集成電路,縮寫為IC;顧名思義,某些常用的電子組件(例如電阻器,電容器,晶體管等)以及這些組件之間的連接通過半導(dǎo)體技術(shù)電路與特定功能集成在一起。
集成電路的分類
功能結(jié)構(gòu):根據(jù)其功能和結(jié)構(gòu)可分為三類:模擬集成電路,數(shù)字集成電路和數(shù)字/模擬混合集成電路。
模擬集成電路:也稱為線性電路,用于生成,放大和處理各種模擬信號(幅度隨時(shí)間變化的信號,例如,來自半導(dǎo)體無線電的音頻信號,來自VCR的磁帶信號等)。輸入和輸出信號為比率。
數(shù)字集成電路用于生成,放大和處理各種數(shù)字信號(指時(shí)間和幅度具有離散值的信號。例如3G手機(jī),數(shù)碼相機(jī),計(jì)算機(jī)CPU,數(shù)字電視邏輯控制和回放音頻信號)和視頻信號)。
集成電路按整合水平的不同可分為:
SSIC小型集成電路;
MSIC中規(guī)模集成電路;
LSIC大規(guī)模集成電路;
VLSIC超大規(guī)模集成電路;
ULSIC超大規(guī)模集成電路;
GSIC大規(guī)模集成電路也稱為超大規(guī)模集成電路或超大規(guī)模集成電路。
不同的導(dǎo)電類型
集成電路根據(jù)其導(dǎo)電性類型可分為雙極集成電路和單極集成電路。它們都是數(shù)字集成電路。
雙極型集成電路的工藝復(fù)雜,功耗較大,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成電路的工藝簡單,功耗也較低,易于制成大規(guī)模集成電路,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
按目的
集成電路按目的可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦(微機(jī))用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專用集成電路。
應(yīng)用領(lǐng)域
根據(jù)集成電路的應(yīng)用領(lǐng)域,可以將其分為標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專用集成電路。
按形狀
集成電路按形狀可分為圓形(金屬外殼晶體管封裝型,一般適合用于大功率)、扁平型(穩(wěn)定性好,體積小)和雙列直插型。
集成電路的結(jié)構(gòu)和組成
集成電路是一種微型電子設(shè)備或組件。某種工藝用于互連電路中所需的晶體管,電阻器,電容器,電感器和其他組件以及布線,在小的或幾個(gè)小的半導(dǎo)體晶片或介電基板上制造,然后將它們封裝在包裝中,這已經(jīng)成為一種工藝。具有所需電路功能的微結(jié)構(gòu);所有組件都已整體結(jié)構(gòu)化,使電子組件朝著微型化,低功耗,智能和高可靠性邁出了一大步。
通常,我們使用自上而下的層次來理解集成電路,該集成電路更易于理解和組織。
集成系統(tǒng)
以手機(jī)為例。整個(gè)手機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的電路系統(tǒng)。它可以撥打電話,玩游戲,聽音樂和。。。。它由彼此連接的多個(gè)芯片,電阻器,電感器和電容器組成。稱為系統(tǒng)級。(當(dāng)然,隨著技術(shù)的發(fā)展,在芯片上構(gòu)建整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)也出現(xiàn)了很多年的SoC技術(shù)。
集成模塊
在整個(gè)系統(tǒng)中分為很多功能模塊各司其職。有的管理電源,有的負(fù)責(zé)通信,有的負(fù)責(zé)顯示,有的負(fù)責(zé)發(fā)聲,有的負(fù)責(zé)統(tǒng)領(lǐng)全局的計(jì)算,等等。我們稱為模塊級別。這里面每一個(gè)模塊都是一個(gè)宏大的領(lǐng)域,都聚集著無數(shù)人類智慧的結(jié)晶,也養(yǎng)活了很多公司。
寄存器傳輸
那么,每個(gè)模塊由什么組成?以在整個(gè)系統(tǒng)中占較大比例的數(shù)字電路模塊為例(它負(fù)責(zé)邏輯運(yùn)算,處理的電信號都是離散的0和1)。它由寄存器和組合邏輯電路組成。所謂的寄存器是可以臨時(shí)存儲邏輯值的電路結(jié)構(gòu)。它需要一個(gè)時(shí)鐘信號來控制存儲邏輯值的時(shí)間長度。
實(shí)際上,我們需要一個(gè)時(shí)鐘來測量時(shí)間長度,電路還需要一個(gè)時(shí)鐘信號來進(jìn)行整體布置。時(shí)鐘信號是周期穩(wěn)定的矩形波。實(shí)際上,一秒鐘的運(yùn)動是我們的基本時(shí)間尺度,而矩形波在電路中的一個(gè)周期就是它們所處世界的時(shí)間尺度。電路組件相應(yīng)地采取行動,并根據(jù)此時(shí)間范圍履行其義務(wù)。
集成電路的封裝形式
SOP小外形包裝:也稱為SOL和DFP,是一種非常常見的組件形式。同時(shí),它也是表面安裝封裝之一,并且引腳以海鷗翼形(L形)從封裝的兩側(cè)引出。包裝材料分為兩種:塑料和陶瓷。它始于1970年代后期。
SOP軟件包具有廣泛的應(yīng)用范圍。除了用于存儲器LSI,SOP在輸入和輸出端子不超過10-40的區(qū)域中也是流行的表面安裝封裝。后來,為了滿足生產(chǎn)需要,逐漸衍生出了SOJ,SSOP,TSSOP,SOIC等小型封裝。
PGA引腳網(wǎng)格陣列封裝
PGA芯片封裝通常用于微處理器的封裝中。通常,集成電路(IC)被封裝在陶瓷芯片中。陶瓷芯片的底部排列在方形銷釘中。這些引腳可以插入或焊接到電路板上。相應(yīng)的插座非常適合需要頻繁插入波的應(yīng)用。對于具有相同引腳的芯片,PGA封裝通常需要比常規(guī)雙列直插式封裝更小的面積。
PGA封裝具有更方便的插入操作,高可靠性和對更高頻率的適應(yīng)性的特點(diǎn)。早期的PenTIum芯片,InTel系列CPU中的80486以及PenTIum和PenTIumPro都使用此封裝。
BGA球柵陣列封裝
BGA封裝是對PGA引腳柵格陣列的改進(jìn)。這是一種封裝方法,其中某個(gè)表面以網(wǎng)格圖案排列以覆蓋引腳。可以將電子信號從集成電路傳輸?shù)狡渌诘挠∷㈦娐钒濉T贐GA封裝中,封裝底部的引腳被焊球代替。這些焊球可以手動配置,也可以通過自動機(jī)器配置,并且可以通過助焊劑進(jìn)行定位。
BGA封裝可提供比其他封裝(例如雙列直插式封裝或方形扁平封裝)更多的引腳。整個(gè)設(shè)備的底面可以用作引腳,該引腳的長度可以短于周圍的封裝類型。平均線長才能具有更高的高速性能。
DIP雙列直插式封裝
所謂的DIP雙列直插式封裝是指以雙列直插式格式封裝的集成電路芯片。大多數(shù)中小型集成電路IC都使用這種封裝,引腳數(shù)通常不超過100。采用DIP封裝的CPU芯片有兩排引腳,需要將其插入具有DIP結(jié)構(gòu)的芯片插槽中。DIP封裝的芯片應(yīng)小心插入并從芯片插槽中取出,以免損壞引腳。