集成電路小簡(jiǎn)介

第一節(jié) 模擬集成電路

模擬集成電路被廣泛地應(yīng)用在各種視聽(tīng)設(shè)備中。收錄機(jī)、電視機(jī)、音響設(shè)備等，即使冠上了“數(shù)碼設(shè)備”的好名聲，卻也離不開(kāi)模擬集成電路。

實(shí)際上，模擬集成電路在應(yīng)用上比數(shù)字集成電路復(fù)雜些。每個(gè)數(shù)字集成電路只要元器件良好，一般都能按預(yù)定的功能工作，即使電路工作不正常，檢修起來(lái)也比較方便，1是1，0是0，不含糊。模擬集成電路就不一樣了，一般需要一定數(shù)量的外圍元件配合它工作。那么，既然是“集成電路”，為什么不把外圍元件都做進(jìn)去呢?這是因?yàn)榧呻娐分谱鞴に嚿系南拗?，也是為了讓集成電路更多地適應(yīng)于不同的應(yīng)用電路。

對(duì)于模擬集成電路的參數(shù)、在線各管腳電壓，家電維修人員是很關(guān)注的，它們就是憑借這些判斷故障的。對(duì)業(yè)余電子愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，只要掌握常用的集成電路是做什么用的就行了，要用時(shí)去查找相關(guān)的資料。

許多電子愛(ài)好者都是從裝收音機(jī)、音響放大器開(kāi)始的，用集成電路裝，確實(shí)是一種樂(lè)趣。相信大家對(duì)這兩者也都感興趣。裝的收音機(jī)有兩種，一是AM中波的，通常用CIC7642、TA7641集成塊裝。另一種是FM調(diào)頻的，通常要求具有一定的水平，用TDA7010、TDA7021、TDA7088，CXA1019(CXA1191)、CXA1238等。這些集成塊也是收音機(jī)長(zhǎng)商所采用的經(jīng)典IC。

CIC7642外形象一個(gè)9013，僅三個(gè)引腳，工作于1.5V下，其內(nèi)部集成了多個(gè)三極管，用于組裝直放式收音機(jī)，而且極易成功，因此許多電子入門套件少不了它。其兼容型號(hào)為MK484、YS414，許多進(jìn)口的微型收音機(jī)、電子表收音機(jī)都用。

TA7641P裝出來(lái)的收音機(jī)為超外差式，性能要好，但是因?yàn)橛兄兄埽谱髡{(diào)試都有點(diǎn)復(fù)雜，如果能買到套件組裝，那也不算麻煩。

TDA7000系列是飛利普公司的產(chǎn)品，有bitbaby沒(méi)見(jiàn)過(guò)的TDA7000，以及TDA7010T，TDA7021T，TDA7088T，后三者有個(gè)后綴T，表示是微型貼片封裝的。

CXA1019是索尼公司生產(chǎn)的，CXA1191是它的改進(jìn)型號(hào)，它們被稱為單片AM/FM收音集成電路，因?yàn)橐黄琁C包含了從高頻放大、本振到中頻放大、低頻(音頻)放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立體聲收音集成電路，它不包括音頻放大器，但有立體聲解碼功能，通常用于WALKMAN收放機(jī)等。

這里有個(gè)知識(shí)，就是CXA的收音IC同一型號(hào)有三種不同的大小(即后綴M型為貼片封裝，S型為小型封裝，P型為DIP封裝)。

TA7240P是收錄機(jī)中常用的功放IC，雙聲道，各5.8W，12V左右供電，音質(zhì)一般般。

TDA1521是高保真功放IC，功率較大，音質(zhì)較好，上點(diǎn)檔次的電腦有源音箱也都用該集成塊。

LM1875(TDA2003、TDA2030、TDA2030A)等應(yīng)用電路差不多，功率不同，TDA2030A是TDA2030的改進(jìn)型，功率稍大。這些集成塊應(yīng)用也很多，但假貨也多，有的假貨是用廉價(jià)IC打磨過(guò)的，有的則是粗制濫造。

傻瓜功放是一種厚膜集成電路，其實(shí)不過(guò)是把各分立元件封裝在一起，只有輸入引腳用來(lái)接音源，輸出引腳接音箱，以及電源引腳，方便了使用。

此外，還有TDA2822、LM386等的小功率音頻放大器，在電池供電的產(chǎn)品中作功放。用它們也可做有源音箱，廉價(jià)的有源音箱就用它們。

CMOS集成電路的輸出電流不是很大，大概為10mA左右，但是在一般的電子制作中，驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED發(fā)光二極管還是沒(méi)有問(wèn)題的。

