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、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：定功能的器件，英文：Integrated Circuit，缩写，缩写 IC，俗称芯片。，俗称芯片。集成电路能执行一些特定的功能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。否先进的主要标志。一、一、 集成电路的类型和封装集成电路的类型和封装1、类型、类型 集成电路按功能可分为集成电路按功能可分为模拟集成电路模拟集成电路和和数字集成电路数字集成电路。模拟集成电路主。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：路。其中，双极型电路有：DTL TTL ECL HTL等；单极型有：等；单极型有：JFET NMOS PMOS CMOS四种。四种。2、封装、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。）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，）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、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。色点等。二、二、 常用模拟集成电路常用模拟集成电路n 模拟集成电路又称模拟集成电路又称线性集成电路线性集成电路，是一种，是一种输出信号输出信号与与输入信号输入信号成成比例关系比例关系，而内部放大器件，而内部放大器件工作在线性区工作在线性区的集成电路。按用途可分为的集成电路。按用途可分为运算运算放大器，放大器，直流直流稳压器，稳压器，功率功率放大器和放大器和电压电压比较器。比较器。1、集成运算放大器、集成运算放大器（1） 定义定义 简称运放，运算放大器就是一种高放大倍数的直流放大器，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）。（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）。路）。（2）组成）组成 运放一般由运放一般由输入级、中间级、输出级、偏置电路输入级、中间级、输出级、偏置电路四部分组成。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；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；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。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。工作点。（3）常用运放）常用运放 单运放：单运放：A741，NE5534，TL081， LM833 双运放：双运放：A747，LM358，NE5532，TL072，TL082 四运放：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。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，反向表示，反向输入端输入端“”表示。表示。（4）检测）检测方法一：方法一： 把运放接成一个放大系数为把运放接成一个放大系数为1的的P环节，反向输入端接环节，反向输入端接1V阶跃信号，阶跃信号，检测其输出端的电压值也应为检测其输出端的电压值也应为1V，运放好的。，运放好的。方法二：方法二：用万用表电阻档分别测出用万用表电阻档分别测出LM324的的A1A4各运放引脚的电阻值，不仅可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，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，选用选用R*1K档，从档，从A1开始，依次测出引脚的电阻值，只要各对应引脚之开始，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。间的电阻值基本相同，就说明参数的一致性较好。红表棒红表棒黑表棒黑表棒正常阻值（正常阻值（K）VCCGND4.56.5 GNDVCC1617.5VCCOUT21GNDOUT5965IN+VCC51IN-VCC562、集成稳压器、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。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）三端集成稳压器三端固定稳压器三端固定稳压器 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和和79XX系列，系列， 78XX输出输出正正电压，电压，79XX输出输出负负电压，有电压，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）三种档次 W7900系列的稳压块其输出电压的档次值与系列的稳压块其输出电压的档次值与W7800系列系列相同，但其管脚编号与相同，但其管脚编号与W7800系列不同。三端稳压块的输出系列不同。三端稳压块的输出电流按照型号的不同，有电流按照型号的不同，有1.5 A、0.5 A、0.1 A 3种。种。（2）三端固定输出稳压集成电路的应用电路）三端固定输出稳压集成电路的应用电路 图图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）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。可消除因负载电流跃变而引起输出电压的较大波动。图中图中l为整流滤波后的直流电压，为整流滤波后的直流电压，o为稳压后的输出电压。为稳压后的输出电压。图图7.3（a）所示为用）所示为用W7815和和W7915组成的双极性稳压电源输出电路，可组成的双极性稳压电源输出电路，可同时向负载提供同时向负载提供+15 V和和-15 V的直流电压。图的直流电压。图7.3（b）所示为三端稳压器）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。输出电压。图图7.3 双极性正、负电压输出电路双极性正、负电压输出电路三端可调稳压器三端可调稳压器 可输出连续可调的直流电压。可输出连续可调的直流电压。常见产品：常见产品：XX117/XX217M/XX317L，输出连续可调的，输出连续可调的正正电压，可调范电压，可调范 围围1.237V，最大输出电流分别是，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，输出连续可调的负负电压，可调范电压，可调范 围围1.237V；3、集成功率放大器、集成功率放大器 有小功率放大器、大功率放大器。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。小功率通用型集成功率放大器。 