项目7-集成电路的检测与识别

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电子元器件检测与识别,项目,7,集成电路的检测与识别,项目要求,:,通过对一个功率放大器的实际解剖，要求学生会识别集成电路的种类，熟悉常见集成电路的名称，了解不同类型集成电路的作用，掌握常用集成电路的检测方法。,知识要求,:,（,1,）掌握集成电路的种类、作用与标识方法。,（,2,）掌握各种集成电路的主要参数。,（,3,）掌握音乐集成电路的种类、作用与标识方法,能力要求,:,（,1,）能用目视法判断、识别常见集成电路的种类，能正确说出各种集成电路的名称。,（,2,）对集成电路上标识的型号能正确识读，了解该集成电路的作用和用途。,（,3,）能用目视法判断识别音乐集成电路的种类，能正确使用音乐集成电路。,（,4,）会用万用表对集成电路进行正确测量，并对其质量做出评价。,学习方法,:,该项目通过对一个功率放大器进行现场拆卸，对电路板上的集成电路进行认识；通过对各种类型的新集成电路进行认识，进而学习集成电路指标的标注方法；使用万用表对集成电路进行在线测量和离线测量，达到能判别集成电路质量好坏的目的。特别是需要准备一些已经确认损坏的集成电路，对这些已经损坏的集成电路进行外观识别和指标测量。,项目实施方法与步骤,【,项目实施目标,】,（,1,）熟悉各种集成电路的类型和用途。,（,2,）熟悉各种集成电路的封装形状和规格。,（,3,）掌握用万用表检测集成电路的方法。,【,项目实施器材,】,（,1,）电子产品：功率放大器若干台，两人配备一台。,（,2,）各种类型、不同规格的新集成电路若干。,（,3,）各种类型、不同规格的已经损坏的集成电路若干（可到电子产品维修部寻找）。,（,4,）每两个人配备指针式万用表和数字式万用表各一只。,【,项目实施步骤,】,（,1,）拆卸功率放大器外壳，观查其内部结构，认识各种类型的集成电路，识读集成电路上的各种数字和其他标志。,（,2,）用万用表对电路板电路上的集成电路进行在线检测。,（,3,）用万用表对与电路板上相同的新集成电路进行离线检测，并分析比较在线检测与离线检测的结果。,（,4,）完成在项目实训报告中要求的操作，将操作结果填入相应的表格中。,项目相关知识,集成电路是近,40,年来发展起来的高科技产品，其发展速度异常迅猛，从小规模集成电路（含有几十个晶体管）发展到今天的超大规模集成电路（含有几千万个晶体管或近千万个门电路）。集成电路的体积小、耗电低、稳定性好，从某种意义上讲，集成电路是衡量一个电子产品是否先进的主要标志,知识,1,集成电路的类型和封装,常见集成电路的外形和封装形式如图,7.1,所示。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；按其制作与识别可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路、混合集成电路等；按其集成度可分为小规模集成电路（,SSI,）、中规模集成电路（,MSI,）、大规模集成电路（,LSI,）和超大规模集成电路（,VLSI,），它表示了在一个硅基片上所制造的元器件的数目。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，从左下角按逆时针方向读数，其中第一脚附近一般有参考标志，如凹槽、色点等。,图,7.1,常见集成电路的外形和封装形式,）,知识,2,常用模拟集成电路,1,模拟集成电路的分类,模拟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、电压比较器等。模拟集成电路与数字集成电路的差别不但在信号的处理方式上，而且在电源电压上的差别更大。模拟集成电路的电源电压根据型号的不同可以不相同而且数值较高，视具体用途而定。,2,集成运算放大器,自从,1964,年美国仙童公司制造出第一个单片集成运算放大器,A702,以来，集成运算放大器得到了广泛的应用，目前它已成为线性集成电路中品种和数量最多的一类。,国标统一命名法规定，集成运算放大器各个品种的型号由字母和阿拉伯数字两部分组成。字母在首部，统一采用,CF,两个字母，,C,表示国标，,F,表示线性放大器，其后的数字表示集成运算放大器的类型。,3,集成直流稳压器,直流稳压电源是电子设备中不可缺少的单元，集成稳压器是构成直流稳压电源的核心，它体积小、精度高、使用方便，因而被广泛应用。,（,1,）三端式集成稳压器,将许多调整电压的元器件集成在体积很小的半导体芯片上即成为集成稳压器，使用时只要外接很少的元件即可构成高性能的稳压电路。由于集成稳压器具有体积小、重量轻、可靠性高、使用灵活、价格低廉等优点，在实际工程中得到了广泛应用。集成稳压器的种类很多，以三端式集成稳压器的应用最为普遍。,常用的三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的,W7800,系列和输出为负电压的,W7900,系列。图,7.2,所示为,W7800,系列的外形、电路符号及基本接法。,W7800,系列三端稳压块的输出电压有,5V,、,6V,、,9V,、,12V,、,15V,、,18V,和,24V,共,7,个档次。型号（也记为,W78,）的后两位数字表示其输出电压的稳压值，如型号为,W7805,和,W7812,的集成块，其输出电压分别为,5V,和,12V,。,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,、,0.1A 3,种。,图7.2 W7800系列集成稳压器,（,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,l,为整流滤波后的直流电压，,o,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,在实际中，有时需要电源提供稳定的电流，这可以用恒流源电路来实现，电路如图,7.4,所示。