项目5半导体电子元件

1、项目项目5 5 半导体电子元件的认识与应用半导体电子元件的认识与应用【知识目标知识目标】1.学习二极管、三极管和集成电路的种类、作用与标学习二极管、三极管和集成电路的种类、作用与标识方法。识方法。2.了解二极管、三极管和集成电路的主要参数。了解二极管、三极管和集成电路的主要参数。3.了解不同类型集成电路的作用。了解不同类型集成电路的作用。【技能目标技能目标】1. 能用目视法判断识别常见二极管、三极管和集成电能用目视法判断识别常见二极管、三极管和集成电路的种类，能正确叫出各种器件的名称。路的种类，能正确叫出各种器件的名称。2.会用万用表对各种二极管、三极管进行正确测量，会用万用表对各种二极管、三

2、极管进行正确测量，并对其质量做出评价。并对其质量做出评价。5.1.1本征半导体本征半导体 纯净的半导体被称为本征半导体。纯净的半导体被称为本征半导体。 目前用于制造半导体器件的材料主要有目前用于制造半导体器件的材料主要有硅（硅（Si）、锗）、锗(Ge)、砷化镓、砷化镓(GaAs)、碳、碳化硅化硅(SiC)和磷化铟和磷化铟(InP)等，其中以硅和等，其中以硅和锗最为常用。锗最为常用。 硅和锗都是四价元素。硅和锗都是四价元素。1本征半导体中的两种载流子本征半导体中的两种载流子电子和空穴电子和空穴 在室温下，本征半导体中的少数价电子因在室温下，本征半导体中的少数价电子因受热而获得能量，摆脱原子核的束

3、缚，从共价受热而获得能量，摆脱原子核的束缚，从共价键中挣脱出来，成为自由电子。与此同时，失键中挣脱出来，成为自由电子。与此同时，失去价电子的硅或锗原子在该共价键上留下了一去价电子的硅或锗原子在该共价键上留下了一个空位，这个空位称为空穴。电子与空穴是成个空位，这个空位称为空穴。电子与空穴是成对出现的，所以称为电子对出现的，所以称为电子-空穴对。空穴对。 自由电子带负电荷，空穴带正电荷，它们都对自由电子带负电荷，空穴带正电荷，它们都对形成电流做出贡献，因此称自由电子为电子载形成电流做出贡献，因此称自由电子为电子载流子，称空穴为空穴载流子。本征半导体在外流子，称空穴为空穴载流子。本征半导体在外电场的

4、作用下，其电流为电子流与空穴流之和。电场的作用下，其电流为电子流与空穴流之和。2本征半导体的热敏特性和光敏特性本征半导体的热敏特性和光敏特性 实验发现，本征半导体受热或光照后其实验发现，本征半导体受热或光照后其导电能力大大增强。导电能力大大增强。 这就是本征半导体的热敏特性和光敏特这就是本征半导体的热敏特性和光敏特性。利用这种特性就可以做成各种热敏性。利用这种特性就可以做成各种热敏元件和光敏元件，在自动控制系统中有元件和光敏元件，在自动控制系统中有广泛的应用。广泛的应用。3本征半导体的掺杂特性本征半导体的掺杂特性 实验发现，在本征半导体中掺入微量的其实验发现，在本征半导体中掺入微量的其他元素，

5、会使其导电能力大大加强。例如，在他元素，会使其导电能力大大加强。例如，在硅本征半导体中掺入百万分之一的其它元素，硅本征半导体中掺入百万分之一的其它元素，它的导电能力就会增加一百万倍。这就是半导它的导电能力就会增加一百万倍。这就是半导体的掺杂特性。体的掺杂特性。 掺入的微量元素称为杂质，掺入杂质后的掺入的微量元素称为杂质，掺入杂质后的本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体有本征半导体称为杂质半导体。杂质半导体有P型半导体和型半导体和N型半导体两大类。型半导体两大类。(1) P型半导体型半导体 在本征半导体中掺入三价元素，如硼（在本征半导体中掺入三价元素，如硼（B）、）、铟（铟（I）等，在半导体内就

