集成电路分类及其特点
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路(如TTL ECL)和单极型集成电路(如CMOS)两大类，每类中又包含有不同的系列品种。
一、TTL数字集成电路这类集成电路内部输入级和输出级都是晶体管结构，属于双极型数字集成电路。
其主要系列有：1.74一系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2.74H—系列这是74—系列的改进型，属于高速n工产品。
其“与非门”的平均传输时间达1Ons左右，但电路的静态功耗较大，目前该系列产品使用越来越少，逐渐被淘汰。
3.74S一系列这是TTL的高速型肖特基系列。
在该系列中，采用了抗饱和肖特基二极管，速度较高，但品种较少。
4.74LS一系列这是当前TTL类型中的主要产品系列。
品种和生产厂家都非常多。
性能价格比比较高，目前在中小规模电路中应用非常普遍。
5.74ALS一系列这是“先进的低功耗肖特基”系列。
属于74LS—系列的后继产品，速度(典型值为4ns)、功耗(典型值为1mw)等方面部有较大的改进，但价格比较高。
6.74AS—系列这是74S—系列的后继产品，尤其速度(典型值为1.5ns)有显著的提高，又称“先进超高速肖特基”系列。
总之，TTL系列产品向着低功耗、高速度方向发展。
其主要特点为：不同系列同型号器件管脚排列完全兼容。
参数稳定，使用可靠。
噪声容限高达数百毫伏。
输入端一般有钳位二极管，减少了反射干扰的影响。
输出电阻低，带容性负载能力强。
采用+5V电源供电。
二、CMOS集成电路CMOS数字集成电路是利用NMOS管和PMOS管巧妙组合成的电路，属于一种微功耗的数字集成电路。
主要系列有：1.标准型4000B／4500B系列该系列是以美国RCA公司的CD4000B系列和CD4500B系列制定的，与美国Motor01a 公司的MCl4000B系列和MCl4500B系列产品完全兼容。
该系列产品的最大特点是工作电源电压范围宽(3—18V)、功耗最小、速度较低、品种多、价格低廉，是目前CMOS集成电路的主要应用产品。
集成电路讲座心得体会
随着科技的飞速发展，集成电路（IC）已经成为现代电子设备的核心组成部分。
在我国，集成电路产业也正处于蓬勃发展的阶段。
近日，我有幸参加了一场关于集成电路的讲座，受益匪浅。
以下是我对此次讲座的心得体会。
一、集成电路的基本概念讲座首先从集成电路的基本概念入手，介绍了集成电路的定义、发展历程以及在我国的应用现状。
集成电路是一种将电路元件和连线集成在半导体单晶片上的微型电子器件，具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等优点。
自20世纪50年代以来，集成电路技术取得了飞速发展，为电子行业带来了革命性的变革。
二、集成电路的分类及特点讲座接着对集成电路进行了分类，主要包括数字集成电路、模拟集成电路和混合集成电路。
数字集成电路主要用于数字信号的传输、处理和存储，如CPU、内存等；模拟集成电路主要用于模拟信号的放大、滤波、转换等，如放大器、滤波器等；混合集成电路则集成了数字和模拟电路，具有更广泛的应用。
在介绍各类集成电路特点时，讲座重点讲解了数字集成电路的发展历程。
从早期的晶体管、集成电路，到现在的微处理器、存储器等，数字集成电路在性能、功耗、集成度等方面都取得了巨大突破。
同时，讲座还分析了各类集成电路在电子设备中的应用优势，为我国集成电路产业的发展提供了有益借鉴。
三、集成电路设计技术集成电路设计是集成电路产业的核心环节。
讲座详细介绍了集成电路设计的基本流程，包括需求分析、电路设计、版图设计、制造与封装等。
在介绍电路设计时，讲座重点讲解了数字电路设计、模拟电路设计和混合电路设计的方法和技巧。
此外，讲座还介绍了集成电路设计中的仿真、验证等关键技术，为从事集成电路设计的人员提供了宝贵的经验。
四、集成电路制造技术集成电路制造是集成电路产业的基础。
讲座从集成电路制造工艺、设备、材料等方面进行了详细讲解。
在介绍制造工艺时，讲座重点讲解了集成电路制造中的光刻、蚀刻、离子注入、扩散等关键工艺。
同时，讲座还介绍了我国集成电路制造技术的发展现状，以及与国际先进水平的差距。
数字集成电路的特点与分类
CMOS 传输门
39
A 和 A 控制传输门的通断： A＝＋UDD A＝0V时，传输门接通 A＝0V A＝＋UDD时，传输门断开
左下图 uI 由0V变为UDD时，CL充电 右下图 uI 由UDD变为0V时，CL放电
40
41
UNH=UOH(min)- UIH(min)
=2.4-2.0V=0.4V
UOH
UIH
P106
躁声容限 门电路之间相互连接时，前一级24 门的输出就是后一级门的输入，在前一级输 出为最坏的情况下（输出低电位为UOL(max)）， 后一级门的输入电压允许的变化幅度叫做噪 声容限。
UNL=UIL(max)- UOL (max)
6
同一个电路，按两种不同的约定去分析， 会得出不同的结论。
在今后讨论电路时，必须明确采用哪种约定。 一般采用正逻辑约定。
uo
高电位 低电位
正 逻 辑 约 定
0
1 1
0
负 逻 辑 约 定
7
4.2 晶体管－晶体管逻辑电路(TTL电路)
4.2.1 最简单的与门、非门和与非门电路 1. 二极管与门
10
由真值表可知，上面电路是一个非门
电路的输入与输出电位
输入A 0.2V 5V
输出F 5V 0.2V
电路的真值表
输入A 0 1
输出F 1 0
门
3 晶
体
管
与
非
11
+
12
4.2.1 TTL与非门电路
输入
输A 入
与 0.2V
输 0.2V
出 电
5V
位 5V
B 0.2V 5V 0.2V 5V
输出 F 5V 5V 5V
《集成电路》课件
xx年xx月xx日
