基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用四課件

基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用（四）葛汝明基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用（四）葛汝明1集成電路簡介1、集成電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所謂集成電路就是把一個(gè)單元電路或一些功能電路，甚至某一整機(jī)功能電路集中制作在一個(gè)晶體或磁片上，再封裝在一個(gè)便于安裝、焊接的外殼中的電路上。集成電路有膜（薄膜、厚膜）集成電路、半導(dǎo)體集成電路及混合集成電路。集成電路簡介1、集成電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)2半導(dǎo)體集成電路，是利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電阻器、電容器以及連線等制作在很小的半導(dǎo)體材料或絕緣基偏上，以形成一個(gè)完整的電路，并封裝在一個(gè)特制的外殼中，再從外殼中外接出引線。半導(dǎo)體集成電路通常用字母IC表示。

一般簡單的IC芯片，至少有幾十甚至數(shù)百個(gè)元件組成。復(fù)雜的芯片有成千上萬乃至億萬個(gè)元件組成。

而所有元、器件都是在相同的工藝條件下，同時(shí)經(jīng)過同一個(gè)工藝流程。所以結(jié)構(gòu)與幾何尺寸相同的元器件的特性和參數(shù)十分近似，故工作起來溫差極小。

半導(dǎo)體集成電路，是利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電阻器、電容器32、集成電路的分類半導(dǎo)體集成電路的分類方法很多，如下所示：2、集成電路的分類半導(dǎo)體集成電路的分類方法很多，如下所示：43、模擬集成電路的特點(diǎn)與分類3－1、模擬集成電路的特點(diǎn)（1）電路處理的信號是連續(xù)變化的模擬量的電信號，除輸出級外，電路中的信號電平值較小，所以，集成芯片內(nèi)部器件一般工作在小信號狀態(tài)；（2）信號的頻率范圍往往從直流一直可以延伸到很高的上限頻率。3、模擬集成電路的特點(diǎn)與分類3－1、模擬集成電路的特點(diǎn)5（3）模擬集成電路中的元件種類較多，如NPN管、PNP管、MOS管、場效應(yīng)管、膜電阻器、膜電容器等，工藝較復(fù)雜;

(4)模擬集成電路往往具有外簡內(nèi)繁的電路形式，盡

管制造工藝復(fù)雜，但電路的功能較完善，使用方便。（3）模擬集成電路中的元件種類較多，如NPN管、PNP管、63－2、模擬集成電路的分類

半導(dǎo)體集成電路的種類較多，一般有：3－2、模擬集成電路的分類

半導(dǎo)體集成電路的種類較多，一般有74、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)與分類4－1、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)（1）使用的信號只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，即電路的“導(dǎo)通”和“截至”狀態(tài)；（2）電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，最基本的電路有“與”、“或”、“非”邏輯門，其他電路一般均有“與”、“或”、“非”邏輯門組合而成。（3）電路一般有TTL型和CMOS型電路兩種，TTL型對電源要求較嚴(yán)格，一般只允許5V±10%電壓，高于5.5V會損壞器件，低于4.5V會邏輯功能失常。而CMOS型對電源要求不嚴(yán)格，可在5V－15V電源間正常工作，但是UDD、USS不能接反，否則會損壞器件。4、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)與分類4－1、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)84－2數(shù)字集成電路的分類

4－2數(shù)字集成電路的分類

95、集成電路引腳的排列識別半導(dǎo)體集成電路的種類繁多，引腳也有多種形式，現(xiàn)介紹常見的國標(biāo)、部標(biāo)或進(jìn)口產(chǎn)品IC的引腳識別方法，該方法對一般的集成電路芯片也有一定的參考價(jià)值。IC的封裝形式大多采用雙列直插、單列直插、金屬圓殼（或菱形殼）和三端塑封等四種類型。5、集成電路引腳的排列識別半導(dǎo)體集成電路的種類繁多，引腳也有105－1多引腳金屬圓殼封裝多引腳金屬圓殼封裝IC面向引腳正視，有定位標(biāo)記（常為鎖口或小圓孔）所對應(yīng)的引腳按順時(shí)針方向數(shù)，定位標(biāo)記后邊的管腳應(yīng)為第一管腳。如右圖所示：