6、产生了大量空穴，）等，在半导体内就产生了大量空穴，这种半导体叫做这种半导体叫做P型半导体。型半导体。 在在P型半导体中，空穴是多数载流子，简称型半导体中，空穴是多数载流子，简称“多子多子”，电子是少数载流子，简称，电子是少数载流子，简称“少子少子”。但整个但整个P型半导体是呈现电中性的。型半导体是呈现电中性的。P型半导体型半导体是以空穴导电为主的半导体，所以它又称为空是以空穴导电为主的半导体，所以它又称为空穴型半导体。穴型半导体。(2) N 型半导体型半导体 在本征半导体中掺入微量五价元素，如磷在本征半导体中掺入微量五价元素，如磷（P），砷（），砷（As）等，在半导体内会产生许多）等，在半导体

7、内会产生许多自由电子，这种半导体叫做型半导体。自由电子，这种半导体叫做型半导体。 在在 N 型半导体中，电子载流子数远大于空穴数，型半导体中，电子载流子数远大于空穴数，所以电子是所以电子是 N 型半导体中的多子，空穴是型半导体中的多子，空穴是N型型半导体中的少子。但整个半导体中的少子。但整个N型半导体是呈现电型半导体是呈现电中性的。中性的。N型半导体是以电子导电为主的半导型半导体是以电子导电为主的半导体，所以它又称为电子型半导体。体，所以它又称为电子型半导体。 半导体中多子的浓度取决于掺入杂质的多少，半导体中多子的浓度取决于掺入杂质的多少，少子的浓度与温度有密切的关系。少子的浓度与温度有密切的

8、关系。5.1.2 PN结结 单纯的一块单纯的一块P型半导体或型半导体或N型半导体，只型半导体，只能作为一个电阻元件来使用。但是如果能作为一个电阻元件来使用。但是如果把把P型半导体和型半导体和N型半导体通过一定的制型半导体通过一定的制作工艺结合起来就形成了作工艺结合起来就形成了PN结。结。 PN结是构成半导体二极管、半导体三极结是构成半导体二极管、半导体三极管、晶闸管管、晶闸管 、集成电路等众多半导体器、集成电路等众多半导体器件的基础。件的基础。1 PN 结的形成结的形成 在一块完整的本征硅（或锗）片上，在一块完整的本征硅（或锗）片上，用不同的掺杂工艺使其一边形成用不同的掺杂工艺使其一边形成 N

9、 型半型半导体，另一边形成导体，另一边形成 P 型半导体，在这两型半导体，在这两种杂质半导体的交界面附近就会形成一种杂质半导体的交界面附近就会形成一个具有特殊性质的薄层，这个特殊的薄个具有特殊性质的薄层，这个特殊的薄层就是层就是PN 结。结。 2.PN结的单向导电特性结的单向导电特性 实验电路实验电路 结论：结论： PN结加正向电压时导通，结加正向电压时导通，PN结加反向电压结加反向电压时截止，所以时截止，所以PN结具有单向导电性。结具有单向导电性。5.1.3二极管的结构和符号二极管的结构和符号 1.半导体二极管的图形符号和特点半导体二极管的图形符号和特点 符号符号特点：特点：单向导电性单向导

10、电性 ，加正向电压导，加正向电压导通（阳极接高电位，阴极接通（阳极接高电位，阴极接低电位），加反向电压截止低电位），加反向电压截止（阴极接高电位，阳极接低（阴极接高电位，阳极接低电位）电位） 。二极管的文字符号在国际标准中用二极管的文字符号在国际标准中用VD表示。表示。 各种形状的二极管5.1.4二极管的伏安特性二极管的伏安特性硅和锗二极管的伏安特性曲线硅和锗二极管的伏安特性曲线 总结：总结： 二极管的伏安特性是非线性的，二极管的伏安特性是非线性的，所以二极管是一种非线性元件。所以二极管是一种非线性元件。 在外加电压取不同值时，就可以在外加电压取不同值时，就可以使二极管工作在不同的区域，从而充

