半導體集成電路的基本介紹

集成電路是20世紀50年代后期一60年代發展起來的一種新型半導體器件，其應用遍及人類生活的方方面面。現代計算、交流、制造和交通系統，包括互聯網，全都依賴于集成電路的存在。甚至很多學者認為有集成電路帶來的數字革命是人類歷史中最重要的事件。那么什么是集成電路?下面一起來看看：

1.概念

集成電路(integrated circuit)或稱微電路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”(也有用文字符號“N”等)表示。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。

從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·達林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開發了原型，但現代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎，但同時間也發展出近代實用的集成電路的羅伯特·諾伊斯，卻早于1990年就過世。

圖1 集成電路

2.特點

(1)專用性強。

(2)頻率特性好、速度快。

(3)體積小、質量輕、功能全。

(4)可靠性高、壽命長、安裝方便。

(5)集成電路需要外接一些輔助元件才能正常工作。

圖2 集成電路外形

3.優缺點

3.1優點

(1)電路簡單。由于采用了集成電路，簡化了整機電路的設計、調試和安裝，特別是采用一些專用集成電路后，整機電路顯得更為簡單。

(2)性價比高。相對于分立元器件電路而言，采用集成電路構成的整機電路性能指標更高，與分立電子元器件電路相比，集成電路的成本、價格更低。例如，集成運放電路的增益之高、零點漂移之小是分立電子元器件電路無法比擬的。

(3)可靠性強。集成電路具有可靠性高的優點，從而提高了整機電路工作的可靠性，提高了電路的工作性能和一致性。另外，采用集成電路后，電路中的焊點大幅度減少，出現虛焊的可能性下降，使整機電路工作更為可靠。

3.2缺點

(1)電路拆卸困難。集成電路的引腳很多，給修理、拆卸集成電路帶來了很大的困難，特別是引腳很多的四列集成電路，拆卸比轅困難。

(2)修理成本增加。當集成電路內電路中的部分電路出現故障時，通常必須整塊。

圖3 微電路

4.選擇事項

(1)對功能相同但封裝不同的集成電路應根據使用條件而定。

(2)對要求較高的電路，可選用參數指標高的集成電路，而對各項指標要求不太高的電路，就不一定要選擇高指標的產品。

(3)根據電路要求選擇。各種電子產品都由不同的電路組成，各部分電路功能不同，要求不同。例如，電源電路，是選用串聯型還是開關型、輸出電壓是多少、輸入電壓是多少等都是選擇時要考慮的。

(4)選擇集成電路時要了解所選集成電路的性能，因為不同類型的集成電路的參數各不相同。若不清楚，則要查閱有關資料。總之在將集成電路裝入電路前，要全面了解該集成電路的功能、電氣參數、引腳功能和排列規律等。

圖4 微芯片

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