• 集成电路概述 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的种类与特点 • 集成电路的发展趋势与挑战 • 集成电路的实际应用案例
目录
01
集成电路概述
集成电路的定义
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能的微型电子部件。
它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、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。
超大规模集成电路（VLSI）
包含10万-100万个逻辑门或元件。
按结构分类的集成电路
单片集成电路
所有元件都在一个芯片上 。
多片集成电路
由多个芯片集成在一个封 装内。
模块化集成电路
由多个独立芯片通过线路 板连接而成。
按应用领域分类的集成电路
01
通信集成电路
用于通信设备中的信号处理和传输 。
消费电子集成电路
射频识别（RFID）技术的集成电路应用
总结词
射频识别技术是利用无线电波进行通信的一种非接触式识别技术，其集成电路应用主要涉及标签芯片和读写器芯 片。
详细描述
RFID标签芯片通常包含存储器、无线通信电路和天线等部分，用于存储和传输信息。而RFID读写器芯片则负责 与标签芯片进行通信，实现信息的读取和写入。RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、身份识别等领域。
用于家电、数码产品等消费电子产 品中。
03
02
计算机集成电路
用于计算机硬件中的逻辑运算和数 据处理。
汽车电子集成电路
用于汽车控制系统和安全系统中。
04
集成电路分类
家用电器领域
集成电路在家用电器中发挥着重要作用， 如电视、冰箱、洗衣机等。
计算机领域
集成电路是计算机的核心部件，负责处理 和传输数据。
汽车电子领域
随着汽车智能化的发展，集成电路在汽车 电子中的应用越来越广泛，如发动机控制 、安全气囊等。
工业控制领域
第一块锗合金集成电路的发明。
1958年
第一块硅集成电路的发明。
集成电路的发展历程
1960年
大规模集成电路的出现。
1964年
超大规模集成电路技术的出现。
1970年
甚大规模集成电路技术的出现。
集成电路的发展历程
1980年
超高速集成电路技术的出现。
1990年
集成电子系统的出现。
集成电路的应用领域
通信领域
集成电路在工业自动化控制系统中扮演着 重要的角色，如可编程逻辑控制器（PLC）。
02
集成电路的分类方式
按功能分类
模拟集成电路
用于处理连续变化的模拟信号，如运算放大器、比较 器和电压调节器等。
数字集成电路
用于处理离散的数字信号，如逻辑门、触发器和存储 器等。
混合信号集成电路
同时包含模拟和数字电路，如数模转换器和模数转换 器等。
THANKS FOR WATC驱动能 力特点。
03
各类集成电路的特点与 优势
模拟集成电路的特点与优势
总结词
模拟集成电路主要处理连续变化的模拟信号，其特点在于 高精度、低噪声和低失真。
特点描述
模拟集成电路通常用于信号放大、滤波、转换等功能，能 够精确地模拟和复制原始信号，具有低噪声和低失真的特 点。
集成电路的定义、特点及分类介绍
集成电路的定义、特点及分类介绍集成电路（integratedcircuit，港台称之为积体电路）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。
它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。
集成电路特点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。
用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
集成电路的分类（一）按功能结构分类集成电路按其功能、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。
而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号（指在时间上和幅度上离散取值的信号。
例如VCD、DVD重放的音频信号和视频信号）。
（二）按制作工艺分类集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和薄膜集成电路。
膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。
（三）按集成度高低分类集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路和巨大规模集成电路。
（四）按导电类型不同分类集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路,他们都是数字集成电路.双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。
数字电子技术_集成电路知识概述
N
P
发射极E
符号
NPN型
C BT
E
返回
发射极E PNP型
C
B
T
E
三极管可以用两个等效的二极 管PN结来表示，它有截止、放 大、饱和3种工作状态；在数字 电路中三极管主要工作在饱和、 截止两种状态，其作用相当于 一个无触点开关。
三极管的三种工作状态 （a）电路 （b）输出特性曲线
(1) 截止状态 条件：发射结，集电结反偏 （Vb<Ve ; Vb< Vc）
3.1 数字集成电路的分类
数字集成电路通常按所用半导体器件的不同或者根据 集成规模的大小进行分类。
一、根据所采用的半导体器件进行分类
根据所采用的半导体器件，数字集成电路可以分为两大类。 1.双极型集成电路：采用双极型半导体器件作为元件。主 要特点是速度快、负载能力强，但功耗较大、 集成度较低。 2.单极型集成电路(又称为MOS集成电路): 采用金属-氧化 物半导体场效应管(Metel Oxide Semiconductor Field Effect Transister)作为元件。主要特点是结构简单、制造方便、集 成度高、功耗低，但速度较慢。
3. 2 半导体器件的开关特性
数字电路中的晶体二极管、三极管和MOS管等器件一般是 以开关方式运用的，其工作状态相当于相当于开关的“接通” 与“断开”。
数子系统中的半导体器件运用在开关频率十分高的电路中 (通常开关状态变化的速度可高达每秒百万次数量级甚至千万次 数量级)，研究这些器件的开关特性时，不仅要研究它们的静止 特性，而且还要分析它们的动态特性。
● 反向电压超过某个极限值时，将使反向电流IR突然猛 增，致使二极管被击穿（通常将该反向电压极限值称为反向击 穿电压VBR），一般不允许反向电压超过此值。
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路（如TTL、ECL）和单极型集成电路（如CMOS）两大类，每类中又包含有不同的系列品种一、TTL数字集成电路这类集成电路内部输入级和输出级都是晶体管结构，属于双极型数字集成电路。
其主要系列有：1．74 –系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2．74H –系列这是74 –系列的改进型，属于高速TTL产品。
其“与非门”的平均传输时间达10ns左右，但电路的静态功耗较大，目前该系列产品使用越来越少，逐渐被淘汰。
3．74S –系列这是TTL的高速型肖特基系列。
在该系列中，采用了抗饱和肖特基二极管，速度较高，但品种较少。
4．74LS –系列这是当前TTL类型中的主要产品系列。
品种和生产厂家都非常多。
性能价格比比较高，目前在中小规模电路中应用非常普遍。
5．74ALS –系列这是“先进的低功耗肖特基”系列。
属于74LS –系列的后继产品，速度（典型值为4ns）、功耗（典型值为1mW）等方面都有较大的改进，但价格比较高。
6．74AS –系列这是74S –系列的后继产品，尤其速度（典型值为1.5ns）有显著的提高，又称“先进超高速肖特基”系列。
二、CMOS集成电路CMOS数字集成电路是利用NMOS管和PMOS管巧妙组合成的电路，属于一种微功耗的数字集成电路。
主要系列有：1．标准型4000B/4500B系列该系列是以美国RCA公司的CD4000B系列和CD4500B系列制定的，与美国Motorola公司的MC14000B 系列和MC14500B系列产品完全兼容。
该系列产品的最大特点是工作电源电压范围宽（3～18V）、功耗最小、速度较低、品种多、价格低廉，是目前CMOS集成电路的主要应用产品。
2．74HC –系列54/74HC –系列是高速CMOS标准逻辑电路系列，具有与74LS –系列同等的工作度和CMOS集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点。
74HCxxx是74LSxxx同序号的翻版，型号最后几位数字相同，表示电路的逻辑功能、管脚排列完全兼容，为用74HC替代74LS提供了方便。
集成电路设计技术
集成电路设计技术摘要随着电子技术的飞速发展，集成电路设计技术在现代电子工业中发挥了巨大的作用。
本文首先介绍了集成电路设计技术的概念、分类和特点，然后分别阐述了集成电路设计的流程、常用设计工具和设计方法，最后讨论了集成电路设计现状及未来发展方向。
本文的目的是为读者提供一个全面了解集成电路设计技术的基础知识，以便于更好地应用此技术在工程实践中。
关键词：集成电路设计；概念；分类；特点；流程；设计工具；设计方法；现状；未来发展方向引言集成电路是一种将多种电子器件和电路集成在一个芯片上的技术，它的研制标志着电子技术进入了新的领域。
随着技术的进步和市场的需求，集成电路设计技术得到了快速发展，广泛应用在电子工业的各个领域。
作为电子工程师，了解和掌握集成电路设计技术是必不可少的。
本文旨在介绍集成电路设计技术的基本知识，帮助读者更好地理解和应用此技术。
一、集成电路设计技术的概念集成电路设计技术是指通过设计、模拟、验证、布局、布线、仿真、测试等一系列工作，将电路元器件（如晶体管、二极管、电容、电阻等）和功能模块（如放大器、滤波器、振荡器等）集成到单个芯片上的技术。
集成电路设计技术的主要目的是提高电路的可靠性、性能和制造效率，并减少电路的成本和体积，同时满足市场不断变化的需求。
二、集成电路设计技术的分类和特点根据集成电路的制造工艺和设计要求，可以将集成电路设计技术分为模拟电路设计、数字电路设计和混合信号电路设计三类。
其中，模拟电路设计主要针对连续性信号处理和控制系统，数字电路设计主要针对离散信号处理和计算机系统，混合信号电路设计则是对模拟和数字电路的结合。
此外，还有按功耗、速度、复杂度等设计要求进行分类的。
在进行集成电路设计时，必须考虑到以下特点：1. 集成度高：集成电路中包含的电子器件和电路功能模块非常多，集成度高是其最大特点之一。
2. 器件尺寸小：集成电路中的电子器件尺寸极小，可以进行微米级别的加工和组装，从而使得集成电路的体积大大减小。
集成电路考研科目
集成电路考研科目集成电路是现代电子技术的重要组成部分，也是电子信息学科考研的一门必修科目。
它涉及到电路原理、半导体物理、模拟电路、数字电路等多个方面的知识。
下面将从集成电路的基本概念、分类、制作工艺、特点及应用等方面进行介绍。
一、基本概念集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是指将多个电子器件（如晶体管、电阻、电容等）集成在一块半导体芯片上的技术和产品。
