项目7-集成电路的检测与识别.ppt

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 1A3种 图7 2W7800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IR是稳定的 而稳压器的公共端静态电流IW 6mA 也是稳定的 故负载RL上得到的电流I0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 CMOS4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 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流过集成电路造成的损坏 在没有排除负载短路故障情况下 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载不短路 新器件与新产品 片状集成电路片状集成电路具有引脚间距小 集成度高等优点 广泛用于彩电 笔记本电脑 移动电话 DVD等高新技术电子产品中 片状集成电路的封装有小型封装和矩形封装两种形式 小型封装有SOP和SOJ两种封装形式 这两种封装电路的引脚间距大多为1 27mm 1 0mm和0 76mm 其中SOJ占用印制板的面积更小 应用较为广泛 矩形封装有QFP和PLCC两种封装形式 PLCC比QFP更节省电路板的面积 但其焊点的检测较为困难 维修时拆焊更困难 此外 还有 COB 封装 即通常所称的 软黑胶 封装 它是将IC芯片直接粘在印制电路板上 通过芯片的引脚实现与印制板的连接 最后用黑色的塑胶包封 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 三端集成直流稳压器 集成功率放大器等 3 数字集成电路主要有TTL和CMOS两大系列 TTL集成电路的电源电压是5V CMOS集成电路的电源电压范围比较宽 可为3 18V 4 三端固定输出式集成稳压器有输出为正电压的78