5－1多引腳金屬圓殼封裝多引腳金屬圓殼封裝IC面向引腳115－2三端穩(wěn)壓集成電路三端穩(wěn)壓集成電路常用的有78系列按輸出電壓分共有八種：7805、7806、7809、7810、7812、7815、7818、7824。按最大輸出電流又可分為78L**、78M**、78**、其中78L**系列輸出最大電流為100mA、78M**系列輸出最大電流為500mA、78**系列輸出最大電流為1.5A。另外還有79系列（負(fù)電壓）功能同78系列相同和LM317(1.2V～37V)系列、LM337（－1.2V～－37V）只是管腳排列不同。5－2三端穩(wěn)壓集成電路三端穩(wěn)壓集成電路常用的有78系列12基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用四課件135－3扁平單列直插IC這種集成電路一般在端面左側(cè)有一定位的標(biāo)記。IC引腳向下，自己面對定為標(biāo)記（無標(biāo)記時(shí)面對型號），從標(biāo)記對應(yīng)一側(cè)的第一個(gè)引腳按逆時(shí)針順序數(shù)，依次為1、2、3·····腳。如右圖所示：5－3扁平單列直插IC這種集成電路一般在端面左側(cè)有一定位145－4扁平雙列直插IC這種扁平雙列直插IC，一般在端面左側(cè)有一個(gè)馬蹄狀的凹面（或左下側(cè)有一個(gè)小圓點(diǎn)）作為標(biāo)記，左下側(cè)（或小圓點(diǎn)）處的引腳為1，按逆時(shí)針的順序依次為1、2、3·····腳。如圖所示：5－4扁平雙列直插IC這種扁平雙列直插IC，一般在端面左155－5集成電路應(yīng)用規(guī)則5－5－1、CMOSIC應(yīng)用規(guī)則（1）CMOSIC工作電壓＋UDD為＋5V～+15V。USS為(地）接電源負(fù)極，UDD接電源的正極，兩者不能接反；（2）輸入信號電壓Ui應(yīng)滿足USS

≤Ui

≤UDD，否則會損壞器件；（3）多余的輸入端一律不許懸空，應(yīng)按其邏輯要求接UDD或USS(地）;（4）CMOSIC由于輸入阻抗極高（Ω以上），易受外界干擾、沖擊和靜態(tài)擊穿。焊接時(shí)應(yīng)切斷電源，電烙鐵外殼必須良好接地，或利用烙鐵的余熱進(jìn)行焊接。（5）電路的輸出端既不能和電源短接，也不能和地短接，否則輸出級的MOS管就會因過流而損壞。（6）使用時(shí)先接通電源，再加入信號；關(guān)機(jī)時(shí)，先關(guān)掉輸入信號，再關(guān)斷電源。

5－5集成電路應(yīng)用規(guī)則5－5－1、CMOSIC應(yīng)用規(guī)165－5－2TTLIC電路的應(yīng)用規(guī)則（1）在高速電路中，電源至IC之間存在引線電感及引線間的分布電容，既會影響電路的速度，又易通過公用線段產(chǎn)生級間耦合引起自激。為此，可采用退耦措施，在靠近IC的電源引出線和地線引出端之間接入0.01μ?的旁路電容，在頻率不太高的情況下，通常只在印刷電路板的插頭處，每個(gè)通道入口的電源端和地之間，并聯(lián)一個(gè)10μ?～100μ?和一個(gè)0.01μ?～0.1μ?的電容，前者作為低頻濾波，后者作為高頻濾波。（2）如果是“與”門、“與非”門多余輸入端，最好不要懸空而接電源；如果是“或”門、“或非”門多余輸入端，將多余輸入端接地。（可直接接入，或串接1KΩ～10KΩ電阻再接入。前一種接法電源浪涌電壓可能會損壞電路，后一種接法分布電容將影響電路的工作速度。也可以降多余輸入端并聯(lián)在一起，但輸入端并聯(lián)后，節(jié)電容會降低電路的工作速度，同時(shí)也會增加對信號的驅(qū)動電流的要求。）5－5－2TTLIC電路的應(yīng)用規(guī)則（1）在高速電路中17（3）多余的輸出端應(yīng)懸空。若是接地或電源，將會損壞器件。另外除集電極開路（OC)門和三態(tài)門(TS)門外，其他電路的輸出端不允許并聯(lián)使用，否則會引起邏輯混亂和損壞器件。

