集成电路的检测与识别

常用集成电路的识读与检测集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅片上而形成的具有特定功能的器件，英文：IntegratedCircuit，缩写IC，俗称芯片。集成电路能执行一些特定的功能，如放大信号或存储信息。集成电路体积小、功耗低、稳定性好。集成电路是衡量一个电子产品是否先进的主要标志。一、集成电路的类型和封装1、类型集成电路按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路主要有运算放大器、功率放大器、集成稳压电路、自动控制集成电路和信号处理集成电路等；数字集成电路按结构不同可分为双极型和单极型电路。其中，双极型电路有：DTLTTLECLHTL等；单极型有：JFETNMOSPMOSCMOS四种。2、封装（1）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。（2）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，其中第一脚附近一般有参考标志，如凹槽、色点等。二、常用模拟集成电路模拟集成电路又称线性集成电路，是一种输出信号与输入信号成比例关系，而内部放大器件工作在线性区的集成电路。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。1、集成运算放大器（1）定义简称运放，运算放大器就是一种高放大倍数的直流放大器，（或是一种高电压增益、高输入电阻、和低输出电阻的多级耦合放大器）。工作在放大区时，输入与输出呈线性关系，（所以又被称为线性集成电路）。（2）组成运放一般由输入级、中间级、输出级、偏置电路四部分组成。输入级：差分放大电路，利用其对称性提高整个电路的共模抑制比；中间级：电压放大级，提高电压增益，可由一级或多级放大电路组成；输出级：互补对称电路或射极跟随器组成，可降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路：为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级静态工作点。（3）常用运放单运放：μA741，NE5534，TL081，LM833双运放：μA747，LM358，NE5532，TL072，TL082四运放：LM324，TL084双运放（四运放）：除电源外，两组（四组）运放相互独立。运算放大器有两个输入端，一个输出端。同相输入端“＋”表示，反向输入端“－”表示。（4）检测方法一：把运放接成一个放大系数为1的P环节，反向输入端接1V阶跃信号，检测其输出端的电压值也应为1V，运放好的。方法二：①用万用表电阻档分别测出LM324的A1~A4各运放引脚的电阻值，不仅可以判断运放的好坏，而且还可以检查内部各运放参数的一致性。测量时，选用R*1K档，从A1开始，依次测出引脚的电阻值，只要各对应引脚之间的电阻值基本相同，就说明参数的一致性较好。红表棒黑表棒正常阻值（KΩ）VCCGND4.5~6.5GNDVCC16~17.5VCCOUT21GNDOUT59~65IN+VCC51IN-VCC562、集成稳压器集成稳压器又称稳压电源，有多端可调式、三端可调式、三端固定式及单片开关式集成稳压。最常用的是三端集成稳压器。（1）三端集成稳压器①三端固定稳压器集成稳压器的输出电压为固定值，不能调节。常用产品为78XX和79XX系列，78XX输出正电压，79XX输出负电压，有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七种不同的输出电压档次，输出电流分1.5A（78XX）、0.5A（78MXX）、0.1A（78LXX）三种档次W7900系列的稳压块其输出电压的档次值与W7800系列相同，但其管脚编号与W7800系列不同。三端稳压块的输出电流按照型号的不同，有1.5A、0.5A、0.1A3种。（2）三端固定输出稳压集成电路的应用电路图7.2（c）所示为三端集成稳压器使用时的基本电路接法。外接电容器C1用以抵消因输入端线路较长而产生的电感效应，可防止电路自激振荡。外接电容器C0可消除因负载电流跃变而引起输出电压的较大波动。图中ūl为整流滤波后的直流电压，ūo为稳压后的输出电压。图7.3（a）所示为用W7815和W7915组成的双极性稳压电源输出电路，可同时向负载提供+15V和-15V的直流电压。图7.3（b）所示为三端稳压器外接一个集成运算放大器所组成的反相器，可将单极性电压变为双极性输出电压。图7.3双极性正、负电压输出电路②三端可调稳压器可输出连续可调的直流电压。常见产品：XX117/XX217M/XX317L，输出连续可调的正电压，可调范围1.2~37V，最大输出电流分别是1.5A，0.5A，0.1A；XX137/XX237/XX337，输出连续可调的负电压，可调范围1.2~37V；3、集成功率放大器有小功率放大器、大功率放大器。（1）LM386－小功率通用型集成功率放大器。