集成电路基础及应用

集成电路基础及应用

集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别，而具体功能更是数不胜数，其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC，精密产品中用贴片封装的IC等。

集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的，当时只集成了十几个元器件。 后来集成度越来越高，也有了今天的P－III。

对于CMOS型IC，特别要注意防止静电击穿IC，最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数，如 工作电压，散热等。数字IC多用＋5V的工作电压，模拟IC工作电压各异。集成电路有各种型号，其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别，后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器LM386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品，LM代表线性电路，N代表塑料双列直插。这里有各大IC生产公司的商标及其器件型号前缀。

集成电路型号众多，随着技术的发展，又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现，为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时，若没有专用的集成电路可以应用，就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路，同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中，有许多常用的集成电路，如NE555（时基电路）、LM324（四个集成的运算放大器）、TDA2822（双声道小功率放大器）、KD9300（单曲音乐集成电路）、LM317（三端可调稳压器）等。

为了您的方便使用，Bitbaby以后将在网站上建立一个集成电路数据库，您可以通过WEB查询获得各种集成电路的参数及常用集成电路的典型应用。敬请期待……

这里有些集成电路的样子：
标准的双列直插集成电路：
标准的单列直插集成电路： 
软包封集成电路：

功率类集成电路：

 三端稳压IC

电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管，TO-220的标准封装，也有9013样子的TO-92封装。

用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压，如7806表示输出电压为正6V，7909表示输出电压为负9V。

78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产，80年代就有了，通常前缀为生产厂家的代号，如TA7805是东芝的产品，AN7909是松下的产品。

有时在数字78或79后面还有一个M或L，如78M12或79L24，用来区别输出电流和封装形式等， 其中78L调系列的最大输出电流为100mA， 78M系列最大输出电流为1A，78系列最大输出电流为1．5A。它的封装也有多种，详见图。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点，因此用得比较多。 79系列除了输出电压为负。引出脚排列不 同以外，命名方法、外形等均与78系列的相同。

因为三端固定集成稳压电路的使用方便，电子制作中经常采用，可以用来改装分立元件的稳压电源，也经常用作电子设备的工作电源。电路图如图所示。

注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错，不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V，否则不能输出稳定的电压，一般应使电压差保持在4-5V，即经变压器变压，二极管整流，电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。

在实际应用中，应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器（当然小功率的条件下不用）。当稳压管温度过高时，稳压性能将变差，甚至损坏。

当制作中需要一个能输出1．5A以上电流的稳压电源，通常采用几块三端稳压电路并联起来，使其最大输出电流为N个1．5A，但应用时需注意：并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品，以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量，以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。

语音集成电路

电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路，一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软包封，即芯片直接用黑胶封装在一小块电路板上。语音IC一般还需要少量外围元件才能工作，它们可直接焊到这块电路板上。

别看语音IC应用电路很简单，但是它确确实实是一片含有成千上万个晶体管芯的集成电路。其内部含有振荡器、节拍器、音色发生器、ROM、地址计算器和控制输出电路等。 音乐片内可存储一首或多首世界名曲，价格很便宜，几角钱一片。音乐门铃都是用这种音乐片装的，其实成本很低。

不同的语言片内存储了各种动物的叫声，简短语言等，价格要比音乐片贵些。但因为有趣，其应用越来越多。会说话的计算器、倒车告警器、报时钟表等。语音电路尽管品种不少，但不能根据用户随时的要求发出声音， 因为商品化的语音产品采用掩膜工艺，发声的语音是做死的，使成本得到了控制。

一般语音集成电路的生产厂家都可以特别定制语音的内容，但因为要掩模，要求数量千片以上。近年来出现的OTP语音电路解决了这一问题。OTP就是一次性可编程的意思，就是厂家生产出来的芯片，里面是空的，内容由用户写入（需开发设备），一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不会丢失。它的出现为开发人员试制样机提供了方便，特别适合于小批量生产。

