IC元件

IC是集成電路（integrated circuit）英文的縮寫(xiě)，是通過(guò)一定的工藝，將晶體管、電阻、電容和電感等元件，制作在一塊半導(dǎo)體晶片上，形成一個(gè)完整的電路，然后通過(guò)封裝技術(shù)，封裝在管殼內(nèi)，成為一個(gè)擁有強(qiáng)大功能的元器件。在電路中用字母IC表示。

IC的種類(lèi)介紹

IC的種類(lèi)很多，可以分為幾大類(lèi)

一、模擬器件，包括運(yùn)放、比較器、電源器件等；

二、數(shù)字邏輯器件，包括74系列、40系列的門(mén)電路、觸發(fā)器、鎖存器、譯碼器、計(jì)數(shù)器，存儲(chǔ)器等等；

三、監(jiān)控器件，包括電源監(jiān)控（上電掉電復(fù)位電路）、程序監(jiān)控（看門(mén)狗）電路等；

四、綜合性器件，兼有數(shù)字和模擬功能，如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、帶有A/D、D/A的單片機(jī)，等等，另外還有一些專(zhuān)用的控制電路。

IC元件封裝

一、根據(jù)封裝形式

在SMD集成電路中，IC的主要封裝形式可分為

QFP：四方形封裝

TQFP：薄四方形封裝

SOP：小型封裝

PLCC：寬腳距塑料封裝

SOT：小型晶體管

BGA：球狀柵陣列

DIP：雙列直插封裝

SIP：?jiǎn)瘟兄辈宸庋b

SOJ：J形腳封裝

CLCC：寬腳距陶瓷封裝

PGA：針狀柵陣列

二、按功能結(jié)構(gòu)

IC按其功能、結(jié)構(gòu)的不同，可以分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路和數(shù)/?；旌霞呻娐啡箢?lèi)。

模擬集成電路又稱(chēng)線(xiàn)性電路,用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種模擬信號(hào)（指幅度隨時(shí)間變化的信號(hào)。例如半導(dǎo)體收音機(jī)的音頻信號(hào)、錄放機(jī)的磁帶信號(hào)等），其輸入信號(hào)和輸出信號(hào)成比例關(guān)系。而數(shù)字集成電路用來(lái)產(chǎn)生、放大和處理各種數(shù)字信號(hào)（指在時(shí)間上和幅度上離散取值的信號(hào)。例如3G手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電腦CPU、數(shù)字電視的邏輯控制和重放的音頻信號(hào)和視頻信號(hào)）。

三、按制作工藝

集成電路按制作工藝可分為半導(dǎo)體集成電路和膜集成電路。

膜集成電路又分類(lèi)厚膜集成電路和薄膜集成電路。

四、按集成度高低

集成電路按集成度高低的不同可分為：

SSIC 小規(guī)模集成電路(Small Scale Integrated circuits)

MSIC 中規(guī)模集成電路(Medium Scale Integrated circuits)

LSIC 大規(guī)模集成電路(Large Scale Integrated circuits)

VLSIC 超大規(guī)模集成電路(Very Large Scale Integrated circuits)

ULSIC特大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale Integrated circuits)

GSIC 巨大規(guī)模集成電路也被稱(chēng)作極大規(guī)模集成電路或超特大規(guī)模集成電路(Giga Scale Integration)。

五、導(dǎo)電類(lèi)型不同

集成電路按導(dǎo)電類(lèi)型可分為雙極型集成電路和單極型集成電路，他們都是數(shù)字集成電路。

雙極型集成電路的制作工藝復(fù)雜，功耗較大，代表集成電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類(lèi)型。單極型集成電路的制作工藝簡(jiǎn)單，功耗也較低，易于制成大規(guī)模集成電路，代表集成電路有CMOS、NMOS、PMOS等類(lèi)型。

六、按用途

集成電路按用途可分為電視機(jī)用集成電路、音響用集成電路、影碟機(jī)用集成電路、錄像機(jī)用集成電路、電腦（微機(jī)）用集成電路、電子琴用集成電路、通信用集成電路、照相機(jī)用集成電路、遙控集成電路、語(yǔ)言集成電路、報(bào)警器用集成電路及各種專(zhuān)用集成電路。

