第12章集成電路及其應(yīng)用

1、第第12章集成電路及其應(yīng)用章集成電路及其應(yīng)用 12. 1集成電路的發(fā)展集成電路的發(fā)展 12. 2集成電路的分類集成電路的分類 12. 3集成電路的結(jié)構(gòu)集成電路的結(jié)構(gòu) 12. 4集成電路的應(yīng)用集成電路的應(yīng)用 12. 1集成電路的發(fā)展集成電路的發(fā)展 自從自從1947年美國(guó)新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明點(diǎn)接觸型半導(dǎo)體年美國(guó)新澤西州的貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明點(diǎn)接觸型半導(dǎo)體晶體管技術(shù)，并于晶體管技術(shù)，并于1948年研制出世界上第一只半導(dǎo)體晶體管以來，年研制出世界上第一只半導(dǎo)體晶體管以來，電子技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異。電子技術(shù)的發(fā)展可謂日新月異。1958年美國(guó)得克薩斯公司發(fā)明了年美國(guó)得克薩斯公司發(fā)明了集成電路制作技術(shù)，即通

2、過特殊工藝將二極管、三極管、電阻和集成電路制作技術(shù)，即通過特殊工藝將二極管、三極管、電阻和電容集聚在一塊半導(dǎo)體芯片電容集聚在一塊半導(dǎo)體芯片(硅片硅片)上。集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了如下上。集成電路的發(fā)展經(jīng)歷了如下階段階段:1.小規(guī)模集成電路階段小規(guī)模集成電路階段2.中規(guī)模集成電路階段中規(guī)模集成電路階段3.大規(guī)模集成電路階段大規(guī)模集成電路階段4.超大規(guī)模集成電路階段超大規(guī)模集成電路階段5.特大規(guī)模集成電路階段特大規(guī)模集成電路階段返回12. 2集成電路的分類集成電路的分類集成電路有以下幾種分類方法集成電路有以下幾種分類方法: (1)按集成電路的制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路按集成電路的制作工藝

3、可分為半導(dǎo)體集成電路、膜集成電路(還可還可分為薄膜或厚膜集成電路分為薄膜或厚膜集成電路)和混合集成電路三種。和混合集成電路三種。 (2)按功能可分為模擬集成電踢或稱線性集成電路按功能可分為模擬集成電踢或稱線性集成電路)和數(shù)字集成電路兩和數(shù)字集成電路兩種。種。 (3)按其晶體管的性質(zhì)可分為雙極型晶體管集成電路和單極型按其晶體管的性質(zhì)可分為雙極型晶體管集成電路和單極型(如絕緣如絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱柵場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱MOS)集成電路兩種。集成電路兩種。 集成電路的外形及電路引線腳的識(shí)別如集成電路的外形及電路引線腳的識(shí)別如圖圖12一一1和和表表12一一1所示所示返回12. 3集成電路的結(jié)構(gòu)集成電路的結(jié)構(gòu)

4、 集成電路的制造工藝十分復(fù)雜，我們僅以集成電路的制造工藝十分復(fù)雜，我們僅以圖圖12 - 2( a)所示電所示電路為例，說明其布線方式。路為例，說明其布線方式。 由由圖圖12 - 2(b)可見，整個(gè)集成電路分成可見，整個(gè)集成電路分成4個(gè)相互隔離的區(qū)域個(gè)相互隔離的區(qū)域:4只二極管只二極管D1,D2,D3,D4正極連在一起合成一個(gè)區(qū)，三只電阻合成一正極連在一起合成一個(gè)區(qū)，三只電阻合成一個(gè)區(qū)，二極管個(gè)區(qū)，二極管D:和三極管和三極管T各為一個(gè)區(qū)。硅片四周有供外電路連續(xù)各為一個(gè)區(qū)。硅片四周有供外電路連續(xù)使用的十個(gè)引出端使用的十個(gè)引出端(見見圖圖12-2(c)。實(shí)際上，該集成電路僅為整個(gè)硅。實(shí)際上，該集成電

5、路僅為整個(gè)硅片上的一個(gè)小單元，稱為管芯。片上的一個(gè)小單元，稱為管芯。 管芯制成后，還要經(jīng)過測(cè)試，合格后進(jìn)行劃片，即用金剛石管芯制成后，還要經(jīng)過測(cè)試，合格后進(jìn)行劃片，即用金剛石刀將管芯分割出來，然后壓焊即用超聲波壓焊技術(shù)將管芯引出端刀將管芯分割出來，然后壓焊即用超聲波壓焊技術(shù)將管芯引出端與鋁線焊接，以便連到外引管腳上，最后，進(jìn)行封裝。與鋁線焊接，以便連到外引管腳上，最后，進(jìn)行封裝。返回12. 4集成電路的應(yīng)用集成電路的應(yīng)用 1.集成運(yùn)算放大器集成運(yùn)算放大器 在汽車上采用運(yùn)算放大器的控制部件越來越多，如交流發(fā)電在汽車上采用運(yùn)算放大器的控制部件越來越多，如交流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)器機(jī)調(diào)節(jié)器(夏利和豐田轎車用夏

6、利和豐田轎車用)、爆震控制電路、怠速控制電路以及、爆震控制電路、怠速控制電路以及各種信號(hào)比較電路等都采用了運(yùn)算放大電路。各種信號(hào)比較電路等都采用了運(yùn)算放大電路。圖圖12 -3為最基本的為最基本的集成運(yùn)算放大電路。由集成運(yùn)算放大電路。由圖圖12 -3( a)可見，電路是由偏流設(shè)置、輸入可見，電路是由偏流設(shè)置、輸入級(jí)、中間級(jí)、電平移動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)組成。級(jí)、中間級(jí)、電平移動(dòng)級(jí)和輸出級(jí)組成。2.汽車專用集成電路汽車專用集成電路部分汽車專用集成電路的用途和性能如部分汽車專用集成電路的用途和性能如表表12一一2所列所列返回表表12一一1正確識(shí)別集成電路引線腳正確識(shí)別集成電路引線腳下一頁返回表表12一一1正確識(shí)別集成電路引線腳正確識(shí)別集成電路引線腳上一頁返回表表12-2汽車專用集成電路的用途與性