为单片AM/FM收音集成电路,因为一片IC包含了从高频放大、本振到中频放大、低频(音频)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立体声收音集成电路,它不包括音频放大器,但有立体声解码功能,通常用于WALKMAN收放机等。
这里有个知识,就是CXA的收音IC同一型号有三种不同的大小(即后缀M型为贴片封装,S型为小型封装,P型为DIP封装)。

音响功放电路也是电子爱好者们津津乐道的话题。通过亲手制作,不但深入了解了原理,更是具有意义。bitbaby并不是发烧友(也烧不起),对吹毛求疵的“金耳朵”更是持有怀疑态度。请各位新手不要误入歧途。做一套实用的音响才是聪明之举,不要相信什么“把XXXX IC换成运放之皇NE5532后效果立竿见影”。

Bitbaby帮别人装过许多功放,也有不少经验。有的虽然只是用收录机用的功放集成块,但因为用了较大功率的电位器、较大容量的滤波电容、较大口径的扬声器,效果还是比收录机好。

TA7240P是收录机中常用的功放IC,双声道,各5.8W,12V左右供电,音质一般般。
TDA1521是高保真功放IC,功率较大,音质较好,上点档次的电脑有源音箱也都用该集成块。
LM1875(TDA2003、TDA2030、TDA2030A)等应用电路差不多,功率不同,TDA2030A是TDA2030的改进型,功率稍大。这些集成块应用也很多,但假货也多,有的假货是用廉价IC打磨过的,有的则是粗制滥造。
傻瓜功放是一种厚膜集成电路,其实不过是把各分立元件封装在一起,只有输入引脚用来接音源,输出引脚接音箱,以及电源引脚,方便了使用。
此外,还有TDA2822、LM386等的小功率音频放大器,在电池供电的产品中作功放。用它们也可做有源音箱,廉价的有源音箱就用它们。

关键字:集成电路

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0618/article_10228.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
集成电路

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved