2.6　集成電路

集成電路（IC）是相對分立元器件而言的。將一些分立元器件、連接導線通過一定的工藝集中制作在陶瓷、玻璃或半導體基片上，再將整個電路封裝起來，成為一個能夠完成某一特定電路功能的整體，這就是集成電路。集成電路在體積、質量、耗電、壽命、可靠性及電性能指標方面，遠遠優于半導體分立元器件組成的電路，因而在電子電氣設備中得到了廣泛應用。

2.6.1　集成電路的基本類別

集成電路根據不同的功能用途可分為模擬和數字兩大類，而具體功能更是數不勝數，其應用遍及人類生活的方方面面。

集成電路根據內部的集成度可分為大規模、中規模、小規模3類。其封裝又有許多形式，“雙列直插”和“單列直插”的最為常見。消費類電子產品中用軟封裝的IC，精密產品中用貼片封裝的IC等。

集成電路根據通用或專用的程度可分類為通用型、半專用、專用等。集成電路根據應用環境條件可分為軍用級、工業級和商業（民用）級。對于相同功能的集成電路，工業級芯片的單價是商業級芯片的2倍以上，而軍用級芯片的單價可能達到4～10倍。

2.6.2　集成電路的外形及引腳識別

1.集成電路的外形

（1）單列直插集成電路（SIP封裝）的外形及引腳如圖2-51所示。所謂單列是指集成電路的引腳只有一列。

（2）雙列集成電路（DIP封裝）的外形如圖2-52（a）所示。它的引腳分成兩列對稱排列，雙列集成電路產品最為常見。

（3）雙列和四列扁平封裝（QFP封裝）的外形如圖2-52（b）所示。四列扁平封裝引腳分成4列對稱排列，每一引腳數目相等。集成度高的集成電路，貼片式集成電路和數字集成電路常采用這種引腳排列方式。

（4）金屬外殼封裝（TO封裝）的外形如圖2-52（c）所示，它的引腳分布呈圓形，目前這種集成電路已很少使用。

（5）柵格陣列引腳（球形腳BGA、針形引腳PGA封裝）的集成電路如圖2-52（d）所示，它是一個多層的芯片載體，它的引腳在集成電路的底部，引線是以陣列的形式排列的，所以引腳的數目遠遠超過引腳分布在集成電路外圍的封裝。

2.集成電路的引腳

集成電路是多引腳器件，引腳分布規律和引腳計數起始標志有多種形式。下面根據不同的封裝形式，介紹幾種常用的集成電路引腳的分布規律，如表2-15所示。

續表

2.6.3　集成電路的型號命名方法

國產半導體集成電路型號一般由五部分組成，各組成部分符號及含義如表2-16所示。

續表

例如，CC4013CP—CMOS雙觸發器：

又如，CF3140CP—低功耗運算放大器：

進口集成電路的型號命名一般是用前幾位字母表示制造廠商，用數字表示器件的系列和品種代號。常見外國公司生產的集成電路的字頭符號如表2-17所示。

2.6.4　使用集成電路的注意事項

1.正確使用集成電路

（1）在使用集成電路時，其負荷不允許超過極限值；當電源電壓變化不超過額定值±10％的范圍時，集成電路的電氣參數應符合規定標準；在接通或斷開電源的瞬間，不得有高電壓產生，否則將會擊穿集成電路。

（2）輸入信號的電平不得超出集成電路電源電壓的范圍（即輸入信號的上限不得高于電源電壓的上限，輸入信號的下限不得低于電源電壓的下限；對于單個正電源供電的集成電路，輸入電平不得為負值）。必要時，應在集成電路的輸入端增加輸入信號電平轉換電路。

（3）一般情況下，數字集成電路的多余輸入端不允許懸空，否則容易造成邏輯錯誤。與門、與非門的多余輸入端應該接電源正端，或門、或非門的多余輸入端應該接地（或電源負端）。為避免多余端，也可以把幾個輸入端并聯起來，不過這樣會增大前級電路的驅動電流，影響前級的負載能力。

（4）數字集成電路的負載能力一般用扇出系數No表示，但它所指的情況是用同類門電路作為負載。當負載是繼電器或發光二極管等需要大電流的元器件時，應該在集成電路的輸出端增加驅動電路。

（5）使用模擬集成電路前，要仔細查閱它的技術說明書和典型應用電路，特別注意外圍元器件的配置，保證工作電路符合規范。對線性放大集成電路，要注意調整零點漂移、防止信號堵塞、消除自激振蕩。

（6）商業級集成電路的使用溫度一般在0～70℃之間。在系統布局時，應使集成電路盡量遠離熱源。

（7）在手工焊接電子產品時，一般應該最后裝配焊接集成電路；不要使用大于45W的電烙鐵，每次每個引腳的焊接時間不得超過1s。

（8）對于MOS集成電路，要特別防止柵極靜電感應擊穿。一切測試儀器（特別是信號發生器和交流測量儀器）、電烙鐵以及線路本身，均須良好接地。當MOS電路的d、s極間加載電壓時，若g輸入端懸空，很容易因靜電感應造成擊穿，損壞集成電路。對于使用機械開關轉換輸入狀態的電路，為避免輸入端在撥動開關的瞬間懸空，應該在輸入端接一個幾十千歐的電阻器到電源正極（或負極）。此外，在存儲MOS集成電路時，必須將其收藏在防靜電盒內或用金屬箔包裝起來，防止外界電場將柵極擊穿。

在儲存集成電路時，必須注意不要使集成電路的引腳受力變形。

2.安裝集成電路時應注意的問題

（1）安裝集成電路時要注意方向。在安裝集成電路時，要注意方向不要搞錯，否則，通電時更換的集成電路很可能被燒毀。

（2）有些空引腳不應擅自接地。遇到空引腳時，不應擅自接地，因為內部等效電路和應用電路中有的引腳沒有標明，這些引腳為更替或備用引腳，有時也作為內部連接使用。數字電路所有不用引腳的輸入端，不得懸空，否則電路的工作狀態將不確定，并且會增加電路的功耗。

（3）安裝功率集成電路時的注意事項：

①在未裝散熱片前，不能隨意通電。

②散熱片安裝好后，需要接地的散熱片應用引線焊到印制電路板的接地端上。

（4）要注意供電電源的穩定性。

（5）不應帶電插拔集成電路，應盡量避免插拔集成電路或接插件。如果必須插拔，在插拔前一定要切斷電源，并注意在電源濾波電容器放電后進行。

（6）防止感應電動勢擊穿代換的集成電路。電路中若帶有繼電器等感性負載，代換集成電路相關引腳時要接入保護二極管以防止過電壓擊穿。焊接時電烙鐵外殼需接地，或使用防靜電電烙鐵，防止因漏電而損壞集成電路。也可先拔下電烙鐵電源插頭，利用其余熱進行焊接。嚴禁在電路通電時進行焊接。