大学物理课件半导体集成电路

1、大学物理课件半导大学物理课件半导体集成电路体集成电路第二局部 教学内容一、半导体集成电路根本知识半导体技术日臻完善，20世纪60年代出现的集成电路，标志着电子技术的开展进入到一个新的阶段。1集成电路的分类集成电路的一般分类如表11-1所示。表11-1集成电路的一般分类半导体集成膜混合集成2集成电路的识读方法塑料扁平封装双列直插式集成电路引脚编号排列的识读方法是：面对集成电路印有型号字体的外表，从有标记端的左侧第一脚起逆时针依次为、读完一侧后逆时针转另一侧再读，如图11-1a所示。 金属圆筒形集成电路的识读方法是：引脚朝下，以间隙最大处或凸键为标记，右边起逆时针方向依次为引脚、如图11-1b所示

2、。图11-1 集成电路引脚的识读二、集成功率放大器件及应用随着集成技术工艺的不断完善，目前功率放大电路已大量采用集成电路，形成系列的集成功率放大器件。例如音响设备和家用电器中的集成功率放大器件。集成功率放大器是由输入级、中间放大级和OTL输出级构成，如图11-2所示。它具有体积小、质量小、工作可靠、调试组装方便等优点，得到越来越广泛的应用。使用集成功率放大器的关键是弄清引脚功能、接线图和各外部元器件的作用。图11-2 集成功率放大器框图输入级由差分放大器组成，该电路可以减少直接耦合造成的直流工作点的不稳定，抑制零点漂移。 输入Ui 差分输入极 中间放大极 OTL输出极 输出Uo 中间放大电路要

3、求有高的电压放大倍数，所以由共射电路构成，它为输出级提供足够大的信号电压。输出级要驱动负载，所以要求输出电阻小，输出电压幅度高，输出功率大，因此采用互补对称功率放大电路。补对称功率放大电路。14100系列音频功放集成电路1外形图与引脚4100系列集成电路引脚分布及符号如图11-4所示。它是带散热片的脚双排插式塑料封装结构。其引脚可按图11-3放置逆时针方向依次编号。2典型工作电压4100系列集成电路中，由于型号不同，所需电源电压不同，那么各引脚工作电压也不一样。表11-3列出了该系列集成电路各引脚工作电压的典型值。在使用中，测量各引脚的直流电压，再与其典型值比较，是判断集成电路工作是否正常的有

4、效方法。表11-34100系列集成电路各引脚典型工作电压2BTL功率放大器BTL是桥式推挽无输出变压器功率放大器的英文缩写。它是在OCL、OTL功率放大电路的根底上开展起来的，具有良好的电气性能，并能得到很大的输出功率。BTL电路在音响中有广泛的应用。在OTL、OCL电路中，由于在输入信号的每半个周期内，OTL、OCL电路只有一半的晶体管和一半的电源在工作，电源利用率只有50%。假设要在负载电阻不变时获得较大的输出功率，唯一的方法是提高电源电压，这就提高了对元器件的选择要求，而采用BTL功放电路就可以解决这个矛盾。在相同负载值的情况下，理论上讲它的最大输出电压是实际OTL、OCL电路的2倍，输

5、出功率为4倍。三、555集成电路的应用1555时基电路简介555集成定时电路通常称为定时器也称555时基电路，它是一种中规模集成电路，具有功能强、使用灵活、适用范围宽等特点。通常只需外接少量阻容元件，就可以组成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态电路及施密特触发器等。别外555时基电路还可用于调光、调温、调压、调速度等多种控制电路。它有TTL型的，还有CMOS型的。由于它使用方便、价格低廉因此得到了广泛应用。CC7555的内部电路结构如图11-4a所示，图11-5b为外引线排列图。由图11-5a可以看出，电路可分成电阻分压器、电压比较器、根本RS触发器和输出缓冲级等 局部。(a)内部电

6、路结构 (b)外引线排列图图11-4 CC7555集成定时器1电阻分压器和电压比较器电阻分压器由三个等值电阻R组成，它对电源电压VDD分压，使比较器C1的“输入端电压为VDD，而比较器C2的“+输入端电压为VDD。当输入TH端的电压大于VDD时，比较器C1输出高电平1；假设加在的电压小于VDD时，比较器C2也输出高电平1。2根本RS触发器根本RS触发器由两个或非门组成。C1、C2的输出端即为根本RS触发器的输入端R、S。定时器的输出OUT=Q。3放电管V和输出缓冲器场效应管V作为放电开关它的栅极受根本RS触发器Q反端状态的控制。输出端的反相器构成输出缓冲器，主要作用是提高电流驱动能力，同时还可

7、隔离负载对定时器的影响。2集成定时器的其他应用1路灯自动控制器图11-5所示为路灯自动控制器的电原理图。其中V为光敏三极管3DU。有光照时，c-e之间的电阻变小；光暗时，c-e间电阻就变大。RP为可变电阻，L受控于小灯泡，白天因光线亮光敏管3DUc-e之间的电阻下降，脚分得的电压大于VCC4V，定时器的输出端 脚为低电平，所以小灯泡L不亮。天黑时光敏c-e间电阻增大，使低触发端脚电压小于VCC2V，于是脚输出高电平，小灯泡HL发光。调节RP可调节灯的亮度。图11-5 路灯自动控制电路 2触摸台灯 集成电路图11-6所示是一片555时基电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第脚放电完毕，第脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。图11-6触摸台灯电路 555时基电路的触发端，使555时基电路的输出由低电平变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555时基电路第脚内部截止，当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的信号电压由C2加至电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。 当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555时基电路第脚导通使C1放电，使第脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。第