第二節(jié) 語(yǔ)音集成電路

電子制作中經(jīng)常用到音樂(lè)集成電路和語(yǔ)言集成電路，一般稱為語(yǔ)言片和音樂(lè)片。它們一般都是軟包封，即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語(yǔ)音IC一般還需要少量外圍元件才能工作，它們可直接焊到這塊電路板上。

別看語(yǔ)音IC應(yīng)用電路很簡(jiǎn)單，但是它確確實(shí)實(shí)是一片含有成千上萬(wàn)個(gè)晶體管芯的集成電路。其內(nèi)部含有振蕩器、節(jié)拍器、音色發(fā)生器、ROM、地址計(jì)算器和控制輸出電路等。音樂(lè)片內(nèi)可存儲(chǔ)一首或多首世界名曲，價(jià)格很便宜，幾角錢一片。音樂(lè)門鈴都是用這種音樂(lè)片裝的，其實(shí)成本很低。

不同的語(yǔ)言片內(nèi)存儲(chǔ)了各種動(dòng)物的叫聲，簡(jiǎn)短語(yǔ)言等，價(jià)格要比音樂(lè)片貴些。但因?yàn)橛腥ぃ鋺?yīng)用越來(lái)越多。會(huì)說(shuō)話的計(jì)算器、倒車告警器、報(bào)時(shí)鐘表等。語(yǔ)音電路盡管品種不少，但不能根據(jù)用戶隨時(shí)的要求發(fā)出聲音，因?yàn)樯唐坊恼Z(yǔ)音產(chǎn)品采用掩膜工藝，發(fā)聲的語(yǔ)音是做死的，使成本得到了控制。

一般語(yǔ)音集成電路的生產(chǎn)廠家都可以特別定制語(yǔ)音的內(nèi)容，但因?yàn)橐谀?，要求?shù)量千片以上。近年來(lái)出現(xiàn)的OTP語(yǔ)音電路解決了這一問(wèn)題。OTP就是一次性可編程的意思，就是廠家生產(chǎn)出來(lái)的芯片，里面是空的，內(nèi)容由用戶寫入(需開(kāi)發(fā)設(shè)備)，一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不會(huì)丟失。它的出現(xiàn)為開(kāi)發(fā)人員試制樣機(jī)提供了方便，特別適合于小批量生產(chǎn)。

業(yè)余制作采用可錄放的語(yǔ)言電路是十分方便的，UM5506、ISD1400、ISD2500等，外圍元件極少。bitbaby第一次知道可錄放語(yǔ)音集成電路，是在九幾年的無(wú)線電雜志上，記得那時(shí)是UM5101和T6668，都是用41256等DRAM的。那時(shí)多想有那么一套，不用磁帶就可以錄音的怪物，還能在放音時(shí)隨意變調(diào)呢。早期的數(shù)碼留言機(jī)也用它們，由于使用DRAM，如果沒(méi)有后備電池，一旦斷電后，所有的信息都會(huì)丟失。

現(xiàn)在采用EEPROM的語(yǔ)音電路大大方便了電子愛(ài)好者，它隨錄隨放，不怕掉電，使用方便，外圍元件少。只是價(jià)格較貴些，每秒鐘成本約1元人民幣。這類語(yǔ)音錄放集成電路首推(美國(guó))ISD公司的ISD系列。國(guó)內(nèi)都有廠家生產(chǎn)兼容的芯片及軟包封的芯片、模塊，但從結(jié)構(gòu)來(lái)看，猜想來(lái)自于ISD。

第三節(jié) 數(shù)字集成電路

數(shù)字集成電路產(chǎn)品的種類很多種。數(shù)字集成電路構(gòu)成了各種邏輯電路，如各種門電路、編譯碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器、寄存器等。它們廣泛地應(yīng)用在生活中的方方面面，小至電子表，大至計(jì)算機(jī)，都是有數(shù)字集成電路構(gòu)成的。

結(jié)構(gòu)上，可分成TTL型和CMOS型兩類。74LS/HC等系列是最常見(jiàn)的TTL電路，它們使用5V的電壓，邏輯“0”輸出電壓為小于等于0.2V，邏輯“1”輸出電壓約為3V。CMOS數(shù)字集成電路的工作電壓范圍寬，靜態(tài)功耗低，抗干擾能力強(qiáng)，更具優(yōu)點(diǎn)。數(shù)字集成電路有個(gè)特點(diǎn)，就是它們的供電引腳，如16腳的集成電路，其第8腳是電源負(fù)極，16腳是電源正極;14腳的，它的第7腳是電源的正極。