11、使二极管工作在不同的区域，从而充分发挥二极管的作用。分发挥二极管的作用。 5.1.5 二极管的主要参数二极管的主要参数 在实际应用中，常用二极管的参数来定在实际应用中，常用二极管的参数来定量描述二极管在某一方面的性能。量描述二极管在某一方面的性能。 二极管的主要参数有：二极管的主要参数有： 1 最大整流电流最大整流电流 IF 最大整流电流最大整流电流IF是指二极管长期工作时是指二极管长期工作时允许通过的最大正向直流电流。允许通过的最大正向直流电流。 2 最大反向工作电压最大反向工作电压URM 最大反向工作电压最大反向工作电压URM是指二极管在工作是指二极管在工作时所能承受的最大反向电压值。时所

12、能承受的最大反向电压值。5.1.6 二极管的实际应用二极管的实际应用 1.整流整流 整流就是将交流电变成脉动直流电。利整流就是将交流电变成脉动直流电。利用二极管的单向导电性可组成单相和三相整用二极管的单向导电性可组成单相和三相整流电路，再经过滤波和稳压，就可以得到平流电路，再经过滤波和稳压，就可以得到平稳的直流电。稳的直流电。 2. 检波检波 在收音机和电视机中，需要将音频信号在收音机和电视机中，需要将音频信号和视频信号从载波中分离出来，这个任务就和视频信号从载波中分离出来，这个任务就叫做检波，承担检波任务的主要元件就是二叫做检波，承担检波任务的主要元件就是二极管。极管。 3. 限幅限幅 利用

13、二极管导通后压降很小且基本不变的特性，利用二极管导通后压降很小且基本不变的特性，可以构成限幅电路，使输出电压幅度限制在某可以构成限幅电路，使输出电压幅度限制在某一电压值内，以保证放大器不因为信号过强而一电压值内，以保证放大器不因为信号过强而造成阻塞。造成阻塞。 4.电子开关电子开关 利用二极管的导通状态和截止状态，将其串联利用二极管的导通状态和截止状态，将其串联在电路中，就构成了一个电子开关，并且这个在电路中，就构成了一个电子开关，并且这个电子开关没有机械动作，没有磨损和接触不良电子开关没有机械动作，没有磨损和接触不良现象，更为重要的是，其开关频率可以很高，现象，更为重要的是，其开关频率可以很

14、高，可达到每秒几百万次，这是机械开关根本办不可达到每秒几百万次，这是机械开关根本办不到的。开关二极管在数字电子技术中有广泛的到的。开关二极管在数字电子技术中有广泛的应用。应用。 5.1.7 特殊二极管特殊二极管 1.硅稳压二极管硅稳压二极管 硅稳压二极管（简称稳压管）工作在反向硅稳压二极管（简称稳压管）工作在反向击穿区，其电流变化很大而电压基本不变，利击穿区，其电流变化很大而电压基本不变，利用这一特性可实现直流电压的稳定。用这一特性可实现直流电压的稳定。稳压二极管的伏安特性和符号稳压二极管的伏安特性和符号 在实际中使用稳压二极管要满足两个条件：在实际中使用稳压二极管要满足两个条件： 1 1、反

15、向运用，保证管子工作在反向击穿状态；、反向运用，保证管子工作在反向击穿状态； 2 2、要有限流电阻配合使用，保证流过管子的、要有限流电阻配合使用，保证流过管子的电流在允许范围内。电流在允许范围内。稳压管常用的稳压电路稳压管常用的稳压电路返回返回本章本章目录目录2. 发光二极管（发光二极管（LED） 发光二极管是一种光发射器件，能把电能发光二极管是一种光发射器件，能把电能直接转化成光能。它是由镓（直接转化成光能。它是由镓（Ga）、砷）、砷（AS）、磷（）、磷（P）等元素的化合物制成。）等元素的化合物制成。 由这些材料构成的由这些材料构成的PN结在加上正向电压结在加上正向电压时，就会发出光来，光的

16、颜色主要取决于制造时，就会发出光来，光的颜色主要取决于制造所用的材料。如砷化镓发出红色光、磷化镓发所用的材料。如砷化镓发出红色光、磷化镓发出绿色光等。出绿色光等。 目前市场上发光二极管的颜色有红、橙、目前市场上发光二极管的颜色有红、橙、黄、绿、蓝五种，其外型有圆型、长方型等数黄、绿、蓝五种，其外型有圆型、长方型等数种。种。各种发光二极管的外形和符号各种发光二极管的外形和符号3. 光电二极管光电二极管 光电二极管又称光敏二极管，是一种光接收器光电二极管又称光敏二极管，是一种光接收器件，其件，其PN结工作在反偏状态。结工作在反偏状态。光电二极管的符号和结构光电二极管的符号和结构 4. 激光二极管激