管脚1－8之间外接阻容电路可改变集成功放的电压放大倍数（20～200），1－8脚开路时电压放大倍数为20，1－8脚短路时电压放大倍数为200。LM386典型应用电路，用于对音频信号的放大。图中1-8端的R、C用来调节电压放大倍数；7端的C是去耦电路，防止电路自激振荡；5端的R（10Ω）、C（0.047）组成容性负载，用以抵消扬声器部分的感性负载；5端的C（250μF）为功放的输出电容。三、常用数字集成电路数字集成电路主要用来处理与存储二进制信号（数字信号），可归纳为两大类：一种为组合逻辑电路，用于处理数字信号，俗称（LogicIC）；另一种为时序逻辑电路，具有时序与记忆功能，并需要由时钟信号驱动，主要用于产生或存储数字信号。最常用的数字集成电路主要有TTL(晶体管晶体管电平：5V-1）和CMOS两大系列。系列子系列名称型号功耗工作电压TTL系列TTL普通系列74/5410mW4.75~5.25LSTTL低功耗TTL74/54LS2mWMOS系列COMS互补场效应管型40/451.25μW3~8HCOMS高速CMOS74HC2.5μW2~6ACTMOS先进的高速CMOS电路，“T”表示与TTL电平兼容74ACT2.5μW4.5~5.5TTL集成电路是用双极性晶体管为基本元件集成在一块硅片上制成的，主要有54（军用）/74（民用）系列：54/74XX（标准型），54/74LSXX（低功耗肖特基），54/74SXX（肖特基），54/74ALSXX（先进低功耗肖特基），54/74ASXX（先进肖特基），54/74FXX（高速）。CMOS集成电路以单极型晶体管为基本元件制成。主要有4000系列、54/74HCXXX系列、54/74HCTXXX系列、54/74HCUXX四大类。数字集成电路的类型很多，最常用的是门电路，常用的有与门、非门、与非门、或门、或非门、以或非门、异或门及施密特触发器等2、数字集成电路的电路参数（1）电压参数符号名称74系列74LS系列4000系列74HC系列UOH高电平输出电压≥2.4≥2.7≥4.95≥4.95U0L低电平输出电压≤0.4≤0.4≤0.05≤0.05UIH高电平输入电压≥2≥2≥3.5≥3.5UIH低电平输入电压≤0.8≤0.8≤1.5≤1四、集成电路的引脚识别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。集成电路的引脚排列次序有一定规律，一般是从外壳顶部向下看，从左下角按逆时针方向读数，其中第一脚附近一般有参考标志，如缺口、凹坑、斜面、色点等。引脚排列的一般顺序为：1缺口在集成电路的一端有一半圆形或方形的缺口。2凹坑、色点或金属片在集成电路一角有一凹坑、色点或金属片。3斜面、切角在集成电路一角或散热片上有一斜面切角。4无识别标记在整个集成电路无任何识别标记，一般可将集成电路型号面面对自己，正视型号，从左下向右逆时针依次为１、２、３……。五、集成电路的检测1、集成电路的基本检测方法：在线检测与脱机检测。在线检测：测量集成电路各脚的直流电压，与标准值比较，判断集成电路的好坏。脱机检测：测量集成电路各脚间的直流电阻，与表准值比较，判断集成电路的好坏。测得的数据与集成电路资料上数据相符，则可判定集成电路是好的。2、在线检测得技巧在线检测集成电路各引脚的直流电压，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“地”端固定连接，方法是在“地”端焊接一段带有绝缘层的铜导线，将铜导线的裸露部分缠绕在黑表棒上，放在电路板的外边，防止与板上的其他地方连接。这样用一只手握住红表棒，找准欲测量集成电路的引脚，另一只手可扶住电路板，保证测量时表笔不会滑动。3、集成电路的替换检测当集成电路整机线路出现故障时，检测者往往用替换法来进行集成电路的检测。用同型号的集成块进行替换试验，是见效最快的一种检测方法。但是要注意，若因负载短路的原因，使大电流I流过集成电路造成的损坏，在没有排除故障短路的情况下，用相同型号的集成块进行替换实验，其结果是造成集成块的又一次损坏。因此，替换实验的前提是必须保证负载不短路。技能与技巧项目小结1、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，各自应用在不同的电路领域。2、模拟集成电路主要有集成运算放大器、三端集成稳压器、集成功率放大器等。3、数字集成电路主要有TTL和CMOS两大系列。TTL集成电路的电压是5V，CMOS集成电路的电源电压范围比较宽，可为3~18V.4、三端固定式集成稳压器有输出正电压的78系列和负电压的79系列。5、三端可调输出式集成稳压器有输出正电压的W117、W217、W317；输出负电压的W137、W237、W337系列。6、集成功率放大器分为小功率、中功率和大功率。课后练习1、集成电路按功能可分为哪两大类?2、三端集成直流稳压器有哪些系列？3、集成功率放大器有哪些几种类？各有什么特点？4、TTL和CMOS系列数字集成电路的主要区别是什么？在一个数字电路中能否同时运用这两种系列的集成电路？