芯片上的电子器件通过金属线路相互连接，构成了一个完整的电路功能。
集成电路的出现，使得电子设备变得更小型化、高性能化和集成化。
二、分类根据集成度的不同，集成电路可以分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）四个层次。
其中，小规模集成电路的器件数目在10-100之间，中规模集成电路的器件数目在100-10000之间，大规模集成电路的器件数目在10000-1000000之间，超大规模集成电路的器件数目超过1000000。
三、制作工艺集成电路的制作工艺主要分为NMOS工艺、PMOS工艺和CMOS工艺三种。
其中，NMOS工艺和PMOS工艺是早期的制作工艺，CMOS工艺是目前最主流的制作工艺。
CMOS工艺具有功耗低、抗干扰能力强等优点，因此被广泛应用于各类集成电路的制作中。
四、特点集成电路具有以下几个特点：1. 小型化：由于电子器件被集成在芯片上，因此集成电路比传统电路更小巧，可以大大节省电子设备的体积和重量。
2. 高性能：集成电路采用的是半导体材料，具有快速、稳定、可靠的特点，能够实现高频率和高速度的信号处理。
3. 高集成度：集成电路能够将大量的电子器件集成在一块芯片上，实现多个电路功能的集成，提高了电路的复杂度和功能性。
4. 低功耗：CMOS工艺的集成电路具有低功耗的特点，能够减少电子设备的能耗，延长电池使用寿命。
5. 低成本：由于集成电路采用了批量化生产工艺，因此其制造成本相对较低。
数字集成电路的分类与特点
数字集成电路的分类与特点数字集成电路的分类与特点数字集成电路有双极型集成电路（如TTL 、ECL ）和单极型集成电路（如CMOS ）两大类，每类中又包含有不同的系列品种一、TTL 数字集成电路这类集成电路内部输入级和输出级都是晶体管结构，属于双极型数字集成电路。
其主要系列有：1.74 -系列这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。
2.74H -系列这是74 -系列的改进型，属于高速TTL产品。
其“与非门”的平均传输时间达10ns左右，但电路的静态功耗较大，目前该系列产品使用越来越少，逐渐被淘汰。
3.74S -系列这是TTL 的高速型肖特基系列。
在该系列中，采用了抗饱和肖特基二极管，速度较高，但品种较少。
4.74LS -系列这是当前TTL 类型中的主要产品系列。
品种和生产厂家都非常多。
性能价格比比较高，目前在中小规模电路中应用非常普遍。
5.74ALS -系列这是“先进的低功耗肖特基”系列。
属于74LS -系列的后继产品，速度（典型值为4ns）、功耗（典型值为1 mW ）等方面都有较大的改进，但价格比较高。
6.74AS -系列这是74S -系列的后继产品，尤其速度（典型值为 1.5ns）有显著的提高，又称“先进超高速肖特基”系列。
二、CMOS 集成电路CMOS 数字集成电路是利用NMOS 管和PMOS 管巧妙组合成的电路，属于一种微功耗的数字集成电路。
主要系列有：1 .标准型4000B/4500B 系列该系列是以美国RCA 公司的CD4000B 系列和CD4500B 系列制定的，与美国MOTOROLA 公司的MC14000B 系列和MC14500B 系列产品完全兼容。
该系列产品的最大特点是工作电源电压范围宽（3〜18V）、功耗最小、速度较低、品种多、价格低廉，是目前CMOS集成电路的主要应用产品。
2.74HC -系列54/74HC -系列是高速CMOS标准逻辑电路系列，具有与74LS -系列同等的工作度和CMOS 集成电路固有的低功耗及电源电压范围宽等特点。
集成电路介绍PPT课件
11．TQFP 扁平簿片方形封装 12．TSOP 微型簿片式封装 13．CBGA 陶瓷焊球阵列封装 14．CPGA 陶瓷针栅阵列封装 15．CQFP 陶瓷四边引线扁平 16．CERDIP 陶瓷熔封双列 17．PBGA 塑料焊球阵列封装 18．SSOP 窄间距小外型塑封 19．WLCSP 晶圆片级芯片规 模封装 20．FCOB 板上倒装片
也较大；
• (4)外部引脚容易在芯片的插拔过程当中损坏，不 太适用于高可靠性场合；
• (5)DIP封装还有一个致命的缺陷，那就是它只适 用于引脚数目小于100 的中小规模集成电路。
5.1 直插式
17
. 2019/11/4
衡量一个芯片封装技术先进与否的重要 指标是芯片面积与封装面积之比R，这个比 值越接近l越好。
2019/11/4
集成电路简要介绍
一、集成电路定义
2
. 2019/11/4
二、集成电路特点
三、集成电路发展
四、集成电路分类
五、集成电路封装技术
一、集成电路定义
3
. 2019/11/4
• 集成电路（Integrated Circuit,简称IC）是20世纪 60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。把 构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、 电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一 小块硅片上，然后焊接封装在一个管壳内的电子 器件。
以采用40根I/O引脚塑料双列直插式封 装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封装面积 R=（3×3）/（15.24×50）=1:86，离l相差 很远。这种封装尺寸远比芯片大，说明封装 效率很低，占去了很多有效安装面积。
5.2 表面贴装式
1SOP封装
5.2 表面贴装式
《工程学概论》超大规模集成电路基础
芯片（Chip, Die） 硅片（Wafer）