17、光二极管 激光（是英文激光（是英文Laser的意译）是由人造的激光器产生的，的意译）是由人造的激光器产生的，在自然界中尚未有发现。在自然界中尚未有发现。 激光器分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。激光器分为固体激光器、气体激光器和半导体激光器。 半导体激光器是所有激光器中效率最高、体积最小的半导体激光器是所有激光器中效率最高、体积最小的一种，现在已投入使用的半导体激光器是砷化镓激光一种，现在已投入使用的半导体激光器是砷化镓激光器，即激光二极管。器，即激光二极管。 激光二极管的应用非常广泛，计算机中的光驱、远程激光二极管的应用非常广泛，计算机中的光驱、远程照射、激光唱机（即照射、激光唱机（

18、即CD唱机）和激光影碟机（有唱机）和激光影碟机（有LD、VCD和和DVD影碟机）中都少不了它。影碟机）中都少不了它。 激光二极管工作时，接正向电压，当激光二极管工作时，接正向电压，当PN结中通过一定结中通过一定的正向电流时，的正向电流时，PN结发射出激光。结发射出激光。【知识拓展知识拓展】有机发光二极管有机发光二极管 一般的发光二极管由无机半导体材料如镓、砷、磷等一般的发光二极管由无机半导体材料如镓、砷、磷等制成，工艺复杂，成本较高。另外，普通无机发光二制成，工艺复杂，成本较高。另外，普通无机发光二极管为点光源，较难应用于大面积并需要高分辨率的极管为点光源，较难应用于大面积并需要高分辨率的组件

19、，并且不可能做得很薄。组件，并且不可能做得很薄。中科院长春应用化学研究所马东阁研究员领导的中科院长春应用化学研究所马东阁研究员领导的研究小组，在研究小组，在2009年年4月，利用类似于塑料的碳基有机月，利用类似于塑料的碳基有机材料制成了有机发光二极管，其加工比较简单，成本材料制成了有机发光二极管，其加工比较简单，成本较低，而且这种有机发光二极管是一种光源面积较大较低，而且这种有机发光二极管是一种光源面积较大的面光源。的面光源。实验结果表明，这种有机发光二极管只需要单发实验结果表明，这种有机发光二极管只需要单发光层就能实现高效率，而不需要多个复杂的发光层，光层就能实现高效率，而不需要多个复杂的发

20、光层，把单元有机发光二极管串联起来，就可以实现更高的把单元有机发光二极管串联起来，就可以实现更高的工作效率。这种有机发光二极管在成本、发光模式等工作效率。这种有机发光二极管在成本、发光模式等方面优势明显，在照明、显示器背光源等领域拥有良方面优势明显，在照明、显示器背光源等领域拥有良好的应用前景。好的应用前景。任务任务5. 2 单相整流滤波电路单相整流滤波电路5.2.1二极管桥式整流电路二极管桥式整流电路波波 形形 单相桥式整流波形图单相桥式整流波形图负载两端的直流电压：负载两端的直流电压： UO=0.9 U2 负载中的电流：负载中的电流：IO=0.9 U2/RL 5.2.2 滤波电路滤波电路单

21、相桥式整流电容滤波电路单相桥式整流电容滤波电路 电容滤波电路的电压波形图电容滤波电路的电压波形图负载两端的直流电压：负载两端的直流电压： UO=1.2 U2 负载中的电流：负载中的电流：IO=1.2 U2/RL 单相桥式整流电容滤波电路的数值计算单相桥式整流电容滤波电路的数值计算补充：半波整流电容滤波电路补充：半波整流电容滤波电路的数值计算的数值计算负载两端的直流电压：负载两端的直流电压： UO=U2 负载中的电流：负载中的电流：IO=U2/RL 返回返回本章本章目录目录任务任务5.3 半导体三极管的认识与应用半导体三极管的认识与应用5.3.1 三极管的结构和类型三极管的结构和类型 N NN型

