项目13-集成电路的识别与检测

1、11）掌握集成电路的基本知识；2）掌握集成稳压器、集成运算放大器、集成数字电路的功能及特点；3）掌握集成稳压器、集成运算放大器、集成数字电路的检测方法；21）能识别基本集成电路；2）能合理选用各种集成电路；3）能对各种集成电路进行检测。31）耐心细致、吃苦耐劳、认真负责；2）诚实守信、实事求是； 3）不断进取、勤于思考； 4）团队合作精神。 准备一块计算机主板，对计算机主板电路中的集成电路进行识别与检测。1.集成电路的基础知识集成电路的基础知识2.集成稳压器认知集成稳压器认知知知识识讲讲解解3.集成运算放大器认知集成运算放大器认知4.数字集成电路认知数字集成电路认知5.集成电路检测集成电路检测

2、1 1. .集成电路的基础知识集成电路的基础知识 集成电路（集成电路（Integrated CircuitIntegrated Circuit），简称为），简称为ICIC，是采用，是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻器和电容器一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻器和电容器等元件及布线互连，制作在小块或几小块半导体晶片或介等元件及布线互连，制作在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制作而成的具有所需电路质基片上，然后封装在一个管壳内制作而成的具有所需电路功能的微型结构。功能的微型结构。（1 1）集成电路的特点）集成电路的特点 单个元器件的精度不高，受温度影响

3、也较大，但在单个元器件的精度不高，受温度影响也较大，但在同一硅片上用相同工艺制造出来的元器件性能比较一致，同一硅片上用相同工艺制造出来的元器件性能比较一致，对称性好，相邻元器件的温度差别小。对称性好，相邻元器件的温度差别小。 节省硅片且工艺简单，故集成电路中晶体管用得多，节省硅片且工艺简单，故集成电路中晶体管用得多，而电阻用得少。而电阻用得少。 元器件性能参数的绝对误差比较大，而同类元器件元器件性能参数的绝对误差比较大，而同类元器件性能参数之比值比较精确。性能参数之比值比较精确。 纵向纵向NPNNPN管管值较大，占用硅片面积小，容易制造。值较大，占用硅片面积小，容易制造。而横向而横向PNPPN

4、P管的管的值很小，但其值很小，但其PNPN结的耐压高。结的耐压高。 （2 2）集成电路分类集成电路分类（3 3）集成电路的封装技术集成电路的封装技术 所谓封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶所谓封装技术是一种将集成电路用绝缘的塑料或陶瓷材料打包的技术。瓷材料打包的技术。DIPDIP封装技术封装技术：采用双列直插形式封装集成电路芯片，绝：采用双列直插形式封装集成电路芯片，绝大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式。大多数中小规模集成电路均采用这种封装形式。（3 3）集成电路的封装技术集成电路的封装技术PLCC/PQFPPLCC/PQFP封装技术封装技术：PLCCPLCC为带引线的塑料芯片载体

5、封装，为带引线的塑料芯片载体封装，此封装为表面贴装型封装类型之一。此封装为表面贴装型封装类型之一。PQFPPQFP封装技术为塑封装技术为塑料方形扁平式封装。料方形扁平式封装。（3 3）集成电路的封装技术集成电路的封装技术PGAPGA封装技术封装技术：为插针网格阵列封装，此封装形式在芯片：为插针网格阵列封装，此封装形式在芯片的内外都有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的内外都有多个方阵形的插针，每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。的四周间隔一定距离排列。（3 3）集成电路的封装技术集成电路的封装技术LGALGA封装技术封装技术：采用：采用LGALGA封装技术的集成电路芯片，下层封装技

6、术的集成电路芯片，下层只有金属圆点作接触之用。它依靠一个包含安装扣具的只有金属圆点作接触之用。它依靠一个包含安装扣具的插座，用下层的金属原点和插座上的弹性针脚接触，从插座，用下层的金属原点和插座上的弹性针脚接触，从而与主板连成一体。而与主板连成一体。（3 3）集成电路的封装技术集成电路的封装技术SOPSOP封装技术封装技术：SOPSOP封装技术为小型电路封装。这种封装封装技术为小型电路封装。这种封装的集成电路引脚均分布在两边，其引脚数目多在的集成电路引脚均分布在两边，其引脚数目多在2828个以个以下。下。（4 4）集成电路的命名集成电路的命名第第1 1部分为符合的标准，用部分为符合的标准，用字