管脚管脚18之间外接阻容电路可改之间外接阻容电路可改变集成功放的电压放大倍数（变集成功放的电压放大倍数（20200），），18脚开路时电压放大倍数为脚开路时电压放大倍数为20， 18脚短路时电压放大倍脚短路时电压放大倍数为数为200。 LM386典型应用电路，用于对音频信号的放大。图中典型应用电路，用于对音频信号的放大。图中1-8端的端的R、C用来调节电压放大倍数；用来调节电压放大倍数；7端的端的C是去耦电路，防止电路自激振荡；是去耦电路，防止电路自激振荡；5端的端的R（10）、）、C（0.047）组成容性负载，用以抵消扬声器部分的）组成容性负载，用以抵消扬声器部分的感性负载；感性负载；5端的端的C（250F）为功放的输出电容。）为功放的输出电容。三、三、 常用数字集成电路常用数字集成电路 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（两大类：一种为组合逻辑电路，用于处理数字信号，俗称（Logic IC）；）；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，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。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最常用的数字集成电路主要有TTL(晶体管晶体管电平：晶体管晶体管电平：5V-1）和）和CMOS两大系列。两大系列。 系列系列子系列子系列名称名称型号型号功耗功耗工作电压工作电压TTL系列TTL普通系列74/5410mW4.755.25LSTTL低功耗TTL74/54LS2mWMOS系列COMS互补场效应管型40/451.25W38HCOMS高速CMOS74HC2.5W26ACTMOS先进的高速CMOS电路，“T”表示与TTL电平兼容74ACT2.5W4.55.5TTL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，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，主要有主要有54（军用）（军用）/74（民用）系列：（民用）系列： 54/74XX（标准型），（标准型）， 54/74LSXX（低功耗肖特基），（低功耗肖特基）， 54/74SXX（肖特基肖特基），）， 54/74ALSXX（先进先进低功耗肖特基），低功耗肖特基）， 54/74ASXX（先进肖特基），（先进肖特基）， 54/74FXX（高速高速）。）。 CMOS集成电路以单极型晶体管为基本元件制成。集成电路以单极型晶体管为基本元件制成。 主要有主要有4000系列、系列、 54/74HCXXX系列、系列、 54/74HCTXXX系列、系列、 54/74HCUXX四大类。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、数字集成电路的电路参数（1）电压参数）电压参数符号符号名称名称74系列系列74LS系列系列4000系列系列74HC系列系列UOH高电平输出电压高电平输出电压2.42.74.954.95U0L低电平输出电压低电平输出电压0.40.40.050.05UIH高电平输入电压高电平输入电压223.53.5UIH低电平输入电压低电平输入电压0.80.81.51n四、集成电路的引脚识别四、集成电路的引脚识别n集成电路的封装形式有晶体管式封装、扁平封装和直插式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：脚排列的一般顺序为：n1 缺口缺口 在集成电路的一端有一半圆形或方形的缺口。在集成电路的一端有一半圆形或方形的缺口。 2凹坑、色点或金属片凹坑、色点或金属片 在集成电路一角有一凹坑、色点或在集成电路一角有一凹坑、色点或金属片。金属片。 3斜面、切角斜面、切角 在集成电路一角或散热片上有一斜面切角。在集成电路一角或散热片上有一斜面切角。n4无识别标记无识别标记 在整个集成电路无任何识别标记，一般可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、针依次为、。 五、五、 集成电路的检测集成电路的检测1、集成电路的基本检测方法：在线检测与脱机检测。、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。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。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。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滑动造成短路，可将万用表的黑表笔与直流电压的“地地”端固定连接，端固定连接，方法是在方法是在“地地”端焊接一段带有绝缘层的铜导线，将铜导线的裸露部分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。电路板，保证测量时表笔不会滑动。3、集成电路的替换检测、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。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，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。载不短路。 技能与技巧技能与技巧项目小结项目小结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、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。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、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。放大器等。3、数字集成电路主要有、数字集成电路主要有TTL和和CMOS两大系列。两大系列。TTL集成电路的电压是集成电路的电压是 5V，CMOS集成电路的电源电压范围比较宽，可为集成电路的电源电压范围比较宽，可为318V.4、三端固定式集成稳压器有输出正电压的、三端固定式集成稳压器有输出正电压的78系列和负电压的系列和负电压的79系列。系列。5、三端可调输出式集成稳压器有输出正电压的、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；输出负电压的W137、W237、W337系列。系列。6、集成功率放大器分为小功率、中功率和大功率。、集成功率放大器分为小功率、中功率和大功率。课后练习课后练习1、集成电路按功能可分为哪两大类、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？、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？、集成功率放大器有哪些几种类？各有什么特点？4、TTL和和CMOS系列数字集成电路的主要区别是什么？在一个数字电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？路中能否同时运用这两种系列的集成电路？