通常CMOS集成電路工作電壓范圍為3-18V，所以不必像TTL集成電路那樣，要用正正好好的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高，這意味著驅(qū)動(dòng)CMOS集成電路時(shí)，所消耗的驅(qū)動(dòng)功率幾乎可以不計(jì)。同時(shí)CMOS集成電路的耗電也非常的省，用CMOS集成電路制作的電子產(chǎn)品，通常都可以用干電池供電。 此外，CMOS集成電路的抗干擾能力也較強(qiáng)，即行話所說(shuō)的噪聲容限較大，且電源電壓越高，抗干擾能力越強(qiáng)。

電子制作中常用的數(shù)字集成電路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型號(hào)，建議多買些備用。市場(chǎng)上的數(shù)字集成電路進(jìn)口的較多，產(chǎn)品型號(hào)的前綴代表生產(chǎn)公司，常見(jiàn)的有MC1XXXX(摩托羅拉)、CDXXXX(美國(guó)無(wú)線電RCA)、HEFXXXX(飛利普)、TCXXXX(東芝)、HCXXXX(日立)等。一般來(lái)說(shuō)，只要型號(hào)相同，不同公司的產(chǎn)品可以互換。這里有一張表，是關(guān)于集成電路前綴及其生產(chǎn)公司的。

需要注意的是，CMOS集成電路容易被靜電擊穿，因此需要妥善保存。一般要放在防靜電原包裝條中，或用錫箔紙包好。另外焊接的時(shí)候，要用接地良好的電烙鐵焊，或者索性拔掉插頭，利用余熱焊接。不過(guò)說(shuō)實(shí)話，現(xiàn)在的CMOS集成電路因?yàn)楦倪M(jìn)了生產(chǎn)工藝，防靜電能力都有很大提高，不少人都不太注意為CMOS集成電路防靜電，IC卻也活著。

第四節(jié) 三端穩(wěn)壓IC

電子產(chǎn)品中常見(jiàn)到的三端穩(wěn)壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負(fù)電壓輸出的79××系列。三端IC是指這種穩(wěn)壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO-220的標(biāo)準(zhǔn)封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。

用78/79系列三端穩(wěn)壓IC來(lái)組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過(guò)流、過(guò)熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩(wěn)壓IC型號(hào)中的78或79后面的數(shù)字代表該三端集成穩(wěn)壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負(fù)9V。

78/79系列三端穩(wěn)壓IC有很多電子廠家生產(chǎn)，80年代就有了，通常前綴為生產(chǎn)廠家的代號(hào)，如TA7805是東芝的產(chǎn)品，AN7909是松下的產(chǎn)品。

有時(shí)在數(shù)字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24，用來(lái)區(qū)別輸出電流和封裝形式等，其中78L調(diào)系列的最大輸出電流為100mA，78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1.5A。它的封裝也有多種，詳見(jiàn)圖。塑料封裝的穩(wěn)壓電路具有安裝容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此用得比較多。79系列除了輸出電壓為負(fù)。引出腳排列不同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。

因?yàn)槿斯潭煞€(wěn)壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用，可以用來(lái)改裝分立元件的穩(wěn)壓電源，也經(jīng)常用作電子設(shè)備的工作電源。電路圖如圖所示。

注意三端集成穩(wěn)壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯(cuò)，不然容易燒壞。一般三端集成穩(wěn)壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩(wěn)定的電壓，一般應(yīng)使電壓差保持在4-5V，即經(jīng)變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應(yīng)比穩(wěn)壓值高一些。

在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)在三端集成穩(wěn)壓電路上安裝足夠大的散熱器(當(dāng)然小功率的條件下不用)。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過(guò)高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。

當(dāng)制作中需要一個(gè)能輸出1.5A以上電流的穩(wěn)壓電源，通常采用幾塊三端穩(wěn)壓電路并聯(lián)起來(lái)，使其最大輸出電流為N個(gè)1.5A，但應(yīng)用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩(wěn)壓電路應(yīng)采用同一廠家、同一批號(hào)的產(chǎn)品，以保證參數(shù)的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩(wěn)壓電路失效時(shí)導(dǎo)致其他電路的連鎖燒毀。■