业余制作采用可录放的语言电路是十分方便的，UM5506、ISD1400、ISD2500等，外围元件极少。bitbaby第一次知道可录放语音集成电路，是在九几年的无线电杂志上，记得那时是UM5101和T6668，都是用41256等DRAM的。那时多想有那么一套，不用磁带就可以录音的怪物，还能在放音时随意变调呢。早期的数码留言机也用它们，由于使用DRAM，如果没有后备电池，一旦断电后，所有的信息都会丢失。

现在采用EEPROM的语音电路大大方便了电子爱好者，它随录随放，不怕掉电，使用方便，外围元件少。只是价格较贵些，每秒钟成本约1元人民币。这类语音录放集成电路首推（美国）ISD公司的ISD系列。国内、台湾都有厂家生产兼容的芯片及软包封的芯片、模块，但从结构来看，猜想来自于ISD。

如果您对语音集成电路很感兴趣，请密切留意bitbaby的网站。为了让您更好地了解语音IC，bitbaby以后将把精心收集的语音IC应用图集贴到网上来，以方便您查询使用。

这里是几张语音IC的图片：

这是经典的KD9300门铃音乐芯片：
这是“请注意－倒车”的语言片： 
这是能够驱动十二个LED闪光的芯片
这是软包封的ISD1420芯片：（好贵：－（

数字集成电路

数字集成电路产品的种类很多种。数字集成电路构成了各种逻辑电路，如各种门电路、编译码器、触发器、计数器、寄存器等。它们广泛地应用在生活中的方方面面，小至电子表，大至计算机，都是有数字集成电路构成的。

结构上，可分成TTL型和CMOS型两类。74LS/HC等系列是最常见的TTL电路，它们使用5V的电压，逻辑“0”输出电压为小于等于0.2V，逻辑“1”输出电压约为3V。CMOS数字集成电路的工作电压范围宽，静态功耗低，抗干扰能力强，更具优点。数字集成电路有个特点，就是它们的供电引脚，如16脚的集成电路，其第8脚是电源负极，16脚是电源正极；14脚的，它的第7脚是电源的正极。

通常CMOS集成电路工作电压范围为3-18V，所以不必像TTL集成电路那样，要用正正好好的5V电压。CMOS集成电路的输入阻抗很高，这意味着驱动CMOS集成电路时，所消耗的驱动功率几乎可以不计。同时CMOS集成电路的耗电也非常的省，用CMOS集成电路制作的电子产品，通常都可以用干电池供电。

CMOS集成电路的输出电流不是很大，大概为10mA左右，但是在一般的电子制作中，驱动一个LED发光二极管还是没有问题的。此外，CMOS集成电路的抗干扰能力也较强，即行话所说的噪声容限较大，且电源电压越高，抗干扰能力越强。

电子制作中常用的数字集成电路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型号，建议多买些备用。市场上的数字集成电路进口的较多，产品型号的前缀代表生产公司，常见的有MC1XXXX（摩托罗拉）、CDXXXX（美国无线电RCA）、HEFXXXX（飞利普）、TCXXXX（东芝）、HCXXXX（日立）等。一般来说，只要型号相同，不同公司的产品可以互换。

需要注意的是，CMOS集成电路容易被静电击穿，因此需要妥善保存。一般要放在防静电原包装条中，或用锡箔纸包好。另外焊接的时候，要用接地良好的电烙铁焊，或者索性拔掉插头，利用余热焊接。不过说实话，现在的CMOS集成电路因为改进了生产工艺，防静电能力都有很大提高，不少人都不太注意为CMOS集成电路防静电，IC却也活着。

这里是TC4066（电子模拟开关） 的外形图：

模拟集成电路

模拟集成电路被广泛地应用在各种视听设备中。收录机、电视机、音响设备等，即使冠上了“数码设备”的好名声，却也离不开模拟集成电路。

实际上，模拟集成电路在应用上比数字集成电路复杂些。每个数字集成电路只要元器件良好，一般都能按预定的功能工作，即使电路工作不正常，检修起来也比较方便，1是1，0是0，不含糊。模拟集成电路就不一样了，一般需要一定数量的外围元件配合它工作。那么，既然是“集成电路”，为什么不把外围元件都做进去呢？这是因为集成电路制作工艺上的限制，也是为了让集成电路更多地适应于不同的应用电路。