集成电路的成品率：
硅片上好的芯片数
Y= 硅片上总的芯片数
100%
成品率的检测，决定工艺的稳定性， 成品率对集成电路厂家很重要
集成电路的性能指标： 集成度 速度、功耗 特征尺寸 可靠性
集成电路发展的原动力：不断提高的性能/价格比
集成电路发展的特点：性能提高、价格降低
VDD
IN
OUT
Y
A1
A2
CMOS反相器
与非门：Y=A1A2
5.3 影响集成电路性能的因素和发展趋势
器件的门延迟： 迁移率 沟道长度
途径： 提高迁移率，如GeSi材料 减小沟道长度
电路的互连延迟： 线电阻（线尺寸、电阻率） 线电容（介电常数、面积）
互连的类别： 芯片内互连、芯片间互连
长线互连(Global) 中等线互连 短线互连(Local)
互连技术与器件特征尺寸的缩小 （资料来源：Solidstate Technology Oct.,1998）
多层互连
Motorata开发的六层Cu互连结构的相片
结束语
•
树立质量法制观念、提高全员质量意 识。20. 10.2420 .10.24Saturday , October 24, 2020
•
专注今天，好好努力，剩下的交给时 间。20. 10.2420 .10.241 0:2210:22:111 0:22:11 Oct-20
•
牢记安全之责，善谋安全之策，力务 安全之 实。202 0年10 月24日 星期六1 0时22 分11秒Saturday , October 24, 2020
•
相信相信得力量。20.10.242020年10月 24日星 期六10 时22分 11秒20 .10.24
集成电路规模划分依据
集成电路规模划分依据以集成电路规模划分为主题，我们将探讨集成电路的不同规模划分和其对应的特点。
一、集成电路规模的划分集成电路根据规模的大小可以分为小规模集成电路、中规模集成电路和大规模集成电路。
1. 小规模集成电路小规模集成电路（Small Scale Integration, SSI）指的是集成电路中的晶体管数量较少，一般在10-100个之间。
小规模集成电路主要由几个逻辑门电路组成，适用于较简单的电子设备。
由于晶体管数量较少，小规模集成电路的功耗较低，价格较便宜。
2. 中规模集成电路中规模集成电路（Medium Scale Integration, MSI）指的是集成电路中的晶体管数量在100-1000个之间。
中规模集成电路能够实现较为复杂的逻辑功能，适用于中等复杂度的电子设备。
中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加。
3. 大规模集成电路大规模集成电路（Large Scale Integration, LSI）指的是集成电路中的晶体管数量在1000-100万个之间。
大规模集成电路可实现复杂的逻辑功能和大规模存储，适用于计算机、通信设备等高性能电子设备。
由于晶体管数量众多，大规模集成电路功耗较高，价格也相对较高。
二、不同规模集成电路的特点不同规模集成电路在晶体管数量、功耗、价格和应用范围等方面具有不同的特点。
1. 小规模集成电路特点小规模集成电路由于晶体管数量较少，功耗较低，适用于对功耗要求较低的电子设备。
同时，小规模集成电路的成本相对较低，价格较为便宜。
小规模集成电路适用于一些简单的逻辑功能，如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路特点中规模集成电路的晶体管数量在100-1000个之间，能够实现较为复杂的逻辑功能。
中规模集成电路的功耗和价格相对较小规模集成电路有所增加，但仍然适中。
中规模集成电路适用于一些中等复杂度的电子设备，如计数器、译码器等。
3. 大规模集成电路特点大规模集成电路的晶体管数量较多，能够实现复杂的逻辑功能和大规模存储。
74LS系列集成电路分类及常用芯片功能解析
一、数字集成电路的分类与特点 数字集成电路有双极型集成电路（如TTL、ECL）和单极型集成电路（如CMOS） 两大类，每类中又包含有不同的系列品种
1 TTL数字集成电路 这类集成电路内部输入级和输出级都是晶体管结构，属于双极型数字集成电 路。其主要系列有：
1．74 – 系列 这是早期的产品，现仍在使用，但正逐渐被淘汰。 2．74H – 系列 这是74 – 系列的改进型，属于高速TTL产品。其“与非门 ”的平均传输时间达10ns左右，但电路的静态功耗较大， 目前该系列产品使 – 系列 这是74S – 系列的后继产品，尤其速度（典型值为1.5ns）有显著的提高，又称“ 先进超高速肖特基”系列。
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2 CMOS集成电路
CMOS数字集成电路是利用NMOS管和PMOS管巧妙组合成的电路，属于一种微功 耗的数字集成电路。主要系列有：
1．标准型4000B/4500B系列 该系列是以美国RCA公司的CD4000B系列和CD4500B系列制定的，与美国 Motorola公司的MC14000B系列和MC14500B系列产品完全兼容。该系列产品 的最大特点是工作电源电压范围宽（3～18V）、功耗最小、速度较低、品种 多、价格低廉，是目前CMOS集成电路的主要应用产品。
2 TTL集成电路使用应注意的问题
１．正确选择电源电压 TTL集成电路的电源电压允许变化范围比较窄，一般在4.5V～5.5V之间。 在使用时更不能将电源与地颠倒接错，否则将会因为过大电流而造成器件 损坏。