七、按應(yīng)用領(lǐng)域分

集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域可分為標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路和專(zhuān)用集成電路。

八、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（穩(wěn)定性好，體積小）和雙列直插型。

隨著技術(shù)的發(fā)展，IC正朝著小型化的方向發(fā)展，功能越來(lái)越強(qiáng)大，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用

PCB電路設(shè)計(jì)中的IC代換技巧

在PCB電路設(shè)計(jì)中會(huì)遇到需要代換IC的時(shí)候，下面就來(lái)分享一下在代換IC時(shí)的技巧，幫助設(shè)計(jì)師在PCB電路設(shè)計(jì)時(shí)能更完美。

一、直接代換

直接代換是指用其他IC不經(jīng)任何改動(dòng)而直接取代原來(lái)的IC，代換后不影響機(jī)器的主要性能與指標(biāo)。

其代換原則是：代換IC的功能、性能指標(biāo)、封裝形式、引腳用途、引腳序號(hào)和間隔等幾方面均相同。其中IC的功能相同不僅指功能相同，還應(yīng)注意邏輯極性相同，即輸出輸入電平極性、電壓、電流幅度必須相同。性能指標(biāo)是指IC的主要電參數(shù)(或主要特性曲線(xiàn))、最大耗散功率、最高工作電壓、頻率范圍及各信號(hào)輸入、輸出阻抗等參數(shù)要與原IC相近。功率小的代用件要加大散熱片。

1、同一型號(hào)IC的代換

同一型號(hào)IC的代換一般是可靠的，安裝集成PCB電路時(shí)，要注意方向不要搞錯(cuò)，否則，通電時(shí)集成PCB電路很可能被燒毀。有的單列直插式功放IC，雖型號(hào)、功能、特性相同，但引腳排列順序的方向是有所不同的。例如，雙聲道功放ICLA4507，引腳有“正”、“反”之分，其起始腳標(biāo)注(色點(diǎn)或凹坑)方向不同：沒(méi)有后綴與后綴為“R”，的IC等，例如M5115P與M5115RP。

2、型號(hào)前綴字母相同、數(shù)字不同IC的代換

這種代換只要相互間的引腳功能完全相同，其內(nèi)部PCB電路和電參數(shù)稍有差異，也可相互直接代換。如：伴音中放ICLA1363和LA1365，后者比前者在IC第5腳內(nèi)部增加了一個(gè)穩(wěn)壓二極管，其它完全一樣。

一般情況下，前綴字母是表示生產(chǎn)廠(chǎng)家及PCB電路的類(lèi)別，前綴字母后面的數(shù)字相同，大多數(shù)可以直接代換。但也少數(shù)特例，雖數(shù)字相同，但功能卻完全不同。例如，HA1364是伴音IC，而uPC1364是色解碼IC;數(shù)字是4558的，8腳的是運(yùn)算放大器NJM4558，14腳的是CD4558數(shù)字PCB電路;故二者完全不能代換。所以一定還要看引腳功能。

有的廠(chǎng)家引進(jìn)未封裝的IC芯片，然后加工成按本廠(chǎng)命名的產(chǎn)品，還有為了提高某些參數(shù)指標(biāo)而改進(jìn)的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品常用不同型號(hào)進(jìn)行命名或用型號(hào)后綴加以區(qū)別。例如，AN380與uPC1380可以直接代換，AN5620、TEA5620、DG5620等可以直接代換。

二、非直接代換

非直接代換是指不能進(jìn)行直接代換的IC稍加修改外圍PCB電路，改變?cè)_的排列或增減個(gè)別元件等，使之成為可代換的IC的方法。

代換原則：代換所用的IC可與原來(lái)的IC引腳功能不同、外形不同，但功能要相同，特性要相近;代換后不應(yīng)影響原機(jī)性能。

1、不同封裝IC的代換

相同類(lèi)型的IC芯片，但封裝外形不同，代換時(shí)只要將新器件的引腳按原器件引腳的形狀和排列進(jìn)行整形。例如，AFTPCB電路CA3064和CA3064E，前者為圓形封裝，輻射狀引腳：后者為雙列直插塑料封裝，兩者內(nèi)部特性完全一樣，按引腳功能進(jìn)行連接即可。雙列ICAN7114、AN7115與LA4100、LA4102封裝形式基本相同，引腳和散熱片正好都相差180度。前面提到的AN5620帶散熱片雙列直插16腳封裝、TEA5620雙列直插18腳封裝，9、10腳位于集成PCB電路的右邊，相當(dāng)于AN5620的散熱片，二者其它腳排列一樣，將9、10腳連起來(lái)接地即可使用。