对于模拟集成电路的参数、在线各管脚电压，家电维修人员是很关注的，它们就是凭借这些判断故障的。对业余电子爱好者来说，只要掌握常用的集成电路是做什么用的就行了，要用时去查找相关的资料。

许多电子爱好者都是从装收音机、音响放大器开始的，用集成电路装，确实是一种乐趣。相信大家对这两者也都感兴趣。装的收音机有两种，一是AM中波的，通常用CIC7642、TA7641集成块装。另一种是FM调频的，通常要求具有一定的水平，用TDA7010、TDA7021、TDA7088，CXA1019（CXA1191）、CXA1238等。这些集成块也是收音机长商所采用的经典IC。

CIC7642外形象一个9013，仅三个引脚，工作于1.5V下，其内部集成了多个三极管，用于组装直放式收音机，而且极易成功，因此许多电子入门套件少不了它。其兼容型号为MK484、YS414，许多进口的微型收音机、电子表收音机都用。
TA7641P装出来的收音机为超外差式，性能要好，但是因为有中周，制作调试都有点复杂，如果能买到套件组装，那也不算麻烦（照着指示把元件焊到电路板上就行啦：－〕。
TDA7000系列是飞利普公司的产品，有bitbaby没见过的TDA7000，以及TDA7010T，TDA7021T，TDA7088T， 后三者有个后缀T，表示是微型贴片封装的。bitbaby也没见过标准DIP（双列直插塑封）封装的，所以尽管它们的应用电路简单，做起来可麻烦，整个集成电路和一粒赤豆差不多大。（下面有图）TDA7088T是可以用变容管和电位器实现电调谐的。
CXA1019是索尼公司生产的， CXA1191是它的改进型号，它们被称为单片AM/FM收音集成电路，因为一片IC包含了从高频放大、本振到中频放大、低频（音频）放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立体声收音集成电路，它不包括音频放大器，但有立体声解码功能，通常用于WALKMAN收放机等。
这里有个知识，就是CXA的收音IC同一型号有三种不同的大小（即后缀M型为贴片封装，S型为小型封装，P型为DIP封装）。

音响功放电路也是电子爱好者们津津乐道的话题。通过亲手制作，不但深入了解了原理，更是具有意义。bitbaby并不是发烧友（也烧不起），对吹毛求疵的“金耳朵”更是持有怀疑态度。请各位新手不要误入歧途。做一套实用的音响才是聪明之举，不要相信什么“把XXXX IC换成运放之皇NE5532后效果立竿见影”。

Bitbaby帮别人装过许多功放，也有不少经验。有的虽然只是用收录机用的功放集成块，但因为用了较大功率的电位器、较大容量的滤波电容、较大口径的扬声器，效果还是比收录机好。

TA7240P是收录机中常用的功放IC，双声道，各5.8W，12V左右供电，音质一般般。
TDA1521是高保真功放IC，功率较大，音质较好，上点档次的电脑有源音箱也都用该集成块。
LM1875（TDA2003、TDA2030、TDA2030A）等应用电路差不多，功率不同，TDA2030A是TDA2030的改进型，功率稍大。这些集成块应用也很多，但假货也多，有的假货是用廉价IC打磨过的，有的则是粗制滥造。 
傻瓜功放是一种厚膜集成电路，其实不过是把各分立元件封装在一起，只有输入引脚用来接音源，输出引脚接音箱，以及电源引脚，方便了使用。
此外，还有TDA2822、LM386等的小功率音频放大器，在电池供电的产品中作功放。用它们也可做有源音箱，廉价的有源音箱就用它们。