7、母字母C C表示中国国标产品。表示中国国标产品。 第第2 2部分为器件的类型，用部分为器件的类型，用1 12 2个字母表示个字母表示。第第3 3部分为集成电路系列和品种代号，用数字表示。部分为集成电路系列和品种代号，用数字表示。第第4 4部分为工作温度范围，用字母表示。部分为工作温度范围，用字母表示。第第5 5部分为集成电路的封装形式，用字母表示。部分为集成电路的封装形式，用字母表示。（5 5）集成电路的参数集成电路的参数静态工作电流指集成电路信号输入引脚不加输入信号的情况下，电源引脚回路中的直流电流。增益反应集成电路内部放大器的放大能力。最大输出功率是指输出信号的失真度为额定值时（通常10%

8、），功放集成电路输出引脚所输出的电信号功率最大电源电压是指可以加在集成电路电源引脚与接地引脚之间的直流工作电压的极限值。允许功耗是指集成电路所能承受的最大耗散功率，主要用于各类大功率集成电路。工作环境温度是指集成电路能维持正常工作的最低和最高环境温度。储存温度是指集成电路在储存状态下的最低和最高温度。2.2.集成稳压器认知集成稳压器认知 集成稳压器又叫集成稳压电路，是指将不稳定的直集成稳压器又叫集成稳压电路，是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。流电压变为稳定的直流电压的集成电路。（1 1）集成稳压器的分类集成稳压器的分类 集成稳压器在电路中常用字母集成稳压器在电路中常用字母Q

9、Q 加数字表示，而不加数字表示，而不同集成稳压器在电路中有不同的图形符号同集成稳压器在电路中有不同的图形符号 （2 2）集成稳压器的参数集成稳压器的参数1.1.输出电压输出电压 输出电压是指稳压器的各工作参数符合规定时的输出电压输出电压是指稳压器的各工作参数符合规定时的输出电压值。对于固定输出稳压器，它是常数；对于可调式输出稳值。对于固定输出稳压器，它是常数；对于可调式输出稳压器，它是输出电压范围。压器，它是输出电压范围。 2.2.输出电压偏差输出电压偏差 实际输出的电压值和规定的输出电压实际输出的电压值和规定的输出电压U0U0之间往往有一定的之间往往有一定的偏差。一般用百分比表示，也可以用电

10、压值表示。偏差。一般用百分比表示，也可以用电压值表示。 3.3.最大输出电流最大输出电流最大输出电流指稳压器能够保持输出电压不变的最大电流。最大输出电流指稳压器能够保持输出电压不变的最大电流。 （2 2）集成稳压器的参数集成稳压器的参数4.4.最小输入电压最小输入电压输入电压低于最小输入电压值时，稳压器不能正常工作。输入电压低于最小输入电压值时，稳压器不能正常工作。 5.5.最大输入电压最大输入电压 指稳压器安全工作时允许外加的最大电压值。指稳压器安全工作时允许外加的最大电压值。 6.6.电压调整率电压调整率 当稳压器负载不变而输入的直流电压变化时所引起的输出当稳压器负载不变而输入的直流电压变

11、化时所引起的输出电压的相对变化量。电压的相对变化量。 7.7.电流调整率电流调整率 指当输入电压保持不变而输出电流在规定范围内变化时，指当输入电压保持不变而输出电流在规定范围内变化时，稳压器的输出电压相对变化的百分比。稳压器的输出电压相对变化的百分比。 （3 3）常用集成稳压芯片常用集成稳压芯片78XX78XX系列集成稳压器系列集成稳压器 78XX 78XX系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器，输出电压有集成稳压器，输出电压有5V5V、6V6V、9V9V、12V12V、15V15V、18V18V及及24V24V等规格。其中，等规格。其中，XXX

12、X表示固定电压输出的数值，如表示固定电压输出的数值，如78057805、78067806、78097809、78127812、78157815、78187818、78247824，应对，应对的输出电压分别是的输出电压分别是+5V+5V、+6V+6V、+9V+9V、+12V+12V、+15V+15V、+18V+18V、+24V+24V。 79XX 79XX 系列集成稳压器系列集成稳压器 79XX 79XX系列集成压器是常用的固定负输出电压的三端系列集成压器是常用的固定负输出电压的三端集成稳压器，除输入电压和输出电压均为负值外，其他集成稳压器，除输入电压和输出电压均为负值外，其他参数和特点与参数和