2、PCB電路功能相同但個(gè)別引腳功能不同lC的代換

代換時(shí)可根據(jù)各個(gè)型號(hào)IC的具體參數(shù)及說(shuō)明進(jìn)行。如電視機(jī)中的AGC、視頻信號(hào)輸出有正、負(fù)極性的區(qū)別，只要在輸出端加接倒相器后即可代換。

3、類(lèi)塑相同但引腳功能不同IC的代換

這種代換需要改變外圍PCB電路及引腳排列，因而需要一定的理論知識(shí)、完整的資料和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與技巧。

4、有些空腳不應(yīng)擅自接地

內(nèi)部等效PCB電路和應(yīng)用PCB電路中有的引出腳沒(méi)有標(biāo)明，遇到空的引出腳時(shí)，不應(yīng)擅自接地，這些引出腳為更替或備用腳，有時(shí)也作為內(nèi)部連接。

5、組合代換

組合代換就是把同一型號(hào)的多塊IC內(nèi)部未受損的PCB電路部分，重新組合成一塊完整的IC，用以代替功能不良的IC的方法。對(duì)買(mǎi)不到原配IC的情況下是十分適用的。但要求所利用IC內(nèi)部完好的PCB電路一定要有接口引出腳。

非直接代換關(guān)鍵是要查清楚互相代換的兩種IC的基本電參數(shù)、內(nèi)部等效PCB電路、各引腳的功能、IC部元件之間連接關(guān)系的資料。實(shí)際操作時(shí)予以注意。

(1)集成PCB電路引腳的編號(hào)順序，切勿接錯(cuò);

(2)為適應(yīng)代換后的IC的特點(diǎn)，與其相連的外圍PCB電路的元件要作相應(yīng)的改變;

(3)電源電壓要與代換后的工C相符，如果原PCB電路中電源電壓高，應(yīng)設(shè)法降壓;電壓低，要看代換IC能否工作;

(4)代換以后要測(cè)量IC的靜態(tài)工作電流，如電流遠(yuǎn)大于正常值，則說(shuō)明PCB電路可能產(chǎn)生自激，這時(shí)須進(jìn)行去耦、調(diào)整。若增益與原來(lái)有所差別，可調(diào)整反饋電阻阻值;

(5)代換后IC的輸入、輸出阻抗要與原PCB電路相匹配;檢查其驅(qū)動(dòng)能力;

(6)在改動(dòng)時(shí)要充分利用原PCB電路板上的腳孔和引線(xiàn)，外接引線(xiàn)要求整齊，避免前后交叉，以便檢查和防止PCB電路自激，特別是防止高頻自激;

(7)在通電前電源Vcc回路里最好再串接一直流電流表，降壓電阻阻值由大到小觀察集成PCB電路總電流的變化是否正常。

6、用分立元件代換IC

有時(shí)可用分立元件代換IC中被損壞的部分，使其恢復(fù)功能。代換前應(yīng)了解該IC的內(nèi)部功能原理、每個(gè)引出腳的正常電壓、波形圖及與外圍元件組成PCB電路的工作原理。同時(shí)還應(yīng)考慮：

(1)信號(hào)能否從工C中取出接至外圍PCB電路的輸入端：

(2)經(jīng)外圍PCB電路處理后的信號(hào)，能否連接到集成PCB電路內(nèi)部的下一級(jí)去進(jìn)行再處理(連接時(shí)的信號(hào)匹配應(yīng)不影響其主要參數(shù)和性能)。如中放IC損壞，從典型應(yīng)用PCB電路和內(nèi)部PCB電路看，由伴音中放、鑒頻以及晉頻放大級(jí)成，可用信號(hào)輸入法找出損壞部分，若是音頻放大部分損壞，則可用分立元件代替。

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