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２．对输入端的处理 TTL集成电路的各个输入端不能直接与高于+5.5V和低于-0.5V的 低内阻电源连接。对多余的输入端最好不要悬空。虽然悬空相 当于高电平，并不影响“与门、与非门”的逻辑关系，但悬空 容易接受干扰，有时会造成电路的误动作。因此，多余输入端 要根据实际需要作适当处理。例如“与门、与非门”的多余输 入端可直接接到电源Vcc上；也可将不同的输入端共用一个电阻 连接到Vcc上；或将多余的输入端并联使用。对于“或门、或非 门”的多余输入端应直接接地。 对于触发器等中规模集成电路来说，不使用的输入端不能悬空 ，应根据逻辑功能接入适当电平。 ３．对于输出端的处理 除“三态门、集电极开路门”外，TTL集成电路的输出端不 允许并联使用。如果将几个“集电极开路门”电路的输出端 并联,实现线与功能时，应在输出端与电源之间接入一个计算 好的上拉电阻。 集成门电路的输出更不允许与电源或地短路，否则可能造成 器件损坏。
集成电路的分类和应用领域
集成电路的分类和应用领域集成电路是一种电子元件，它将电子器件和电子元器件的功能和性能集成到一个芯片上。
集成电路可以按照不同的分类方式进行分类，例如按照集成度、功能、材料和制造工艺等方面进行分类。
同时，集成电路也广泛应用于各个领域。
一、按照集成度进行分类1. 小规模集成电路(SSI，Small-Scale Integration)：通常包含10个及以下的逻辑门电路，例如门电路、触发器等。
2. 中规模集成电路(MSI，Medium-Scale Integration)：通常包含10到100个逻辑门电路，例如算术逻辑单元(ALU)等。
3. 大规模集成电路(LSI，Large-Scale Integration)：通常包含100到1000个逻辑门电路，例如CPU、存储器等。
4. 超大规模集成电路(VLSI，Very Large-Scale Integration)：通常包含1000到10000个逻辑门电路，例如微处理器、数字信号处理器等。
5. 全定制集成电路(ASIC，Application-Specific Integrated Circuit)：针对特定应用而设计和制造的定制集成电路。
二、按照功能进行分类1. 数字集成电路：主要处理和控制数字信号，包括数字逻辑电路、计数器、移位寄存器等。
2. 模拟集成电路：主要处理和控制模拟信号，包括放大器、滤波器、模拟开关等。
3. 混合集成电路：集数字和模拟功能于一体，实现数字和模拟信号的处理和交互。
三、按照材料进行分类1. 原硅集成电路：使用纯硅作为基底材料。
2. 绝缘体上铜集成电路：使用绝缘体上覆盖薄铜层作为导电层。
3. 硅上宽温度范围集成电路：适用于高温环境，如发动机控制系统。
4. 硅上混合集成电路：将硅上的半导体器件和其他材料的电子元件集成在一起。
四、按照制造工艺进行分类1. MOS集成电路：使用MOS(Metal-Oxide-Semiconductor)工艺制造的集成电路，具有低功耗和高集成度的特点。
集成电路的概念及分类
集成电路的概念及分类随着现代科技的发展，电子产品的功能越来越强大，大小也越来越小巧。
而这些电子产品中，集成电路承载着重要的作用。
集成电路是一种在单个芯片上集成了多个电子元器件的技术，它既节约了空间，又提高了电子产品的性能。
本文将介绍集成电路的概念及其分类。
一、集成电路的概念集成电路是利用微电子技术将多个电子元器件集成在一个芯片上的技术。
这些元器件可以包括晶体管、电阻器、电容器等。
通过将这些元器件联系在一起，集成电路可以实现计算、存储和控制等功能。
相比于传统的离散元器件，集成电路具有体积小、功耗低、速度快等优势。
在现代电子产品中，几乎所有的产品都使用了集成电路技术。
二、集成电路的分类根据功能和结构的特点，集成电路可以分为以下几种类型：1. 数字集成电路（Digital Integrated Circuit，简称DIC）：数字集成电路主要用来进行数字信号的处理和控制。
它的主要特点是只有两个稳定的电平状态，即“0”和“1”。
数字集成电路可以根据处理的数据类型分为逻辑门电路、寄存器和计数器等。
2. 模拟集成电路（Analog Integrated Circuit，简称AIC）：模拟集成电路用来处理模拟信号，模拟信号包含连续变化的电压和电流等。
模拟集成电路主要用于放大、滤波、混频等功能。
在通信、音频处理等领域中，模拟集成电路起到了重要作用。
3. 混合集成电路（Mixed-Signal Integrated Circuit，简称MSIC）：混合集成电路是数字集成电路和模拟集成电路的结合体，可以同时处理数字信号和模拟信号。
它可以在单一的芯片上实现数字信号处理和模拟信号处理的功能，具有较高的集成度。
4. 通用集成电路（General-Purpose Integrated Circuit，简称GIC）：通用集成电路是指集成了多个功能单元，可以灵活地进行编程的集成电路。
通用集成电路可以通过电路的布线和编程的方式实现不同的功能，广泛应用于计算机、通信设备和消费电子产品等领域。
集成电路及其特点
一、集成电路及其特点集成电路是利用氧化，光刻，扩散，外延，蒸铝等集成工艺，把晶体管，电阻，导线等集中制作在一小块半导体（硅）基片上，构成一个完整的电路。
按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，其中集成电路运算放大器（线性集成电路，以下简称集成运放）是模拟集成电路中应用最广泛的，它实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。
集成电路的特点1．单个元件精度不高，受温度影响也大，但元器件的性能参数比较一致，对称性好。
适合于组成差动电路。
2．阻值太高或太低的电阻不易制造，在集成电路中管子用得多而电阻用得少。
3．大电容和电感不易制造，多级放大电路都用直接耦合。
4. 在集成电路中，为了不使工艺复杂，尽量采用单一类型的管子，元件种类也要少所以，集成电路在形式上和分立元件电路相比有很大的差别和特点。