22、三极管的结构和符号型三极管的结构和符号 PNP型三极管的结构和符号型三极管的结构和符号 电流方向和各极极性：电流方向和各极极性： NPN PNP 5.3.2 三极管的识别与测量三极管的识别与测量 用万用表的用万用表的hFE档位可以直接测出三极档位可以直接测出三极管的管型、管脚极性和三极管的电流放管的管型、管脚极性和三极管的电流放大倍数。大倍数。5.3.3三极管的电流放大作用三极管的电流放大作用 1.三极管具有放大作用的条件三极管具有放大作用的条件 三极管在电路中的主要作用是进行信号的放大。三极管在电路中的主要作用是进行信号的放大。 要使三极管具有放大作用，必须给三极管加上要使三极管具有放大作用

23、，必须给三极管加上合适的工作电压，即：发射结加上正偏电压，合适的工作电压，即：发射结加上正偏电压，集电结加上反偏电压。集电结加上反偏电压。 即：三极管发射结的即：三极管发射结的P区接高电位，区接高电位，N区接低区接低电位；三极管集电结的电位；三极管集电结的P区接电源负极，区接电源负极，N区区接电源正极。接电源正极。 2.三极管各个极间电流关系三极管各个极间电流关系 （1）电流分配关系：）电流分配关系： BCEIII（2）电流比例关系：）电流比例关系： BCII（3）电流控制关系）电流控制关系 BCII三极管是电流控制型器件三极管是电流控制型器件 的大小体现了三极管的电流放大能力，的大小体现了三

24、极管的电流放大能力，即如果在基极上有一个小的变化的电流信即如果在基极上有一个小的变化的电流信号，则在集电极上就可以得到一个大的且号，则在集电极上就可以得到一个大的且与基极信号成比例的电流信号，所以三极与基极信号成比例的电流信号，所以三极管被称作电流控制型器件。管被称作电流控制型器件。5.3.4三极管的伏安特性和主要参数三极管的伏安特性和主要参数 返回返回本章本章目录目录1.三极管的输出伏安特性三极管的输出伏安特性【重要结论重要结论】 1.三极管不仅具有电流放大作用，而且还三极管不仅具有电流放大作用，而且还具有开关特性。具有开关特性。 2.当三极管作为放大器件使用时，应该工当三极管作为放大器件使

25、用时，应该工作在放大区。作在放大区。 3.当三极管作为开关器件使用时，应该工当三极管作为开关器件使用时，应该工作在截止区和饱和区。作在截止区和饱和区。 4.改变加在三极管的各个极间的电压，就改变加在三极管的各个极间的电压，就可以控制三极管的工作状态。可以控制三极管的工作状态。 2.三极管的主要参数三极管的主要参数 （1）电流放大系数）电流放大系数 和和（2）三极管极间反向电流：反向饱和电）三极管极间反向电流：反向饱和电 流流ICBO和穿透电流和穿透电流ICEO （3）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流 CMI（4）集电极和发射极反向击穿电压）集电极和发射极反向击穿电压 CEOBRU)(（5

26、）集电极最大允许功耗）集电极最大允许功耗CMP 5.3.6 三极管在电路中的应用三极管在电路中的应用 1.三极管的放大应用三极管的放大应用2.三极管的开关应用三极管的开关应用 3.特殊三极管及其应用特殊三极管及其应用（1）光敏三极管）光敏三极管 （2）光耦合器）光耦合器 光耦合器亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器是把发光二极管和光敏三极管光耦合器是把发光二极管和光敏三极管组装在一起而成的光组装在一起而成的光电转换器件，其电转换器件，其主要原理是以光为媒介，实现了电主要原理是以光为媒介，实现了电光光电的传递与转换。电的传递与转换。各种光耦的等效电路符号各种光耦的

27、等效电路符号任务任务5.4 场效应管的识别与检测场效应管的识别与检测场效应管的特点和类型场效应管的特点和类型 场效应管是一种电压控制型器件，它利用改场效应管是一种电压控制型器件，它利用改变电场的强弱来控制半导体材料的导电能力。场变电场的强弱来控制半导体材料的导电能力。场效应管的输入电阻极高，几乎不吸取信号源电流。效应管的输入电阻极高，几乎不吸取信号源电流。 场效应管具有热稳定性好、噪声低、抗辐射场效应管具有热稳定性好、噪声低、抗辐射能力强、制造工艺简单、便于集成等优点，因此能力强、制造工艺简单、便于集成等优点，因此在电子电路中得到了广泛的应用。在电子电路中得到了广泛的应用。 根据结构的不同，场

