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大規(guī)模集成電�
閱讀�10141時間�2011-03-18 16:09:23

  集成電路是采用專門的設(shè)計技�(shù)和特殊的集成工藝,把�(gòu)成半�(dǎo)體電路的晶體��二極��電阻�電容等基本元器件,制作在一塊半�(dǎo)體單晶片(例如硅或砷化鎵)或絕緣基片�,能完成特定功能或者系�(tǒng)功能的電路集�。大�(guī)模集成電路是指集成度(每塊芯片所包含的元器件�(shù))大�10的集成電路�

簡介

  集成電路取代了晶體管,為開發(fā)電子�(chǎn)品的各種功能鋪平了道�,并且大幅度降低了成�,第三代電子器件從此登上舞臺。它的誕�,使微處理器的出�(xiàn)成為了可�,也使計算機變成普通人可以親近的日常工�。集成技�(shù)的應(yīng)用,催生了更多方便快捷的電子�(chǎn)�,比如常見的手持電子計算�,就是基爾比繼集成電路之后的一個新�(fā)�。直到今�,硅材料仍然是我們電子器件的主要材料�

  1958�,在德克薩斯儀器公司工作的年輕工程師基爾比想出一個很好的主意,不僅在硅片上制造晶體管,還使硅片在可以控制的特定區(qū)域摻入其他的不同元素,改變其�(dǎo)電性做成電�;再在硅片表面形成的氧化層特定區(qū)域鍍一層金屬做成電�;然后按照電路設(shè)計要求將它們相互連接,使一塊小小的硅片具有電子線路的功�,人們稱之為集成電路,它就像一座顯微鏡下的城市�

  集成電路的發(fā)�,是電子�(chǎn)品工藝技�(shù)的一次革�,�(jìn)一步減小了電子�(shè)備的體積,由�,它們變得更�、更�。由于不同的電子元件大部分可以在同一塊硅片上制�,相互緊密連接在一�,因而減少了元件失效和引線斷裂的可能性,提高了電子設(shè)備的可靠�,也降低了電子產(chǎn)品制造的成本。為充分體現(xiàn)集成電路的優(yōu)越性,人們競相改�(jìn)工藝,努力在同樣尺寸的硅片上制造越來越多的電子元件�20世紀(jì)60年代初期,人們只能制做一塊硅片包含幾十個元件的小規(guī)模集成電路;20世紀(jì)70年代后期,人們已�(jīng)能夠在面�30平方毫米的一塊硅片上集成13萬個晶體管�20世紀(jì)90年代以來,超大規(guī)模集成電路技�(shù)迅速發(fā)展,人們已�(jīng)能在一塊指甲蓋大小的硅片上制做包含500萬個晶體管的集成電�,它的功能相�(dāng)�250�1945年發(fā)明的電子計算機,而當(dāng)年臺計算機重30�,需占用兩間房屋�

  集成電路的發(fā)�,大幅度地降低了電子�(chǎn)品成本,它們的尺寸奇跡般地減小,導(dǎo)致了家用電子計算機和手機的出�(xiàn),使從前專門機構(gòu)才能購置的電子裝置成為公眾可以使用的工具�

  用集成電路制造的電子裝置廉價、小�、可�、方�,令人們對電子技�(shù)刮目相看,它們的�(yīng)用迅速擴展到人類活動的眾多領(lǐng)�,成為革新傳�(tǒng)技�(shù)有力的手�,有效地提高了人類活動水��

及其特點

  大規(guī)模集成電路是利用氧化,光刻,擴散,外�,蒸鋁等集成工藝,把晶體�,電�,導(dǎo)線等集中制作在一小塊半導(dǎo)體(硅)基片�,構(gòu)成一個完整的電路。按功能可分為模擬集成電路和�(shù)字集成電路兩大類,其中大�(guī)模集成電路運算放大器(線性集成電�,以下簡稱集成運放)是模擬集成電路中�(yīng)用最廣泛�,它實質(zhì)上是一個高增益的直接耦合多級放大電路�

  大規(guī)模集成電路的特點

  1� 單個元件精度不�,受溫度影響也大,但元器件的性能參數(shù)比較一�,對稱性好。適合于組成差動電路�

  2� 阻值太高或太低的電阻不易制�,在集成電路中管子用得多而電阻用得少�

  3� 大電容和電感不易制�,多級放大電路都用直接耦合�

  4. 在大�(guī)模集成電路中,為了不使工藝復(fù)�,盡量采用單一類型的管�,元件種類也要少所�,集成電路在形式上和分立元件電路相比有很大的差別和特�。常用二極管和三極管組成的恒流源和電流源代替大的集電極電阻和提供微小的偏量電�,二極管用三極管的發(fā)射結(jié)代替

  5� 在大�(guī)模集成電路中,NPN管都做成縱向�,β大;PNP管都做成橫向�,β小而PN�(jié)耐壓�。NPN管和PNP管無法配對使�。對PNP管,β和(β+1)差別大,IB往往不能忽略�

分類

 ?。ㄒ唬┌垂δ芙Y(jié)�(gòu)分類集成電路按其功能、結(jié)�(gòu)的不�,可以分為模擬集成電�、數(shù)字集成電路和�(shù)/?;旌霞呻娐啡�?。模擬集成電路又稱線性電�,用來�(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(指幅度隨時間邊疆變化的信號。例如半�(dǎo)體收音機的音頻信號、錄放機的磁帶信號等�,其輸入信號和輸出信號成比例�(guān)�。而數(shù)字集成電路用來產(chǎn)�、放大和處理各種�(shù)字信號(指在時間上和幅度上離散取值的信號。例如VCD、DVD重放的音頻信號和視頻信號��

 ?。ǘ┌粗谱鞴に嚪诸惣呻娐钒粗谱鞴に嚳煞譃榘�?dǎo)體集成電路和薄膜集成電路。膜集成電路又分類厚膜集成電路和薄膜集成電路�

 ?。ㄈ┌醇啥雀叩头诸惣呻娐钒醇啥雀叩偷牟煌煞譃樾�?guī)模集成電�、中�(guī)模集成電�、大�(guī)模集成電�、超大規(guī)模集成電路、特大規(guī)模集成電路和巨大�(guī)模集成電��

 ?。ㄋ模┌�?dǎo)電類型不同分類集成電路按�(dǎo)電類型可分為雙極型集成電路和單極型集成電�,他們都是數(shù)字集成電�.雙極型集成電路的制作工藝�(fù)�,功耗較�,代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類�。單極型集成電路的制作工藝簡�,功耗也較低,易于制成大�(guī)模集成電�,代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類��

 ?。ㄎ澹┌从猛痉诸惣呻娐钒从猛究煞譃殡娨暀C用集成電路、音響用集成電路、影碟機用集成電路、錄像機用集成電�、電腦(微機)用集成電路、電子琴用集成電�、通信用集成電�、照相機用集成電�、遙控集成電�、語言集成電路、報警器用集成電路及各種專用集成電路�1.電視機用集成電路包括行、場掃描集成電路、中放集成電路、伴音集成電�、彩色解碼集成電路、AV/TV�(zhuǎn)換集成電�、開�(guān)電源集成電路、遙控集成電�、麗音解碼集成電�、畫中畫處理集成電路、微處理器(CPU)集成電路、存儲器集成電路��2.音響用集成電路包括AM/FM高中頻電�、立體聲解碼電路、音頻前置放大電�、音頻運算放大集成電路、音頻功率放大集成電�、環(huán)繞聲處理集成電路、電平驅(qū)動集成電�,電子音量控制集成電路、延時混響集成電�、電子開�(guān)集成電路等�3.影碟機用集成電路有系�(tǒng)控制集成電路、視頻編碼集成電�、MPEG解碼集成電路、音頻信號處理集成電�、音響效果集成電路、RF信號處理集成電路、數(shù)字信號處理集成電�、伺服集成電路、電動機�(qū)動集成電路等�4.錄像機用集成電路有系�(tǒng)控制集成電路、伺服集成電�、驅(qū)動集成電路、音頻處理集成電�、視頻處理集成電��

  (六)按�(yīng)用領(lǐng)域分集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域可分為�(biāo)�(zhǔn)通用集成電路和專用集成電��(�)按外形分集成電路按外形可分為圓形(金屬外殼晶體管封裝型,一般適合用于大功率)、扁平型(�(wěn)定性好,體積�)和雙列直插型.