13、特点与78XX78XX系列集成稳压器相同。系列集成稳压器相同。可调集成稳压器可调集成稳压器 可调集成稳压器是指稳压器的输出电压可以根据电可调集成稳压器是指稳压器的输出电压可以根据电路需要调整，一般可调集成稳压器的输出电压都在一定路需要调整，一般可调集成稳压器的输出电压都在一定范围。如范围。如LM317LM317可调稳压器的输出电压为可调稳压器的输出电压为1.251.2540V40V。3.3.集成运算放大器认知集成运算放大器认知 集成运算放大器（集成运算放大器（Operational AmplifierOperational Amplifier）简称集）简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成

14、的高增益模拟集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。成电路。（1 1）集成运算放大器组成结构集成运算放大器组成结构 集成运算放大器主要由集成运算放大器主要由4 4部分组成，即偏置电路、输部分组成，即偏置电路、输入级、中间级和输出级。入级、中间级和输出级。 偏置电路的作用是为各级提供所需的静态工作电流。偏置电路的作用是为各级提供所需的静态工作电流。 输入级的作用是提供同相和反相两个输入端，并应输入级的作用是提供同相和反相两个输入端，并应有较高的输入电阻和一定的放大倍数，同时零点漂移要有较高的输入电阻和一定的放大倍数，同时零点漂移要尽量小。通常采用差动放大电路作为集成运算放大器

15、的尽量小。通常采用差动放大电路作为集成运算放大器的输入级。输入级。 中间级的作用是提供足够高的放大倍数。常采用共中间级的作用是提供足够高的放大倍数。常采用共发射极放大电路作为集成运算放大器的中间级。发射极放大电路作为集成运算放大器的中间级。 输出级的作用是为负载提供一定幅度的信号电压和输出级的作用是为负载提供一定幅度的信号电压和信号电流，并应具有一定的保护功能。集成运算放大器信号电流，并应具有一定的保护功能。集成运算放大器的输出级一般采用输出电阻很低的射极输出器或由射极的输出级一般采用输出电阻很低的射极输出器或由射极输出器组成的互补对称输出电路。输出器组成的互补对称输出电路。（2 2）集成运算

16、放大器集成运算放大器的种类的种类（3 3）集成运算放大器集成运算放大器的参数的参数（4 4）常用集成运算放大器常用集成运算放大器单运算放大器集成电路（4 4）常用集成运算放大器常用集成运算放大器双运算放大器集成电路（4 4）常用集成运算放大器常用集成运算放大器四运算放大器集成电路4.4.数字集成电路认知数字集成电路认知（1 1）数字集成电路的分类数字集成电路的分类 数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯数字集成电路是将元器件和连线集成于同一半导体芯片上而制成的数字逻辑电路或系统。片上而制成的数字逻辑电路或系统。 数字集成电路可以分为组合逻辑电路（也称组合电路）数字集成电路可以分为组合逻

17、辑电路（也称组合电路）和时序逻辑电路两种。其中，组合逻辑电路包括门电路、和时序逻辑电路两种。其中，组合逻辑电路包括门电路、编译码器等；时序逻辑电路包括触发器、计数器、寄存器编译码器等；时序逻辑电路包括触发器、计数器、寄存器等。等。（2 2）门电路门电路（2 2）门电路门电路（2 2）门电路门电路（2 2）门电路门电路5.5.集成电路的检测集成电路的检测（1 1）集成电路检测的注意事项集成电路检测的注意事项 检测前了解集成电路及其相关电路的工作原理，检查检测前了解集成电路及其相关电路的工作原理，检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内

18、部电路、主要电气参数、各引脚的作用、引脚的正常电压和电路、主要电气参数、各引脚的作用、引脚的正常电压和波形以及外围元件组成电路的工作原理。波形以及外围元件组成电路的工作原理。 测试不要造成引脚间短路。电压测量或用示波器探头测试不要造成引脚间短路。电压测量或用示波器探头测试波形时，表笔或探头滑动会造成集成电路引脚间短路，测试波形时，表笔或探头滑动会造成集成电路引脚间短路，最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。 在无隔离变压器的情况下，严禁用已接地的测试设在无隔离变压器的情况下，严禁用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备，虽然

19、一备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备，虽然一般的收录机都具有电源变压器，当接触到较特殊的（尤般的收录机都具有电源变压器，当接触到较特殊的（尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的）电其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的）电视或音响设备时，首先要弄清该机底盘是否带电，否则视或音响设备时，首先要弄清该机底盘是否带电，否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路，波极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路，波及集成电路，造成故障进一步扩大。及集成电路，造成故障进一步扩大。 要注意电烙铁的绝缘性能。不允许带电使用电烙铁要注意电烙铁的绝缘性能。不允许带电使用电烙铁焊接，要确认