28、效应管分为结型和绝缘根据结构的不同，场效应管分为结型和绝缘栅型两类，其中绝缘栅型应用更广泛。栅型两类，其中绝缘栅型应用更广泛。5.4.1.绝缘栅型场效应管绝缘栅型场效应管 绝缘栅型场效应管简称为绝缘栅型场效应管简称为MOS管。管。 MOS管又分管又分N沟道和沟道和P沟道两种，每一种沟道两种，每一种又分为增强型和耗尽型两种类型。又分为增强型和耗尽型两种类型。二、二、各种场效应管的符号和特性曲线各种场效应管的符号和特性曲线1.N沟道结型沟道结型转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性2.p沟道结型沟道结型转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性3.增强型增强型NMOS转移特

29、性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性4.增强型增强型PMOS转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性5.耗尽型耗尽型NMOS转移特性转移特性输出特性输出特性符号和极性符号和极性6.耗尽型耗尽型PMOS符号和极性符号和极性转移特性转移特性输出特性输出特性返回返回本章本章目录目录5.4.2结型场效应管结型场效应管 1. 结型场效应管的结构、符号和工作原理结型场效应管的结构、符号和工作原理 结型场效应管也分成结型场效应管也分成N沟道和沟道和P沟道两种沟道两种类型。类型。 场效应管输入电压对输出电流的控制作用场效应管输入电压对输出电流的控制作用 结型场效应管的控制作用结型场效应管

30、的控制作用 改变栅源电压改变栅源电压UGS的大小，就能改的大小，就能改变导电沟道的宽窄，也就能改变沟道电变导电沟道的宽窄，也就能改变沟道电阻的大小。阻的大小。 如果在漏极和源极之间接入一个合适如果在漏极和源极之间接入一个合适的正电压的正电压UDS，则漏极电流，则漏极电流ID的大小将的大小将随栅源电压随栅源电压UGS的变化而变化，这就实的变化而变化，这就实现了控制作用。现了控制作用。 3. 场效应管与三极管的比较场效应管与三极管的比较 （1）场效应管是电压控制型元件，三极管是）场效应管是电压控制型元件，三极管是 电流控制型元件。电流控制型元件。 （2）场效应管的输入电阻很高，三极管的输）场效应管

31、的输入电阻很高，三极管的输入电阻比较小，分别适合于不同的信号源。入电阻比较小，分别适合于不同的信号源。 （3）场效应管的温度稳定性好，三极管的温）场效应管的温度稳定性好，三极管的温度稳定性差。度稳定性差。 （4）场效应管的制造工艺简单，便于集成化，）场效应管的制造工艺简单，便于集成化，适合制造大规模集成电路。而三极管受制造工适合制造大规模集成电路。而三极管受制造工艺和热损耗大的影响，在集成度方面受到限制。艺和热损耗大的影响，在集成度方面受到限制。任务任务5.5 认识常用的集成电路认识常用的集成电路 集成电路是近五十年来发展起来的集成电路是近五十年来发展起来的高科技产品，其发展速度异常迅猛，从高

32、科技产品，其发展速度异常迅猛，从小规模集成电路（含有几十个晶体管）小规模集成电路（含有几十个晶体管）发展到今天的超大规模集成电路（含有发展到今天的超大规模集成电路（含有几千万个晶体管或近千万个门电路）。几千万个晶体管或近千万个门电路）。 集成电路的体积小，耗电低，稳定性好，集成电路的体积小，耗电低，稳定性好，从某种意义上讲，集成电路是衡量一个从某种意义上讲，集成电路是衡量一个电子产品是否先进的主要标志。电子产品是否先进的主要标志。5.5.1集成电路的类型和封装集成电路的类型和封装 集成电路按功能可分为数字集成电路和模拟集成电路集成电路按功能可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类；两大类； 按其