常用二极管和三极管组成的恒流源和电流源代替大的集电极电阻和提供微小的偏量电流，二极管用三极管的发射结代替5．在集成电路中，NPN管都做成纵向管，β大；PNP管都做成横向管，β小而PN结耐压高。
NPN管和PNP管无法配对使用。
对PNP管，β和（β+1）差别大，IB往往不能忽略。
二、集成运放电路的组成及各部分的作用1．组成2．作用如图所示，集成运放电路由四部分组成，输入级是一个双端输入的高性能差动放大电阻，要求其Ri高，Aod大，KCMR大，静态电流小，该级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，所以更新变化最多。
中间级的作用是使集成运放具有较强的放大能力，故多采用复合管做放大管，以电流源做集电极负载。
输出级要求具有线性范围宽，输出电阻小，非线性失真小等特点。
偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点三、集成运放的电压传输特性1.符号同相输入端表示输入电压与输出电压相位相同，若uP >0，则uO >0；uP <0，则uO <0.反相输入端表示输入电压与输出电压相位相反，若uN >0，则uO <0;反之uN <0，则uO >0.2.电压的传输特性所谓电压传输特性，实际上是一种关系曲线如图4－3，即输出电压uo和输入电压ui 之间的关系曲线。
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时间：2014春季学期班级：1208101 学号：1120810102 姓名：王云集成电路分类及其特点摘要：集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大类别，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。
其封装也有许多形式：“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。
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。
关键词：集成电路 分类 特点 发展趋势 关键技术一、概述集成电路（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、智能化和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）。
仅仅在其开发后半个世纪，集成电路变得无处不在，电脑，手机和其他数字电器成为现代社会结构不可缺少的一部分。
这是因为，现代计算，交流，制造和交通系统，包括互联网，全都依赖于集成电路的存在。
甚至很多学者认为有集成电路带来的数字革命是人类历史中最重要的事件。
二、分类及其特点集成电路有很多种分类方法，常见的有以下几种：1. 按使用功能分类按使用功能主要分为模拟集成电路和数字集成电路两大类别。
（1）模拟集成电路。
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。
主要有集成稳压器、运算放大器、功率放大器及专用集成电路等。
其主要类型如下图1：时间：2014春季学期班级：1208101 学号：1120810102 姓名：王云图1 常规模拟 IC 的分类（2）数字集成电路。
数字电路是开关器件，以规定的电平响应导通和截止，用来产生、放大和处理各种数字信号。
数字集成电路具有体积小功耗低可靠性高成本低且使用方便等优点，在自动控制测量仪器通信和电子计算机等领域里得到了广泛的应用。
按结构不同可分为单极型和双极型电路，单极型电路有JFET、NM0S、PM0S、CM0S四种，双极型电路有DTL、TTL、ECL、HTL等，其中最常用的主要有TTL和CM0S两大系列。
①TTL集成电路。
双极型三极管—三极管集成电路，简称TTL电路，是一种性能优良的集成门电路，其开关速度快、抗干扰能力强、负载能力强，因此应用也最广泛。
TTL集成电路为正逻辑系统，即高电平（“1”）是大约3.6V的正电压，低电平（“0”）是大约0.2～0.35V。
TTL集成电路主要有54系列和74系列两种。
其中，54系列为军用产品，74系列为民用产品。
在54／74系列后不加字母表示标准TTL电路（如7410），如加有L、H、S或LS等字母，则分别表示低功耗、高速、肖特基和低功耗肖特基TTL电路（如74H00表示高速TTL电路、74LS00表示低功耗肖特基TTL电路）。
54／74系列产品，只要尾数相同（如74LS10和7410），则逻辑功能和引脚排列完全相同。
使用TTL集成电路注意事项TTL集成电路的电源电压不能高于＋5.5V使用，不能将电源与地颠倒错接，否则将会因为过大电流而造成器件损坏。
电路的各输入端不能直接与高于＋5.5V和低于-0.5V的低内阻电源连接，因为低内阻电源能提供较大的电流，导致器件过热而烧坏。
除三态和集电极开路的电路外，输出端不允许并联使用。
如果将 图T306双列直插集电极开路的门电路输出端并联使用而使电路具有线与功能时，应在其输出端加一个预先计算好的上拉负载电阻到VCC 端。
输出端不允许与电源或地短路。
否则可能造成器件损坏。
但可以通过电阻与地相连，提高输出电平。
在电源接通时，不要移动或插入集成电路，因为电流的冲击可能会造成其永久性损坏。
多余的输入端最好不要悬空。
虽然悬空相当于高电平，并不影响与非门的逻辑功能，但悬空容易受干扰，有时会造成电路的误动作，在时序电路中表现更为明显。
因此，多余输入端一般不采用悬空办法，而是根据需要处理。
例如：与门、与非门的多余输入端可直接接到VCC上；也可将不同的输入端通过一个公用电阻（几千欧）连到VCC上；或将多余的输入端和使用端并联。