（4）TTLIC的工作電壓UCC為＋5V±10%。超過該范圍時(shí)，可能引起邏輯混亂和損壞器件。UCC接電源正極，UEE（地）接電源負(fù)極

（TTLIC的代表型號是74系列。也是應(yīng)用較廣泛地一種。該系列又分為四個(gè)子系列既74、74H、74S、74LS。該系列以74LS應(yīng)用最廣泛。）（3）多余的輸出端應(yīng)懸空。若是接地或電源，將會損壞器件。另外186、“叮、咚”門鈴的參考電路圖6、“叮、咚”門鈴的參考電路圖197、八路搶答器的電路圖7、八路搶答器的電路圖208、彩燈的控制電路8、彩燈的控制電路21謝謝謝謝22基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用（四）葛汝明基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用（四）葛汝明23集成電路簡介1、集成電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所謂集成電路就是把一個(gè)單元電路或一些功能電路，甚至某一整機(jī)功能電路集中制作在一個(gè)晶體或磁片上，再封裝在一個(gè)便于安裝、焊接的外殼中的電路上。集成電路有膜（薄膜、厚膜）集成電路、半導(dǎo)體集成電路及混合集成電路。集成電路簡介1、集成電路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)24半導(dǎo)體集成電路，是利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電阻器、電容器以及連線等制作在很小的半導(dǎo)體材料或絕緣基偏上，以形成一個(gè)完整的電路，并封裝在一個(gè)特制的外殼中，再從外殼中外接出引線。半導(dǎo)體集成電路通常用字母IC表示。

一般簡單的IC芯片，至少有幾十甚至數(shù)百個(gè)元件組成。復(fù)雜的芯片有成千上萬乃至億萬個(gè)元件組成。

而所有元、器件都是在相同的工藝條件下，同時(shí)經(jīng)過同一個(gè)工藝流程。所以結(jié)構(gòu)與幾何尺寸相同的元器件的特性和參數(shù)十分近似，故工作起來溫差極小。

半導(dǎo)體集成電路，是利用半導(dǎo)體工藝將一些晶體管、電阻器、電容器252、集成電路的分類半導(dǎo)體集成電路的分類方法很多，如下所示：2、集成電路的分類半導(dǎo)體集成電路的分類方法很多，如下所示：263、模擬集成電路的特點(diǎn)與分類3－1、模擬集成電路的特點(diǎn)（1）電路處理的信號是連續(xù)變化的模擬量的電信號，除輸出級外，電路中的信號電平值較小，所以，集成芯片內(nèi)部器件一般工作在小信號狀態(tài)；（2）信號的頻率范圍往往從直流一直可以延伸到很高的上限頻率。3、模擬集成電路的特點(diǎn)與分類3－1、模擬集成電路的特點(diǎn)27（3）模擬集成電路中的元件種類較多，如NPN管、PNP管、MOS管、場效應(yīng)管、膜電阻器、膜電容器等，工藝較復(fù)雜;

(4)模擬集成電路往往具有外簡內(nèi)繁的電路形式，盡

管制造工藝復(fù)雜，但電路的功能較完善，使用方便。（3）模擬集成電路中的元件種類較多，如NPN管、PNP管、283－2、模擬集成電路的分類

半導(dǎo)體集成電路的種類較多，一般有：3－2、模擬集成電路的分類

半導(dǎo)體集成電路的種類較多，一般有294、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)與分類4－1、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)（1）使用的信號只有“0”和“1”兩種狀態(tài)，即電路的“導(dǎo)通”和“截至”狀態(tài)；（2）電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，最基本的電路有“與”、“或”、“非”邏輯門，其他電路一般均有“與”、“或”、“非”邏輯門組合而成。（3）電路一般有TTL型和CMOS型電路兩種，TTL型對電源要求較嚴(yán)格，一般只允許5V±10%電壓，高于5.5V會損壞器件，低于4.5V會邏輯功能失常。而CMOS型對電源要求不嚴(yán)格，可在5V－15V電源間正常工作，但是UDD、USS不能接反，否則會損壞器件。4、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)與分類4－1、數(shù)字集成電路的特點(diǎn)304－2數(shù)字集成電路的分類

