常用元器件的识别与检测(9)精品的课件

1、第7章 常用集成电路的识读与检测集成电路（Integrated Circuit，缩写为IC）是一种微型电子器件或部件。集成电路是采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连在一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一起，成为具有所需电路功能的器件。集成电路具有体积小、耗电低、稳定性高等优点。 7.1 集成电路的分类1.按使用功能分类按使用功能主要分为模拟集成电路和数字集成电路两大类别。模拟集成电路主要有集成稳压器、运算放大器、功率放大器及专用集成电路等。数字集成电路按结构不同可分为单极型和双极型电路，单极型电路有JFET、NMOS、PMOS、C

2、MOS四种，双极型电路有DTL、TTL、ECL、HTL等。数字集成电路最常用的主要有TTL和CMOS两大系列。TTL集成电路。双极型三极管三极管集成电路，简称TTL电路，是一种性能优良的集成门电路，它的开关速度快、抗干扰能力强、负载能力强，因此应用也最广泛。TTL集成电路为正逻辑系统，即高电平（“1”）是大约3.6V的正电压，低电平（“0”）大约是0.2V0.35V。TTL集成电路主要有54系列和74系列两种。其中，54系列为军用产品，74系列为民用产品。在54/74系列后不加字母表示标准TTL电路（如7410），如加有L、H、S或LS等字母，分别表示低功耗、高速、肖特基和低功耗肖特基TTL电

3、路（如74H00表示高速TTL电路、74LS00表示低功耗肖特基TTL电路）。54/74系列产品，只要尾数相同（如74LS10和7410），则逻辑功能和引脚排列完全相同。常见TTL集成电路外形如图7.4所示。CMOS集成电路。CMOS集成电路以单极型晶体管为基本元件制成，是互补金属氧化物半导体集成电路的简称。由于CMOS电路功耗低、电源电压范围宽（318V）、抗干扰能力强、输入阻抗高、扇出能力强、温度稳定性好、成本低等优点，应用范围极广，尤其是它的制造工艺简单，为大量生产提供了方便。CMOS集成电路主要有4000系列、54/74HCXXX系列、54/74HCTXXX系列、54/74HCUXXX

4、四大类。2. 按制作工艺分类按制作工艺分类主要有膜集成电路和混合集成电路两大类别。其中，膜集成电路又分为厚膜集成电路（110m）和薄膜集成电路（小于1m）。膜集成电路和混合集成电路一般用于专用集成电路，通常称为模块，简称集成电路（IC）。3. 按集成度分类集成度是指一个硅片上含有元器件的数目，按集成度分主要有小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路等。 4. 按应用领域分类按应用领域不同，可以分为军用品、工业品和民用品（商用）等3大类。5. 按器件类型分类按器件类型不同，主要分为双极型集成电路、单极型（MOS）集成电路或BiMOS型集成电路3大类。其中，MOS集成电路又分为P沟道、N沟道、互补

5、对称型绝缘栅场效应管集成电路；BiMOS集成电路又分为双极与PMOS相结合、双极与NMOS相结合、双极与CMOS相结合的集成电路。7.2 集成稳压器7.2.1 集成稳压器的分类集成稳压器又叫集成稳压电源，电路形式大多采用串联稳压方式。集成稳压器与分立元件稳压器相比较具有外接元件少，使用方便，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。集成稳压器按出线端子多少和使用情况大致可分为三端固定式、三端可调式、多端可调式及单片开关式等几种。 1. 三端固定集成稳压器三端固定集成稳压器是一种串联调整式稳压器。它将全部电路集成在单块硅片上，整个集成稳压器只有输入、输出和公共3个引出端，使用非常方便。典型产品

6、有78XX正电压输出系列和79XX负电压输出系列。 78XX/79XX系列中的型号XX表示集成稳压器的输出电压的数值，以伏（V）为单位。两种系列稳压器输出的固定电压有5V、6V、7V、8V、9V、10V、12V、15V、18V、24V等。型号中间的字母通常表示输出电流大小，以78（或79）后面加字母来区分，L表示0.1A,M表示0.5A，无字母表示1.5A。如78L05表示+5V 0.1A。后缀英文字母表示输出电压容差与封装形式等。2. 三端可调集成稳压器三端可调集成稳压器可以输出连续可调的直流电压。常见的产品有XX117/XX217/XX317、XX137/XX237/XX337。XX117