在电路中，由于,W7805,输出的稳定电压为,5V,，则流过,R,的电流,I,R,是稳定的，而稳压器的公共端静态电流,I,W,（,6mA,）也是稳定的，故负载,R,L,上得到的电流,I,0,是恒定的。,目前，已经有将大功率晶体管和集成电路与识别结合在一起的大电流三端可调式稳压块，如,LM396,的最大输出电流可达,10A,，输出电压从,1.2,15V,连续可调。该系列产品具有输出电流较大和过热保护、短路限流等功能。,（,4,）三端可调输出式集成稳压器系列,三端可调输出式集成稳压器有输出为正电压的,W117,、,W217,、,W317,系列和输出为负电压的,W137,、,W237,、,W337,系列。,W117,的外形及电路符,号,知识,3,常用数字集成电路,数字集成电路按结构的不同可分为双极型和单极型电路。其中双极型电路有,DTL,、,TTL,、,ECL,、,HTL,等多种形式；单极型电路有,JFET,、,NMOS,、,PMOS,、,CMOS 4,种形式。,国产半导体集成电路的型号一般由,5,部分组成，各部分的符号及含义如表,7.4,所示。,第一部分,第二部分,第三部分,第四部分,第五部分,中国制造,器件类型,器件系列品种,工作温度范围,封 装,C,T:TTL,TTL,电路分为,:,C:0,70,D,：多层陶瓷双列直插,H:HTL,54/74,G:25,70,F,：多层陶瓷扁平,E:ECL,54/74H,L:25,85,B,：塑料扁平,C:CMOS,54/74L,E:40,85,H,：黑瓷扁平,M:,存储器,54/74S,R:55,85,J,：黑瓷双列直插,:,微型机电路,54/74LS,M:55,125,P,：塑料双列直插,F:,线性放大器,54/74AS,S,：塑料单列直插,W:,稳压器,54/74ALS,T,：金属圆壳,D:,音响电视电路,54/74F,K,：金属菱形,B:,非线性电路,CMOS,电路为：,C,：陶瓷芯片载体,J:,接口电路,4000,系列,E,：塑料芯片载体,AD:A/D,转换器,54/74HC,G:,网络针棚阵列封装,DA:D/A,转换器,54/74HCT,SC:,通信专用电路,SOIC:,小引线封装,SS:,敏感电路,PCC:,塑料芯片载体,SW:,钟表电路,LCC,：陶瓷芯片载体,SJ:,机电仪电路,SF:,复印机电路,74,表示国际通用,74,系列（民用）；,54,表示国际通用,54,系列（军用）。,H,表示高速。,L,表示低速。,LS,表示低功耗。,C,表示只出现在,74,系列。,M,表示只出现在,54,系列。,1,TTL,集成电路,在实际工程中，最常用的数字集成电路主要有,TTL,和,CMOS,两大系列。,TTL,集成电路是用双极型晶体管作为基本元件集成在一块硅片上制成的，其品种、产量最多，应用也最广泛。国产的,TTL,集成电路有,T1000,T4000,系列，,T1000,系列与国标,CT54/74,系列及国际,SN54/74,通用系列相同。,54,系列与,74,系列,TTL,集成电路的主要区别是在其工作环境的温度上。,54,系列的工作环境温度为：,55,+125,；,74,系列的工作环境温度为：,0,70,。,TTL,集成电路的型号和逻辑功能没有直接联系，各种型号的,TTL,数字集成电路的功能可查阅数字集成电路手册。,2,CMOS,集成电路,CMOS,集成电路以单极型晶体管为基本元件制成，其发展迅速，主要是因为它具有功耗低、速度快、工作电源电压范围宽（如,CC4000,系列的工作电源电压为,3,18V,）、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、温度稳定性好及成本低等优点，尤其是它的制造与识别非常简单，为大批量生产提供了方便。,CMOS,集成电路的型号和逻辑功能没有直接联系，但末,2,位数或,3,位数与,TTL,集成电路的末,2,位数或,3,位数相同者，其逻辑功能是一样的，只是电源和有些参数不同而已。各种型号的,CMOS,集成电路的功能可查阅数字集成电路手册。,知识,4,集成电路的检测,1,集成电路的基本检测方法,集成电路的检测分为在线检测和脱机检测。,在线检测是测量集成电路各脚的直流电压，与集成电路各脚直流电压的标准值相比较，以此来判断集成电路质量的好坏。,脱机检测是测量集成电路各脚间的直流电阻，并与集成电路各脚间直流电阻的标准值相比较，从而判断集成电路的好坏。,如果测得的数据与集成电路资料上的数据相符，则可判断该集成电路是好的。,2,在线检测的技巧,在线检查集成电路各引脚的直流电压时，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笔上，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笔，找准欲测量集成电路的引脚接触好，另一只手可扶住电路板，保证测量时表笔不会滑动。,3,在线测量集成电路各脚的直流电流的技巧,测量电流需要将表笔串联在电路中，而集成电路引脚众多，焊接下来很不容易。用一个壁纸刀将集成电路的引脚与印制板的铜箔走线之间刻一个小口，将两个表笔搭在断口的两端，就可以方便地把万用表的直流电流挡串接在电路中。测量完该集成电路引脚的电流后，再用焊锡将断口连接起来即可。,4,集成电路的替换检测,集成电路的内部结构比较复杂，引脚数目也比较多，要直接测出集成电路的好坏如果没有专用设备是很难的，因此，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实验，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