1.2集成电路与机电元件

1.4.4集成电路

（IntegratedCircuit）集成电路是利用半导体工艺技术，将电阻、电容、二极管、三极管、场效应晶体管等元器件按照设计要求连接起来，制作在同一硅片或基片上，成为具有特定功能的电路。1.集成电路的基本类别●集成电路按制造工艺可分为：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。

●半导体集成电路按内部的器件类型可分为：TTL型和CMOS型。●按集成度可分为：小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）和甚超大规模（ULSI）集成电路。

第一章电子元器件半导体集成电路

也叫单片集成电路（MonolithicIC）.其电路构建在单晶基片上，电路中含有有源器件（晶体管、二极管等）、无源元件（电阻、电容等）及它们之间的互连导线，几乎所有的电路元器件都是通过诸如外延生长、掩模杂质扩散、氧化物生长、氧化物刻蚀、定义图形的光刻等这些工艺制造在基片内。最后，内部接触用铝与1%-2%硅和2%-4%铜的合金做成。第一章电子元器件半导体集成电路IC可以从不同角度分类材料Si集成电路（〉95%）绝缘体上硅（SOI）锗硅（SiGe)、砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）……特征尺寸0.25（深亚微米）0.18（超深亚微米）906545Moore定律：IC中晶体管的数目每隔两年就翻一番，芯片性能每18个月翻一番。第一章电子元器件

2.集成电路的型号与命名第一章电子元器件进口集成电路的型号命名一般是用前几位字母符号表示制造厂商，用数字表示器件的系列和品种代号。第一章电子元器件3.集成电路的封装集成电路的封装有塑料、陶瓷（PGA）和金属三种。（1）封装的形式

常见的有双列直插型、单列直插型和圆筒型等。（2）引脚排列

双列直插型DIP单列直插型SIP圆筒型第一章电子元器件薄膜集成电路

薄膜集成电路是将整个电路的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及它们之间的互连引线，全部用厚度在1微米以下的金属、半导体、金属氧化物、多种金属混合相、合金或绝缘介质薄膜，并通过真空蒸发、溅射和电镀等工艺制成的集成电路。第一章电子元器件薄膜集成电路用薄膜技术，即采用真空蒸镀、溅射、电镀和光刻等基本工艺的薄膜技术在玻璃、微晶玻璃、镀釉和抛光氧化铝陶瓷基片上制备无源元件和电路元件间的连线，从而制成的集成电路。第一章电子元器件薄膜集成电路在薄膜电路中主要有四种薄膜：

导电、电阻、介质和绝缘薄膜。导电薄膜：用作互连线、焊接区和电容器极板。电阻薄膜：形成各种微型电阻。介质薄膜：是各种微型电容器的介质层。绝缘薄膜：用作交叉导体的绝缘和薄膜电路的保护层。

薄膜电路的特点：所制作的元件参数范围宽、精度高、温度频率特性好，可以工作到毫米波段。并且集成度较高、尺寸较小。但是所用工艺设备比较昂贵、生产成本和自动化生产，一般使用标准基片。第一章电子元器件厚膜集成电路

厚膜集成电路是在陶瓷片或玻璃等绝缘物体上，外加晶体二极管、晶体管、电阻器或半导体集成电路等。用丝网印刷和烧结等厚膜工艺在同一基片上制作无源网络，并在其上组装分立的半导体器件芯片或单片集成电路或微型元件，再外加封装而成的混合集成电路。第一章电子元器件厚膜集成电路厚膜是指在基片上用印刷烧结技术所形成的厚度为几微米到数十微米的膜层。制造这种膜层的材料，称为厚膜材料。按厚膜的性质和用途,所用的浆料有五类:导体、电阻、介质、绝缘和包封浆料。导体浆料用来制造厚膜导体，在厚膜电路中形成互连线、多层布线、微带线、焊接区、厚膜电阻端头、厚膜电容极板和低阻值电阻。第一章电子元器件厚膜集成电路厚膜混合集成电路是一种微型电子功能部。与薄膜混合集成电路相比，厚膜混合集成电路的特点是：设计更为灵活、工艺简便、成本低廉，特别适宜于多品种小批量生产。在电性能上，它能耐受较高的电压、更大的功率和较大的电流。厚膜微波集成电路的工作频率可以达到4吉赫以上。它适用于各种电路，特别是消费类和工业类电子产品用的模拟电路。带厚膜网路的基片作为微型印制线路板已得到广泛的应用。第一章电子元器件混合集成电路

混合集成电路（HybridIntegratedCircuit,HIC）是由半导体集成工艺与薄（厚）膜工艺结合而制成的集成电路。混合集成电路是在基片上用成膜方法制作厚膜或薄膜元件及其互连线，并在同一基片上将分立的半导体芯片、单片集成电路或微型元件混合组装，再外加封装而成。

混合集成电路包括：厚膜混合集成电路、薄膜混合集成电路和薄、厚膜混合集成电路。

第一章电子元器件

使用集成电路的电子产品，在接通或断开电源的瞬间，不得有高电压产生，否则将会击穿集成电路。

一般情况下，数字集成电路的多余输入端不允许悬空，否则容易造成逻辑错误。与门、与非门的多余输入端应该接电源正端，或门、或非门的多余输入端应该接地。

商业级集成电路的使用温度一般在0~＋70℃之间。在电路板布局时，应使集成电路尽量远离热源。

在手工焊接电子产品时，一般应该最后装配焊接集成电路；不要使用大于45W的电烙铁，每次焊接时间不得超过10秒钟。

对于MOS集成电路，要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪器、电烙铁以及线路本身，均须良好接地。此外，在存储MOS集成电路时，必须将其收藏在防静电盒内或用金属箔包装起来。机电元件是利用机械力或电信号的作用来实现电路接通、断开或转接的元件。2.3.1接插件接插件又称连接器，在电子整机中主要的功能是提供简便的拔插式电气连接。1．圆形接插件2．矩形接插件1.4.7机电元件第一章电子元器件