33、制作工艺可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、按其制作工艺可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路等；厚膜集成电路和混合集成电路等； 按其集成度可分为小规模集成电路按其集成度可分为小规模集成电路(SSI)、中规模集成、中规模集成电路电路(MSI)、大规模集成电路、大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电和超大规模集成电路路(VLSI)，它表示了在一个硅基片上所制造的元器件，它表示了在一个硅基片上所制造的元器件的数目。的数目。 集成电路的封装形式有晶体管式封装、扁平封装和直集成电路的封装形式有晶体管式封装、扁平封装和直插式封装。插式封装。 集成电路的管脚排列次序有一定的规律，

34、一般是从外集成电路的管脚排列次序有一定的规律，一般是从外壳顶部向下看，从左下脚按逆时针方向读数，其中第壳顶部向下看，从左下脚按逆时针方向读数，其中第一脚附近一般有参考标志，如凹槽、色点等。一脚附近一般有参考标志，如凹槽、色点等。常见集成电路的封装形式常见集成电路的封装形式5.5.2 常用模拟集成电路常用模拟集成电路 1.模拟集成电路的类型模拟集成电路的类型 模拟集成电路按用途可分为运算放大器、直流模拟集成电路按用途可分为运算放大器、直流稳压器、功率放大器和电压比较器等。稳压器、功率放大器和电压比较器等。 模拟集成电路与数字集成电路的差别不但模拟集成电路与数字集成电路的差别不但在信号的处理方式上

35、，而且在电源电压上的差在信号的处理方式上，而且在电源电压上的差别更大。模拟集成电路的电源电压根据型号的别更大。模拟集成电路的电源电压根据型号的不同可以不相同而且数值较高，视具体用途而不同可以不相同而且数值较高，视具体用途而定。定。2.集成运算放大器集成运算放大器 自从自从1964年美国仙童公司制造出第一个年美国仙童公司制造出第一个单片集成运放单片集成运放A702以来，集成运放得到以来，集成运放得到了广泛的应用，目前它已成为线性集成了广泛的应用，目前它已成为线性集成电路中品种和数量最多的一类。电路中品种和数量最多的一类。3.集成直流稳压器集成直流稳压器 （1）三端式固定输出集成稳压器）三端式固定

36、输出集成稳压器 常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的正电压的W7800系列和输出为负电压的系列和输出为负电压的W7900系系列。列。 W7800系列三端稳压块的输出电压有系列三端稳压块的输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和和24V共七个档次。后两位共七个档次。后两位数字表示其输出电压的稳压值。数字表示其输出电压的稳压值。 W7900系列的稳压块其输出电压的档次值与系列的稳压块其输出电压的档次值与W7800系列相同，但其管脚排列与系列相同，但其管脚排列与W7800系列不系列不同，需要引起注意。同，需要引起注意。 三端稳压块的输出电流

37、按照型号的不同，有三端稳压块的输出电流按照型号的不同，有1.5A、0.5A和和0.1A三种。三种。W7800系列集成稳压器 （2）三端式可调输出集成稳压器 三端式可调输出集成稳压器有输出三端式可调输出集成稳压器有输出为正电压的为正电压的W117、W217、W317系列和系列和输出为负电压的输出为负电压的W137、W237、W337系系列。列。三端可调集成稳压器的输出电压可调范围三端可调集成稳压器的输出电压可调范围 三端可调输出式集成稳压器的输出电压三端可调输出式集成稳压器的输出电压连续可调范围在连续可调范围在1.25V到到47V，最大输出，最大输出电流可达电流可达1.5A，调整端，调整端(AD

38、J)的输出电流的输出电流为为50A，输出端与调整端之间的基准电，输出端与调整端之间的基准电压压UREF为为1.25V。（3）低压差三端集成稳压器）低压差三端集成稳压器 在输出电流为在输出电流为500 mA时，时，MC33269三端三端稳压集成电路的压差仅为稳压集成电路的压差仅为1V，它的内部有过热，它的内部有过热保护和输出短路保护。保护和输出短路保护。 近年来，半导体器件生产厂家又推出了输近年来，半导体器件生产厂家又推出了输入和输出端压差仅为入和输出端压差仅为500毫伏和毫伏和100毫伏的更低毫伏的更低压差三端稳压器，使在航空航天领域和其它尖压差三端稳压器，使在航空航天领域和其它尖端领域使用高