4－2數(shù)字集成電路的分類

315、集成電路引腳的排列識別半導(dǎo)體集成電路的種類繁多，引腳也有多種形式，現(xiàn)介紹常見的國標(biāo)、部標(biāo)或進(jìn)口產(chǎn)品IC的引腳識別方法，該方法對一般的集成電路芯片也有一定的參考價(jià)值。IC的封裝形式大多采用雙列直插、單列直插、金屬圓殼（或菱形殼）和三端塑封等四種類型。5、集成電路引腳的排列識別半導(dǎo)體集成電路的種類繁多，引腳也有325－1多引腳金屬圓殼封裝多引腳金屬圓殼封裝IC面向引腳正視，有定位標(biāo)記（常為鎖口或小圓孔）所對應(yīng)的引腳按順時(shí)針方向數(shù)，定位標(biāo)記后邊的管腳應(yīng)為第一管腳。如右圖所示：

5－1多引腳金屬圓殼封裝多引腳金屬圓殼封裝IC面向引腳335－2三端穩(wěn)壓集成電路三端穩(wěn)壓集成電路常用的有78系列按輸出電壓分共有八種：7805、7806、7809、7810、7812、7815、7818、7824。按最大輸出電流又可分為78L**、78M**、78**、其中78L**系列輸出最大電流為100mA、78M**系列輸出最大電流為500mA、78**系列輸出最大電流為1.5A。另外還有79系列（負(fù)電壓）功能同78系列相同和LM317(1.2V～37V)系列、LM337（－1.2V～－37V）只是管腳排列不同。5－2三端穩(wěn)壓集成電路三端穩(wěn)壓集成電路常用的有78系列34基本電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用四課件355－3扁平單列直插IC這種集成電路一般在端面左側(cè)有一定位的標(biāo)記。IC引腳向下，自己面對定為標(biāo)記（無標(biāo)記時(shí)面對型號），從標(biāo)記對應(yīng)一側(cè)的第一個(gè)引腳按逆時(shí)針順序數(shù)，依次為1、2、3·····腳。如右圖所示：5－3扁平單列直插IC這種集成電路一般在端面左側(cè)有一定位365－4扁平雙列直插IC這種扁平雙列直插IC，一般在端面左側(cè)有一個(gè)馬蹄狀的凹面（或左下側(cè)有一個(gè)小圓點(diǎn)）作為標(biāo)記，左下側(cè)（或小圓點(diǎn)）處的引腳為1，按逆時(shí)針的順序依次為1、2、3·····腳。如圖所示：5－4扁平雙列直插IC這種扁平雙列直插IC，一般在端面左375－5集成電路應(yīng)用規(guī)則5－5－1、CMOSIC應(yīng)用規(guī)則（1）CMOSIC工作電壓＋UDD為＋5V～+15V。USS為(地）接電源負(fù)極，UDD接電源的正極，兩者不能接反；（2）輸入信號電壓Ui應(yīng)滿足USS

≤Ui

≤UDD，否則會損壞器件；（3）多余的輸入端一律不許懸空，應(yīng)按其邏輯要求接UDD或USS(地）;（4）CMOSIC由于輸入阻抗極高（Ω以上），易受外界干擾、沖擊和靜態(tài)擊穿。焊接時(shí)應(yīng)切斷電源，電烙鐵外殼必須良好接地，或利用烙鐵的余熱進(jìn)行焊接。（5）電路的輸出端既不能和電源短接，也不能和地短接，否則輸出級的MOS管就會因過流而損壞。（6）使用時(shí)先接通電源，再加入信號；關(guān)機(jī)時(shí)，先關(guān)掉輸入信號，再關(guān)斷電源。

5－5集成電路應(yīng)用規(guī)則5－5－1、CMOSIC應(yīng)用規(guī)385－5－2TTLIC電路的應(yīng)用規(guī)則（1）在高速電路中，電源至IC之間存在引線電感及引線間的分布電容，既會影響電路的速度，又易通過公用線段產(chǎn)生級間耦合引起自激。為此，可采用退耦措施，在靠近IC的電源引出線和地線引出端之間接入0.01μ?的旁路電容，在頻率不太高的情況下，通常只在印刷電路板的插頭處，每