7、/XX217/XX317系列稳压器可输出连续可调的正电压；XX137/XX237/XX337系列可输出连续可调的负电压。可调范围为1.25V37V，最大输出电流可达1.5A。典型产品有LM317/LM337等。 XX117/XX217/XX317和XX137/XX237/XX337两种系列可调稳压器外形封装一样，区别在于输出电压一个是正压，一个是负压。3.多端集成稳压器（1）多端固定集成稳压器多端固定集成稳压器分正、负输出，代表产品有CW1568、CW1468等，输出电压为-15V +15V。多端固定集成稳压器输出电流较小（100mA），要想得到较大输出电流，必须外接功率管。 （2）多端可调集

8、成稳压器多端可调集成稳压器取样电阻和保护电路的元件需要外接，它的外接端比较多，便于适应不同的用法。它的输出电压可调，以满足不同输出电压的要求。多端可调集成稳压器有输出正电压和负电压两种。输出正电压的产品有CW05系列（CW105、CW205、CW305）、CW723、CW1569、CW3085等，CW105的输出电压为+4.5V+40V；输出负电压的产品有CW04系列（CW104、CW204、CW304）、CW1563等，CW104的输出电压为-0.015V-40V。 4. 开关式集成稳压器开关式集成稳压器是最近几年发展的一种稳压电源，其效率特别高。它的工作原理与三端可调集成稳压器不同，是由直

9、流变交流（高频）再变直流的变换器。通常有脉冲宽度调制和脉冲频率调制两种，输出电压是可调的。以AN5900，TLJ494，HAL7524等为代表，广泛应用在微机、电视机和测量仪器等设备中。单片开关式集成稳压器的一个重要优点是具有较高的电源利用率，目前国内生产的CW1524、CW2524、CW3524系列是集成脉宽调制型，用它可以装成开关型稳压电源。7.2.2 集成稳压器的主要技术指标1.输出电压UO输出电压是指集成稳压器正常工作时的输出电压值。对于固定输出稳压器，它是常数；对于可调式输出稳压器，它是输出电压范围。2.输出电压偏差对于固定输出稳压器，实际输出的电压值和规定的输出电压之间往往有一定的

10、偏差。这个偏差值一般用百分比表示，也可以用电压值表示。3.最大输出电流Iomax最大输出电流指保证稳压器能够正常工作时所允许输出的最大电流。Io的大小往往与散热条件有关，散热条件好，Io可大些，但超不过Iomax。所以，集成稳压器使用时应加装散热片。4.最小输入电压UImin输人电压值在低于最小输入电压值时，稳压器将不能正常工作。5.最大输入电压UImax 最大输入电压是指稳压器安全工作时允许外加的最大电压值。6.最小输入、输出电压差值(UI-UO)最小输入、输出电压差值是指稳压器能够正常工作时的输入电压UI与输出电压UO的最小电压差值。一般UI-UO最小应为23V，如果此值太小，稳压器内部的

11、调整管将进入饱和区，使得稳压器不能正常工作。7.电压调整率SV当输入电压UI变化10%时输出电压相对变化量UO/UO的百分数称为电压调整率KV。此值越小，稳压性能越好。电压调整率能达到0.10.2%。（电压调整率是稳压系数Sr当UI/UI=10%的特例）。8输出电阻输出电阻是指在输入电压变化量UI为0时，输出电压变化量Uo与输出电流变化量Io的比值。它反映负载变化时的稳压性能，即稳压器带负载能力。RO越小，即UO越小，稳压性能越好，带负载能力越强。7.3 集成运算放大器的分类、特点及外形集成运算放大器，简称运放，是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。集成运放工作在放大

12、区时，输入和输出呈线性关系，所以又叫线性集成电路。集成运算放大器的品种繁多。根据内部封装放大器的个数，集成运算放大器可以分为单运放、双运放、四运放。 7.4 集成音频功率放大器的分类、特点及外形集成音频功率放大器简称集成功放。集成功放的作用是将前级电路送来的微弱电信号进行功率放大，产生足够大的电流推动扬声器完成电声转换。集成功放由于外围电路简单，调试方便，所以被广泛应用在各类音频功率放大电路中。 7.5 集成电路的识别7.5.1 国产集成电路的命名方法我国集成电路的型号命名采用与国际接轨的准则，一般由五部分组成，其各部分组成如图所示.7.5.2 国外集成电路的命名方法1.日本生产的集成电路型号

