集成电路论文83832

模拟集成电路

模拟集成电路设计与应用综述

系、部：计电系11级供用电技术二班

学生姓名：季丽丽

指导教师：徐晓莹

专业：电路基础

班级：11级供用电技术二班

完成时间：2012、06、25

模拟集成电路设计与应用综述

摘要

近年来，随着集成电路工艺技术的进步，整个电子系统可以集成在一个芯片上。这些变化改变了模拟电路在电子系统中的作用，并且影响着模拟集成电路的发展。随着信息技术及其产业的迅速发展，当今社会进入到了一个崭新的信息化时代。微电子技术是信息技术的核心技术，模拟集成电路又是微电子技术的核心技术之一，因而模拟集成电路成为信息时代的重要技术领域。已广泛应用于信号放大、频率变换、模拟运算、计算机接口、自动控制、卫星通信等领域。

关键词：模拟集成电路；微电子技术；信号放大；频率变换

引言

集成电路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，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而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。

集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性

能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也

得到广泛的应用。

集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。

模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度

随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。

下面就我所学的和了解到的知识简单的介绍一下模拟集成电路555定时器的设计与应用。

一、模拟集成电路555定时器的简介

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双

极性工艺制作的称为555，用CMOS 工艺制作的称为7555，是美国Signetics 公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有

三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密

特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能

巧妙地结合在同一硅片上的组合集成电路。

二、集成电路555定时电路的组成

555集成定时器由五个部分组成：

（1）由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器；

（2）两个电压比较器C1和C2：

v+＞v－，vo=1；

v+＜v－，vo=0。

（3）基本RS触发器；

（4）放电三极管T及缓冲器G

图1 555 定时器的内部单元组成框图和外引脚排列图

它的各个引脚功能如下：

1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是 4.5～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3～18V。一般用5V。

3脚：OUT（或Vo）输出端。

2脚：TR低触发端。

6脚：TH高触发端。

4脚：R是直接清零端。当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。

5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较

器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

7脚：D放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电

阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器C1、C2提供参

考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc ，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc ，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组

成。高电平触发信号加在

C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，

其结果作为基本RS 触发器R 端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输

入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器S 端的输入

信号。基本RS 触发器的输出状态受比较器

C1、C2的输出端控制。

三、集成电路555定时电路的工作原理

由555 定时器的内部电路图可知，它的功能主要由两个比较器决定当

5

脚悬空时，比较器

C1和C2的比较电压分别为

cc

V 3

2

和cc

V 3

1

（1）当vI1>cc

V 32，vI2>cc

V 31时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，

基本RS 触发器被置

0，放电三极管

T 导通，输出端

vO 为低电平。

（2）当vI1

V 3

2

，vI2

V 3

1

时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，

基本RS 触发器被置

1，放电三极管

T 截止，输出端

vO 为高电平。

（3）当vI1

V 32

，vI2>cc

V 3

1

时，比较器C1输出高电平，C2也输出高电

平，即基本RS 触发器R=1，S=1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不

变。

由于阈值输入端(vI1) 为高电平（>cc

V 32

）时，定时器输出低电平，因此

也将该端称为高触发端（

TH ）。

因为触发输入端

(vI2)为低电平（

V 3

1

）时，定时器输出高电平，因此

也将该端称为低触发端（

TL ）。

如果在电压控制端（

5脚）施加一个外加电压（其值在0～VCC 之间），

比较器的参考电压将发生变化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路的工作状态。

另外，RD 为复位输入端，当RD 为低电平时，不管其他输入端的状态

如何，输出

vo 为低电平，即

RD 的控制级别最高。正常工作时，一般应将