20、电烙铁不带电，最好把电烙铁的外壳接地，焊接，要确认电烙铁不带电，最好把电烙铁的外壳接地，对对MOSMOS电路，能采用电路，能采用6 68V8V的低压电烙铁就更安全。的低压电烙铁就更安全。 （2 2）集成电路的检测方法集成电路的检测方法 集成电路常用的检测方法有非在线测量法，在线集成电路常用的检测方法有非在线测量法，在线测量法和代换法。测量法和代换法。 非在线测量是在集成电路未焊入电路时，通过测量非在线测量是在集成电路未焊入电路时，通过测量其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号集成电路其各引脚之间的直流电阻值与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行对比，确定其是否正常。各引脚之间的直

21、流电阻值进行对比，确定其是否正常。具体方法如下：具体方法如下：将指针式万用表调到将指针式万用表调到“R R1k1k”挡。挡。测量集成电路各引脚与接地引脚之间的正、反向电阻。测量集成电路各引脚与接地引脚之间的正、反向电阻。将测量的电阻值与正品的内部电阻值相比较。将测量的电阻值与正品的内部电阻值相比较。 （3 3）集成稳压器的检测与好坏判断集成稳压器的检测与好坏判断测量引脚间的电阻值 测置引脚间电阻值的方法如下：测置引脚间电阻值的方法如下： 将指针式万用表的旋钮调到将指针式万用表的旋钮调到“R R1k1k”挡。挡。 将黑表笔接稳压器的接地端，红表笔去依次接触将黑表笔接稳压器的接地端，红表笔去依次接

22、触另外两只引脚，测量引脚间的正向电阻。另外两只引脚，测量引脚间的正向电阻。 再将红表笔接地端，黑表笔依次接触另外两只引再将红表笔接地端，黑表笔依次接触另外两只引脚，测量引脚间的反向电阻。脚，测量引脚间的反向电阻。 如果测量的引脚间的正向电阻值为一固定值，而反如果测量的引脚间的正向电阻值为一固定值，而反向电阻值为无穷大，则集成稳压器正常：如果测得某两向电阻值为无穷大，则集成稳压器正常：如果测得某两脚之间的正、反向电阻值均很小或接脚之间的正、反向电阻值均很小或接0 0，则可判断该，则可判断该集成稳压器内部已击穿损坏；如果测得两脚之间的正、集成稳压器内部已击穿损坏；如果测得两脚之间的正、反向电阻值均

23、为无穷大，则说明该集成稳压器已开路损反向电阻值均为无穷大，则说明该集成稳压器已开路损坏；如果测得集成稳压器的阻值不稳定，随温度的变化坏；如果测得集成稳压器的阻值不稳定，随温度的变化而改变，则说明该集成稳压器的热稳定性能不良。而改变，则说明该集成稳压器的热稳定性能不良。 提示：由于集成稳压器的品牌及型号众多，其电参提示：由于集成稳压器的品牌及型号众多，其电参数具有一定的离散性，通过测量集成稳压器引脚之间的数具有一定的离散性，通过测量集成稳压器引脚之间的电阻值，只能估测出集成穗压器是否损坏。电阻值，只能估测出集成穗压器是否损坏。（3 3）集成稳压器的检测与好坏判断集成稳压器的检测与好坏判断测量稳压

24、值 将指针式万用表调到直流电压挡的将指针式万用表调到直流电压挡的“1010”或或“5050”挡（根据集成稳压器的输出电压大小）。挡（根据集成稳压器的输出电压大小）。 将被测集成稳压器的电压输入端与接地端之间加上将被测集成稳压器的电压输入端与接地端之间加上一个直流电压。一个直流电压。 将万用表的红表笔接输出端，黑表笔接地，测量输将万用表的红表笔接输出端，黑表笔接地，测量输出的稳压值。出的稳压值。 如果输出的稳压值正常，则集成稳压器正常；如果如果输出的稳压值正常，则集成稳压器正常；如果输出的稳压值不正常，则集成稳压器损坏。输出的稳压值不正常，则集成稳压器损坏。 （4 4）集成运集成运算算放大器的检测与好坏判断放大器的检测与好坏判断 将指针式万用表调到直流电压挡的将指针式万用表调到直流电压挡的“1010”挡。挡。测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值（在静测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值（在静态时电压值较高）。态时电压值较高）。 用金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端（加用金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端（加入干扰信号）。入干扰信号）。 如果万用表表针有较大幅度的摆动，说明该运算放如果万用表表针有较大幅度的摆动，说明该运算放大器完好；如果万用