3．印制板接插件台式计算机的主板上有多个不同规范的印制板插座，用户选择的显卡、声卡等就是通过这种插座与主板实现连接。第一章电子元器件

4.带状电缆接插件带状电缆插头与插座

带状电缆

5.视频接插件音视频接插件视频接插件

第一章电子元器件2.3.2开关电子产品中使用的开关有多种类型，最常见的是按键开关、钮子开关和拨开关。

1．按钮开关2.键盘开关

3.钮子开关4.拨动开关

第一章电子元器件2.3.3继电器继电器是一种电子控制器件，它能根据输入电信号变化而接通或断开控制电路，通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。

第一章电子元器件

2．继电器的种类（1）电磁继电器

实物照片原理结构（2）热敏干簧继电器敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。

第一章电子元器件

（3）固态继电器（SSR）是由固体电子元器件组成的无触点开关，简称SSR，外形如图2.33所示。固态继电器是一种两个接线端为输入端，另两个接线端为输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。固态继电器实物外形普通型交流RRS内部结构框图第一章电子元器件3．电磁式继电器的主要参数（1）额定工作电压继电器正常工作时加在线圈上的直流电压或交流电压有效值。它随型号的不同而不同。（2）直流电阻是指继电器中线圈的直流电阻，可以通过万能表测量。（3）吸合电压或吸合电流继电器能够产生吸合动作的最小电压或最小电流。（4）释放电压或电流继电器由吸合状态转换为释放状态时所处的最大电压或电流值，一般为吸合值的1/10至1/2。（5）触点负荷继电器触点允许的电压、电流值，它决定了继电器能控制电压和电流的大小。第一章电子元器件1.4.5电声元件1.扬声器

（1）电动式扬声器（喇叭）图a电声原理图b喇叭原理图c喇叭实物第一章电子元器件电声器件（2）压电陶瓷扬声器和蜂鸣器压电陶瓷蜂鸣片电磁式瓷蜂鸣器压电陶瓷蜂鸣器第一章电子元器件电声器件（3）耳机、耳塞电声器件2.传声器（话筒）动圈式传声器驻极电容式传声器电容传声器第一章电子元器件1.4.6光电器件主要光电器件：光电二极管（光敏二极管）光电晶体管发光二极管七段字符显示器光电耦合器示波管显像管（CRT，cathode-raytube）液晶显示器（liquidcrystaldevice）件第一章电子元器件晶振（电子学符号Y）第一章电子元器件晶体振荡器是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体。晶体振荡器，用于各种电路中，产生振荡频率。1.4.8电磁元件1.霍尔效应元件霍尔效应：通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下，在与电流和磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。2.磁头霍尔元件：第一章电子元器件液晶显示器件----薄膜晶体管（TFT）薄膜晶体管液晶显示器（Thin-filmtransistorliquidcrystaldisplay，简称之TFTLCD）。从它的英文名称中我们可以知道，这一种显示器它的构成主要有两个特征，一个是薄膜晶体管，另一个就是液晶本身。液晶显示器泛指一大堆利用液晶所制作出来的显示器。第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器TFT原理液晶特性中最重要的就是液晶的介电系数与折射系数。介电系数是液晶受电场的影响决定液晶分子转向的特性，而折射系数则是光线穿透液晶时影响光线行进路线的重要参数。而液晶显示器就是利用液晶本身的这些特性，适当的利用电压，来控制液晶分子的转动，进而影响光线的行进方向，来形成不同的灰阶，作为显示影像的工具。第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器TFT是20世纪90年代发展起来，是人类历史上第一种显示质量超过CRT的平板显示器。TFT生产环境洁净度100级（GB12218-89分级ⅠⅡⅢⅣⅤ），材料纯度要求99.999985%。生产技术要求超过大规模集成电路。第一章电子元器件洁净度级别尘粒最大允许数/立方米≥0.5μm尘粒数≥5μm尘粒数微生物最大允许数浮游菌/立方米沉降菌/皿100级3,50005110,000级350，0002，0001003100，000级3，500，00020，00050010300，000级10，500，00060，000100015薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件扭曲向列型液晶显示器（TwistedNematicLiquidcrystaldisplay），简称“TN型液晶显示器”。薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件TFT每一个像素（dotpitch）有红、绿、蓝三种彩色滤光镜，每一个单色滤光镜称为子像素（sub-pixel）。如果TFT支持1280×1024的分辨率，则至少需要1280×1024×3个子像素和晶体管。薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件薄膜晶体管液晶显示器第一章电子元器件OLED显示器OLED有机发光二极管（OrganicLight-EmittingDiode）又称为有机电激光显示（OrganicElectroluminecenceDisplay,OLED）。OLED的特性是自己发光，不像TFTLCD需要背光，因此可视度和亮度均高，其次是电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄，构造简单，成本低等，被视为21世纪最具前途的产品之一。第一章电