39、精度的稳压电源成为可能。端领域使用高精度的稳压电源成为可能。 低压差的三端稳压块极大的降低了稳压电低压差的三端稳压块极大的降低了稳压电路本身的功耗，使各种高档计算机的路本身的功耗，使各种高档计算机的CPU用上用上了更低的稳压源，了更低的稳压源，CPU的发热量大大减小，从的发热量大大减小，从而使计算机的速度大为增加。而使计算机的速度大为增加。5.5.3常用数字集成电路常用数字集成电路 数字集成电路按结构的不同可分为数字集成电路按结构的不同可分为双极型和单极型电路。双极型和单极型电路。 双极型电路有双极型电路有DTL、TTL、ECL、HTL等多种形式；等多种形式； 单极型电路有单极型电路有JFET

40、、NMOS、PMOS、CMOS等四种形式。等四种形式。1.TTL数字集成电路数字集成电路 在实际工程中，最常用的数字集成电路主在实际工程中，最常用的数字集成电路主要有要有TTL和和CMOS两大系列。两大系列。 TTL集成电路是用双极型晶体管作为基本集成电路是用双极型晶体管作为基本元件集成在一块硅片上制成的，其品种、产量元件集成在一块硅片上制成的，其品种、产量最多，应用也最广泛。最多，应用也最广泛。 国产的国产的TTL集成电路有集成电路有T1000T4000系列，系列，T1000系列与国标系列与国标CT54/74系列及国际系列及国际SN54/74通用系列相同。通用系列相同。54系列与系列与74系

41、列系列TTL集成电路的主要区别集成电路的主要区别 54系列与系列与74系列系列TTL集成电路的主要区集成电路的主要区别是在其工作环境的温度上。别是在其工作环境的温度上。 54系列的工作环境温度为：系列的工作环境温度为：-55+125； 74系列的工作环境温度为：系列的工作环境温度为：070。 2. CMOS集成电路集成电路 CMOS集成电路以单极型晶体管为基本元集成电路以单极型晶体管为基本元件制成，其发展迅速，主要是因为它具有功耗件制成，其发展迅速，主要是因为它具有功耗低、速度快、工作电源电压范围宽（如低、速度快、工作电源电压范围宽（如CC4000系列的工作电源电压为系列的工作电源电压为318

42、V）、抗）、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、温度干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、温度稳定性好及成本低等优点，尤其是它的制造工稳定性好及成本低等优点，尤其是它的制造工艺非常简单，为大批量生产提供了方便。艺非常简单，为大批量生产提供了方便。 CMOS集成电路的型号和逻辑功能没有直集成电路的型号和逻辑功能没有直接联系，但末两位数或三位数与接联系，但末两位数或三位数与TTL集成电路集成电路的末两位数或三位数相同者，其逻辑功能是一的末两位数或三位数相同者，其逻辑功能是一样的，只是电源和有些参数不同而已。样的，只是电源和有些参数不同而已。 5.5.4 集成电路的检测方法集成电路的检测方法 1.集

43、成电路的基本检测方法集成电路的基本检测方法 集成电路的检测分为在线检测和脱机检测。集成电路的检测分为在线检测和脱机检测。 在线检测是测量集成电路各脚的直流电压，在线检测是测量集成电路各脚的直流电压，与集成电路各脚直流电压的标准值相比较，以与集成电路各脚直流电压的标准值相比较，以此来判断集成电路质量的好坏。此来判断集成电路质量的好坏。 脱机检测是测量集成电路各脚间的直流电脱机检测是测量集成电路各脚间的直流电阻，并与集成电路各脚间直流电阻的标准值相阻，并与集成电路各脚间直流电阻的标准值相比较，从而判断集成电路的好坏。比较，从而判断集成电路的好坏。2. 在线检测的技巧在线检测的技巧 在线检查集成电路各引脚的直流电压时，在线检查集成电路各引脚的直流电压时，为防止表笔在集成电路各引脚间滑动造成短路，为防止表笔在集成电路各引脚间滑动造成短路，可将万用表的黑表笔与直流电压的可将万用表的黑表笔与直流电压的“地地”端固端固定连接，方法是在定连接，方法是在“地地”端焊接一段带有绝缘端焊接一段带有绝缘层的