13、命名方法（1）日本东芝公司生产的集成电路型号由三部分组成 .（2）日本三洋公司生产的集成电路型号由两部分组成 .（3）日本日立公司生产的集成电路由四部分组成 （4）日本索尼公司生产的集成电路由三部分组成 (5)日本松下公司生产的集成电路由四部分组成 2. 美国生产的集成电路型号命名方法美国半导体集成电路型号命名由四部分组成.3. 集成电路国外部分公司及产品代号集成稳压器的型号由两部分组成。第一部分是字母，国标用“CW”表示，其中“C”表示中国，“W”表示稳压器；国外产品有LM、A、MC、PC等。第二部分是数字，表示不同的输出电压。国内外同类产品的数字意义完全一样。集成电路的型号一般都在表面印刷

14、（或者激光刻蚀）出来。集成电路有各种型号，命名有一定规律，一般是由前缀、数字编号、后缀组成。绝大部分国内外厂商生产的同一种集成电路，采用基本相同的数字编号，而以不同的字头代表不同的厂商，例如NE555，LM555,PC555,SG555分别是由不同国家和厂商生产的定时器电路，它们的功能、性能和封装、引脚排列也都一致，可以相互替换。7.5.3 集成电路封装形式及引脚识别1.封装形式集成电路封装形式是安装半导体集成电路芯片用的外壳。它不仅起着安装、固定、密封、保护芯片及增强电热性能等方面的作用，同时还通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上，这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件相连接，从

15、而实现内部芯片与外部电路的连接。 集成电路的封装形式有多种。按照封装外形分，主要有直插式封装、贴片式封装、BGA封装、CSP封装等类型。按照封装材料分，主要有金属封装、塑料封装和陶瓷封装等。 7.5.4 集成电路的引脚识别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。引脚排列的一般顺序为：1 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 在集成电路一角有一凹坑、色点或金属片。 3斜面、切角 在集成电路一角或散热片上有一斜

16、面切角。4无识别标记 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，从左下向右逆时针依次为、。 7.4 集成电路的检测集成电路常用的检测方法有在线测量法、非在线测量法（裸式测量法）。在线测量法是通过万用表检测集成电路在路（在电路中）直流电阻，对地交、直流电压及工作电流是否正常，来判断该集成电路是否损坏。这种方法是检测集成电路最常用和实用的方法。非在线测量法是在集成电路未接入电路时，通过万用表测量集成电路各引脚对应于接地引脚之间的正、反向直流电阻值，然后与已知正常同型号集成电路各引脚之间的直流电阻值进行比较，以确定其是否正常。非在线测量法测量示意图如图7.9所示。 7.

17、3.1直流电阻检测法直流电阻测量法是一种用万用表欧姆档直接在电路板上测量集成电路各引脚和外围元件的正、反向直流电阻值，并与正常数据进行比较，来发现和确定故障的一种方法。使用集成电路时，总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是连通的，在电路中该引脚称为地脚。由于集成电路内部元器件之间的连接都采用直接耦合，因此，集成电路的其他引脚与接地引脚之间都存在者确定的直流电阻。这种确定的直流电阻被称内部等效直流电阻，简称内阻。当拿到一块新的集成电路时，可通过用万用表测量各引脚的内阻来判断其好坏，若与标准值相差过大，则说明集成电路内部损坏。 7.3.2 总电流测量法 该法是通过检测集成电路电源进线的总电流，来判断测集成电路好坏的一种方法。由于被测集成电路内部绝大多数为直接耦合，被测集成电路损坏时（如某一个PN结击穿或开路）会引起后级饱和与截止，使总电流发生变化。所以通过测量总电流的方法可以判断测集成电路的好坏。也可用测量电源通路中电阻的电压降，用欧姆定律计算出总电流7.3.3 对地交、直流电压测量法这是一种在通电情况下，用万用表直流电压挡对直流供电电压、外围元件的工作电压进行测量，检测集成电路各引脚对地直流电压值，并与正常值相比较，进而压缩故障范围，找出损坏元件的测量方法。对于输出交流信号的输出端，此时不能用直流电压法来