​集成电路需要基础知识（一文看懂集成电路）

集成电路需要基础知识（一文看懂集成电路）

什么是IC（集成电路）？

集成电路(IC)是21世纪最重要的技术发展。它永远改变了电子世界，将电子产品的尺寸从冰箱大小缩小到手掌大小，甚至更小。

与早期电子产品中使用的真空管不同，与真空管相比，IC散发的热量更少，消耗的能量更少。它的可靠性也不是真空管可比的，是非常可靠的。

所以说，IC改变了电子产品的命运。

它降低了电子产品的价格；它还改变了电子设计，从使用分立（独立）电子元件到混合固态设备，将分立元件与IC相结合。IC非常小，除非借助显微镜，否则您无法看到它们之间的连接。因此，IC在我们的电子产品和几乎所有的控制设备中大量使用。

IC由互连的晶体管、电容器、电阻器、二极管等组成。这些组件与包含在小封装中的外部连接端子互连。

IC（集成电路）的分类

根据芯片尺寸，IC可分为以下4类：

SSI：小规模集成。每个芯片3–30个门。

MSI：中等规模的集成。每个芯片30–300个门。

LSI：大规模集成。每个芯片300–3,000个门。

VLSI：超大规模集成。每个芯片超过3,000个门。

根据制造它们的方法或技术，IC的类型可以分为三类：

1.薄膜和厚膜IC

2.单片IC

3.混合或多芯片IC

以下是对上述不同类型IC的简单说明。

Thin and Thick ICs（薄型和厚型IC）

在薄膜或厚膜IC中，集成了电阻器、电容器等无源元件，但二极管和晶体管作为单独的元件连接，形成一个完整的电路。商业生产的薄型和厚型IC仅仅是集成和分立（分离）组件的组合。

厚薄IC除了薄膜沉积的方法不同外，具有相似的特性，相似的外观。薄膜沉积方法区分薄IC和厚IC。

薄膜IC是通过在玻璃表面或陶瓷基底上沉积导电材料薄膜制成的。通过改变沉积在具有不同电阻率的材料上的薄膜的厚度，可以制造无源电子元件，如电阻器和电容器。

在厚膜IC中，丝印技术用于在陶瓷基板上创建所需的电路图案。厚膜IC有时也称为印刷薄膜。

筛网实际上是由精细的不锈钢丝网制成，而链接（连接）是具有导电、电阻或介电特性的糊状物。电路在高温炉中烧制，以便在印刷后将薄膜熔合到基板上。

Monolithic ICs（单片IC）

在单片IC中，分立元件、有源和无源元件以及它们之间的互连都形成在硅芯片上。monolithic这个词实际上源自两个希腊词“mono”，意思是一个或单个，而Lithos意思是石头。因此，单片电路是一种内置于单晶中的电路。

DIP（双列直插式封装）IC：在电子或微电子方面，双列直插封装（DIP或DIL）或双列直插引脚封装（DIPP）是具有矩形外壳和两排平行电连接引脚的电子元件封装。

单片IC是当今使用的最常见的IC类型。其生产成本低廉且可靠。商业制造的IC用作放大器、稳压器、AM接收器和计算机电路。然而，尽管单片IC具有所有这些优点和广阔的应用领域，但它也有局限性。单片IC元件之间的绝缘性较差。它还具有低额定功率、不可能制造绝缘体以及许多其他因素。

Hybrid or Multi chip ICs（混合或多芯片IC）

顾名思义，“Multi”，即多个独立的芯片相互连接。此类IC中包含的有源元件是扩散晶体管或二极管。无源元件是单个芯片上的扩散电阻或电容。

这些组件通过金属化图案连接。混合IC广泛用于5W至50W以上的高功率放大器应用。其性能优于单片IC。

除了以上三种IC，根据信号的不同，IC可分为数字集成电路（数字IC）、模拟集成电路（模拟IC）和混合信号IC。

数字集成电路：数字IC在基本数字系统上工作，即两个定义的电平，0和1（换句话说，分别为低和高或开和关）。微处理器和微控制器是包含数百万个触发器和逻辑门的数字IC的示例。

模拟集成电路：模拟IC通过处理连续信号（即模拟信号）来工作。OP-AMP（运算放大器）、NE 555定时器和传感器是模拟IC的示例。这些类型的IC用于放大、滤波、调制、解调等。

混合信号IC：混合信号集成电路是一种将数字和模拟IC结合在单个芯片上的IC。

IC的优势及应用

IC与那些通过互连分立元件制成的元件相比具有优势，其中一些元件尺寸小。它比分立电路小一千倍。它是一体式的（组件和互连位于单个硅芯片上）。它的重量很小。

它的生产成本也很低。它是可靠的，因为没有焊接接头。IC消耗很少的能量，并且可以在需要时轻松更换。它可以在非常高的温度下运行。不同类型的IC广泛应用于我们的电子设备，如大功率放大器、稳压器、电视接收器和计算机等。

不同类型IC的限制

尽管IC为我们提供了许多优势，但它也有局限性，其中一些是：

额定功率有限

它在低电压下工作

不可能获得高等级的PNP

运行时会产生噪音

其电阻器和电容器等组件取决于电压

它很脆弱，即它不能承受粗暴的处理等。

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