常用集成电路

1．3　常用集成电路

集成电路（integrated circuit，简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。它是采用半导体制造工艺，把具有某种功能的电路所需的半导体二极管、三极管、电阻、电容等元件及其间的连接导线全部集成在一小块硅片上，然后封装在一个管壳内的电子器件。

集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、可靠性高、处理速度快、寿命长、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。用集成电路来装配电子设备，其装配密度比用分立元器件装配的可提高几十倍至几千倍，设备的稳定性、可靠性也大大提高。它不仅在民用电子设备如电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事领域也应用广泛。

1．常用集成电路的封装

集成电路的封装按照器件使用时与印制电路板的连接方式，可分为插针式封装和表面贴装式封装。目前表面贴装式封装已占IC封装总量的80%以上，其封装结构参见6．3节，本节主要介绍采用插针式封装结构的最常用的通用集成电路。插针式封装又分双列直插式封装（DIP，dual in－line package）和单列直插式封装（SIP，single in－line package），使用时，需要将其插入具有相应结构的芯片插座上。

1）双列直插式封装DIP

双列直插式封装的电路引脚从封装两侧引出。绝大多数中小规模集成电路（IC）均采用这种封装形式，如广为使用的标准逻辑IC、运算放大器、存储器、Intel公司早期的CPU，如8086、80286，以及广泛使用的8031等单片机就采用这种封装形式。封装材料有塑料和陶瓷两种。其两相邻引脚中心之间的距离是2．54mm，引脚数从6到64不等，封装宽度通常有15．24mm、10．16mm、7．52mm等不同规格，根据芯片的规模大小而定。10．16mm和7．52mm的宽度规格分别称为skinny DIP（瘦型DIP）和slim DIP（窄体型DIP）。但多数情况下并不加区分，只简单地统称为DIP。双列直插式封装通常用“DIP＋引脚数”来命名，图1－18所示的为封装外形为DIP16的IC，表示16个引脚的双列直插式芯片。

DIP是最普遍的封装形式，适合在印制电路板上穿孔焊接，操作方便，但体积较大，封装效率低，占去了很多有效安装面积。

图1－18　DIP16的外形

图1－19　SIP9的外形

2）单列直插式封装SIP

单列直插式封装的芯片，其引脚在芯片单侧排列成一条直线，引脚中心间距亦为2．54mm，引脚数从2至23不等，封装的形状各异，当装配到印制电路板基板上时封装呈侧立状。图1－19所示的为SIP9的外形。

SIP芯片多数为定制产品，即为实现某种特定功能而专门开发的集成芯片。与在印制电路板上进行系统集成相比，SIP能最大限度地优化系统性能，避免重复封装，缩短开发周期，降低成本，提高集成度，具有灵活度高、设计周期短、容易进入等特点。

2．常用集成电路的类型

电子产品中常用的集成电路有数字集成电路、模拟集成电路、稳压电路等。

1）数字集成电路

常用数字集成电路通常有TTL和CMOS两种类型，使用时其逻辑电平不同。TTL数字集成电路最常见的是74系列芯片，包括74LS××系列、74S××系列、74ALS××系列、74AS××系列和74F××系列等。CMOS数字集成电路主要有4000系列和4500系列，如TC40H××、LR40H××、LS40H××、CC40H××、74HC××系列等。图1－20所示的是几种常用数字集成电路的封装引脚图。

图1－20　几种数字集成电路引脚图

2）模拟集成电路

模拟集成电路也称为线性集成电路。集成运算放大器是最常见的模拟集成电路。

集成运算放大器是一种高放大倍数的直流放大器，其理想的开环放大倍数为无穷大。在集成运算放大器的输入与输出之间接入不同的反馈网络及相应外部电路，可完成信号放大、信号运算、信号处理（滤波、调制）及波形的产生和变换等功能。与用分立元器件构成的电路相比，它具有稳定性好、电路计算容易、电路结构简单、成本低等很多优点，被广泛应用。常用集成运算放大器LM741和LM324的封装引脚图如图1－21所示。

3）集成稳压器

集成稳压器是一种具有稳压功能的电压变换集成电路，具有性能指标高、使用和组装十分方便等特点。目前常用的集成稳压电路为78××系列（正电压）和79××系列（负电压），它们的后2位数字代表器件的稳压输出值，如7805（＋5V）、7809（＋9V）、7812（＋12V）、7815（＋15V）及7905（－5V）、7909（－9V）、7912（－12V）、7915（－15V）等。可调式稳压电路常用LM317等型号。三种形式的集成稳压器外形如图1－22所示。

图1－21　集成运算放大器封装引脚图

图1－22　78××、79××及LM317集成稳压器外形图