不用的或门和或非门等器件的所有输入端接地，也可将它们的输出端连到不使用的与门输入端上。
对触发器来说，不使用的输入端不能时间：2014春季学期班级：1208101 学号：1120810102 姓名：王云悬空，应根据逻辑功能接人电平。
输入端连线应尽量短，这样可以缩短时序电路中时钟信号沿传输线的延迟时间。
一般不允许将触发器的输出直接驱动指示灯、电感负载、长线传输，需要时必须加缓冲门。
②CM0S集成电路。
CM0S集成电路以单极型晶体管为基本元件制成，是互补金属氧化物半导体集成电路的简称。
由于CM0S电路功耗低、电源电压范围宽（3～18V）、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、温度稳定性好、成本低等，故应用范围极广，尤其是其制造工艺简单，为大量生产提供了方便。
CM0S集成电路主要有4000系列、54／74HC×××系列、54／74HCT×××系列和54／74HCU×××四大类。
CMOS集成电路由于输入电阻很高，因此极易接受静电电荷。
为了防止产生静电击穿，生产CMOS在输入端都要加上标准保护电路，但这并不能保证绝对安全，因此使用CMOS集成电路时，必须采取以下预防措施。
存放CMOS集成电路时要屏蔽，一般放在金属容器中，也可以用金属箔将引脚短路。
CMOS集成电路可以在很宽的电源电压范围内提供正常的逻辑功能，但电源的上限电压（即使是瞬态电压）不得超过电路允许极限值、…电源的下限电压（即使是瞬态电压）不得低于系统工作所必需的电源电压最低值Vmin，更不得低于VSS。
焊接CMOS集成电路时，一般用20Ｗ内热式电烙铁，而且烙铁要有良好的接地线。
也可以利用电烙铁断电后的余热快速焊接。
禁止在电路通电的情况下焊接。
为了防止输入端保护二极管因正向偏置而引起损坏，输入电压必须处在VDD 和VSS之间，即VSS ＜ｕ1＜VDD。
调试CMOS电路时，如果信号电源和电路板用两组电源，则刚开机时应先接通电路板电源，后开信号源电源。
关机时则应先关信号源电源，后断电路板电源。
即在CMOS本身还没有接通电源的情况下，不允许有输入信号输入。
多余输入端绝对不能悬空。
否则不但容易受外界噪声干扰，而且输入电位不定，破坏了正常的逻辑关系，也消耗不少的功率。
因此，应根据电路的逻辑功能需要分别情况加以处理。
例如：与门和与非门的多余输入端应接到VDD或高电平；或门和或非门的多余输入端应接到VSS或低电平；如果电路的工作速度不高，不需要特别考虑功耗时，也可以将多余的输入端和使用端并联。
（以上所说的多余输入端，包括没有被使用但已接通电源的CMOS电路所有输入端。
例如，一片集成电路上有4个与门，电路中只用其中一个，其它三个门的所有输入端必须按多余输入端处理。
）输入端连接长线时，由于分布电容和分布电感的影响，容易构成LC振荡，可能使输入保护二极管损坏，因此必须在输入端串接一个10~20kΩ的保护电阻R。
CMOS电路装在印刷电路板上时，印刷电路板上总有输入端，当电路从机器中拔出时，输入端必然出现悬空，所以应在各输入端上接入限流保护电阻，如图T309所示。
如果要在印刷电路板上安装CMOS 集成电路，则必须在与它有关的其它元件安装之后再装CMOS电路，避免CMOS器件输入端悬空。
插拔电路板电源插头时，应该注意先切断电源，防止在插拔过程中烧坏CMOS的输入端保护二极管。
2.按制作工艺分类按制作工艺分类主要有膜集成电路和混合集成电路两大类别。
其中，膜集成电路又分为厚膜集成电路（1～10tm）和薄膜集成电路（小于1 gm）。
膜集成电路和混合集成电路一般用于专用集成电路，通常称为模块，简称集成电路（IC）。
3.按集成度分类集成度是指一个硅片上含有元器件的数目，按集成度分类如下：SSIC 小规模集成电路(Small Scale Integrated circuits)MSIC 中规模集成电路(Medium Scale Integrated circuits)时间：2014春季学期班级：1208101 学号：1120810102 姓名：王云LSIC 大规模集成电路(Large Scale Integrated circuits)VLSIC 超大规模集成电路(Very Large Scale Integrated circuits)ULSIC特大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuits)GSIC 巨大规模集成电路也被称作极大规模集成电路或超特大规模集成电路(Giga Scale Integration)。
表1 集成类型及其集成度4.按器件类型分类按器件类型不同，主要分为双极型集成电路、单极型（MOS）集成电路或BiMOS型集成电路3大类。
其中，MOS集成电路又分为P沟道、N沟道、互补对称型绝缘栅场效应管集成电路；BiMOS集成电路又分为双极与PM0S相结合、双极与NM0S相结合、双极与CM0S相结合的集成电路。
5.按封装的材料和引脚形式分类分为塑料封装、金属封装和陶瓷封装三类;按集成电路管脚的引脚形式,分为直插式和扁平式两类。
(1) 塑料封装形式。
塑料封装是目前最常见的一种封装形式。
其特点是生产工艺简单、生产成本低廉,它的封装形式有扁平型和直插型两类。
(2) 金属封装形式。
金属封装常用于制作高精度和大功率集成电路。
其特点是散热性好,可靠性高, 但其生产成本较高，其封装形式有T型和F型两种。
(3) 陶瓷封装形式。
陶瓷封装形式多用TTL、CMOS等。
集成电路的封装外形有扁平形和双列直插形等。
集成电路的不同封装形式如图2所示。
图2 集成电路的封装形式集成电路的管脚识别使用集成电路前,必须认真查对识别集成电路的引脚,确认电源、地、输入、输出、控制等端的引脚时间：2014春季学期班级：1208101 学号：1120810102 姓名：王云号。