命名方法

集成電路的命名方法

�(fā)�

  自本世紀(jì)�,真空電子管�(fā)明后,至今電子器件至今已�(jīng)歷了五代的發(fā)展過�。集成電路(IC)的誕生,使電子技�(shù)出現(xiàn)了劃時代的革�,它是現(xiàn)代電子技�(shù)和計算機�(fā)展的基礎(chǔ),也是微電子技�(shù)�(fā)展的�(biāo)��

  集成電路�(guī)模的劃分,目前在國際上尚無嚴(yán)�、確切的定義。在�(fā)展過程中,人們逐漸形成一種似乎比較一致的劃分意見,按芯片上所含邏輯門電路或晶體管的個數(shù)作為劃分�(biāo)�。一般人們將單塊芯片上包�100個元件或10個邏輯門以下的集成電路稱為小�(guī)模集成電�;而將元件�(shù)�100個以上�1000個以�,或邏輯門�10個以��100個以下的稱為中規(guī)模集成電�;門�(shù)�100─100000個元件的稱大�(guī)模集成電路(LSI�,門�(shù)超過5000個,或元件數(shù)高于10萬個的則稱超大�(guī)模集成電路(VLSI��

  電路集成化的最初設(shè)想是在晶體管興起不久�1952�,由英國科學(xué)家達(dá)默提出的。他�(shè)想按照電子線路的要求,將一個線路所包含的晶體管和二極管,以及其他必要的元件�(tǒng)�(tǒng)集合在一塊半�(dǎo)體晶片上,從而構(gòu)成一塊具有預(yù)定功能的電路�

  1958�,美國德克薩斯儀器公司的一位工程師基爾�,按照上述設(shè)�,制成了世界上塊集成電路。他使用一根半�(dǎo)體單晶硅制成了相移振蕩器,這個振蕩器所包含�4個元器件已不需要用金屬�(dǎo)線相連,硅棒本身既用為電子元器件的材�,又�(gòu)成使它們之間相連的通路�

  同年,另一家美國著名的仙童電子公司也宣稱研制成功集成電路。由該公司赫爾尼等人所�(fā)明的一整套制作微型晶體管的新工藝──“平面工藝“被移用到集成電路的制作�,使集成電路很快從實驗室研制試驗階段�(zhuǎn)入工�(yè)生產(chǎn)階段�

  1959�,德克薩斯儀器公司首先宣布建成世界上條集成電路生�(chǎn)��1962�,世界上出現(xiàn)了塊集成電路正式商品。雖然這預(yù)示著第三代電子器件已正式登上電子�(xué)舞臺�

  不久,世界范圍內(nèi)掀起了集成電路的研制熱�。早期的典型硅芯片為1.25毫米見方�60年代初,國際上出�(xiàn)的集成電路產(chǎn)�,每個硅片上的元件數(shù)�100個左��1967所已達(dá)�1000個晶體管,這標(biāo)志著大規(guī)模集成階段的開端;到1976�,發(fā)展到一個芯片上可集�1萬多個晶體管;�(jìn)�80年代以來,一塊硅片上有幾萬個晶體管的大�(guī)模集成電路已�(jīng)很普遍了,并且正在超大規(guī)模集成電路發(fā)�。如�,已出現(xiàn)屬于第五代的�(chǎn)�,在不到50平方毫米的硅芯片上集成的晶體管數(shù)激增到200萬只以上�

維庫電子通,電子知識,一查百��

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