集成电路种类及作用
电子元器件——二极管、三极管、集成电路介绍
电感
电感器的图形如上面所示。在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们 在电路中同样重要。电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把 电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示，它的基 本单位是亨利(H)，常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作，构 成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了扼流 圈、变压器、继电器等。 电感器的特性恰恰与电容的特性相反， 它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。 小小的收音机上就有不少电感线圈，几乎都 是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁 芯上绕制而成的。有天线线圈(它是用漆包线在 磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、 输入输出变压器等等。
第三课 电子元器件—二极管、三级管、集成电路
根据二极管正向电阻小，反向电阻大的特点，将万用表拨到 电阻挡(一般用R×100或R×1k挡。不要用R×1或R×10k挡， 因为R× 1挡使用的电流太大，容易烧坏管子，而 R×10k挡 使用的电压太高，可能击穿管子 ) 。用表笔分别与二极管的 两极相接，测出两个阻值。在所测得阻值较小的一次，与黑 表笔相接的一端为二极管的正极。同理，在所测得较大阻值 的一次，与黑表笔相接的一端为二极管的负极。如果测得的 正、反向电阻均很小，说明管子内部短路；若正、反向电阻 均很大，则说明管子内部开路。在这两种情况下，管子就不 能使用了。
第三课 电子元器件—二极管、三级管、集成电路
2、开关元件
二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接 通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断 开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。
3、限幅元件
二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗 管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度 限制在一定范围内。
电路中的元器件
电路中的元器件电路中的元器件是指在电路中起到特定功能的各种电子元件，如电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管、操作放大器、集成电路等。
这些元器件可以被组合起来构成各种不同的电路，从而完成不同的电子功能。
下面将对其中常见的元器件进行简单介绍：1. 电阻：电路中最常见的元器件之一，其作用是限制电流，调节电路的电压和功率。
电阻的阻值可以根据需要选择不同大小。
2. 电容：电路中另一种常见的元器件，其作用是储存电荷和能量，并能在电路中起到滤波和耦合作用。
不同类型的电容器有不同的特性和应用。
3. 电感：电路中还有一种重要的元器件是电感，其作用是储存磁场能量，并能在电路中起到滤波和耦合作用。
电感的大小和特性可以根据需要选择。
4. 二极管：二极管是一种半导体元器件，其作用是将电流限制在一个方向上流动。
二极管有很多种类型，如整流二极管、Zener二极管等，应用广泛。
5. 三极管：三极管是一种由三个半导体材料构成的元器件，其作用是放大和控制电流。
在电子电路中，三极管广泛应用于放大器、开关等电路中。
6. 操作放大器：操作放大器是一种高增益的电子元器件，其作用是将输入信号放大，并输出放大后的信号。
操作放大器在信号处理、传感器等领域都有广泛应用。
7. 集成电路：集成电路是将多个电子元件集成在一个芯片上的元器件，其作用是实现复杂的电子功能。
集成电路种类繁多，应用广泛，如微处理器、存储器、数字信号处理器等。
以上仅是电路中常见的元器件之一，还有许多其他类型的元器件，如晶体管、场效应管、放大器、开关等。
这些元器件可以组合起来形成各种复杂的电子电路，实现不同的功能，是电子领域中不可缺少的基础元件。
集成电路封装形式
集成电路封装集成电路（integrated circuit，港台称之为积体电路）是一种微型电子器件或部件。
采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，这样，整个电路的体积大大缩小，且引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。
它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。
集成电路特点集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。
它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
集成电路的封装形式有很多，按封装形式可分三大类，即双列直插型、贴片型和功率型。
在选择器件封装形式应首先考虑其标称尺寸和脚间距这两点。
标称尺寸系指器件封装材料部分的宽度（H），一般用英制mil来标注；脚间距系指器件引脚间的距离（L），一般用公制mm来标注。
一、双列直插（DIP）型标称尺寸分为：300mil、600mil、750mil三种，常用的是300mil、600mil 两种。
脚间距一般均为 2.54mm一般情况下引脚数＜24时其标称尺寸均为300mil；引脚数≥24时其标称尺寸为300mil时，俗称窄体；引脚数≥24时其标称尺寸为600mil时，俗称宽体。
引脚数≥48时其标称尺寸为750mil。
如MC68000，现很少使用。
二、贴片（SMD）型贴片器件种类繁多，按种类可分如下几类；SOP、TSOP-1、TSOP-2、SSOP、QFP、SOJ、PLCC（QFJ）等1、SOP型最常用的贴片器件标称尺寸分为：150mil、225mil、300mil、450mil、 525mil、600mil.常用的有：150mil、300mil、450mil脚间距均为：1.27mm引脚数＜16时其标称尺寸一般为150mil引脚数=20时其标称尺寸分225mil和300mil两种，宽度为225mil的俗称窄体；宽度为300mil的俗称宽体。
集成电路
1．2 集成运放的基本构成和表示符号1．2．1集成运放的基本构成集成运放是以双端为输入，单端对地为输出的直接耦合型高增益放大器，是一种模拟集成电子器件。
集成运放内部电路包括四个基本组成环节，分别是：输入级、中间级、输出级和各级的偏置电路。
对于高性能、高精度等特殊集成运放，还要增加有关部分的单元电路。
例如：温度控制电路、温度补偿电路、内部补偿电路、过流或过热保护电路、限流电路、稳压电路等。
图1—2—l所示为集成运放内部电路方框图。
由于三极管容易制造，且它在硅片上占的面积小，所以集成运放内部电路大量采用三极管代替其他元件，如用三极管代替二极管，用有源负载代替电阻负载等。
由于三极管是在相同的工艺条件下同时制造的，同一硅片上的对管特性比较相近，易获得良好的对称特性，且在同一温度场，易获得良好的温度补偿，具有很好的温度稳定性。
在集成电路中，各元件易于集成的顺序是：三极管、二极管、小的电阻、小的电容等，对于大的电阻或大的电容、电感等难以集成，可采用外接的方法。
在集成电路中，不能直接集成电感元件，如在集成电路内部需要电感时，可用其他元件(如：三极管、电阻、电容等)模拟出电感元件1，输入级为了提高集成运放的输入电阻、减小失调电压和偏置电流、提高差模和共模输入电压范围等性能，集成运放的输入级的差动输入放大电路，常采用超揖管、达林顿复合管、串联互补复合管、场效应管等。
为了获得较高的增益，减少内部电路的补偿要求，在差动输入放大级中，还采用有源负载或恒流源负载。
输入级的保护电路也是不可缺少的。
2，中间级集成运放的中间级常采用电平位移电路，将电平移动到地电平，其电路多采用恒流源、横向PNP管、稳压管、正向二极管链、电阻降压电路等。
从双端变单端的变换，常采用并联电压负反馈、有源负载、电流负反馈、PNP管等方法。
为了提高共模抑制能力、提高差模增益和提供稳定的内部工作电流，实际电路中广泛采用各种恒流源电路，如稳压管恒流源、镜像恒流源、多集电极恒流源、场效应管恒流源等。
第2讲 集成电路技术基础知识
电路规模：2300个晶体管 生产工艺：10um 最快速度：108KHz
Intel 公司 CPU—386TM 通信终端新技术
电路规模：275,000个晶体管
生产工艺：1.5um 最快速度：33MHz
Intel 公司最新一代CPU—Pentium® 4
通信终端新技术
电路规模：4千2百万个晶体管
生产工艺：0.13um
ULSI (1990) 107-108 <1 15-10
结深(um) 芯片面积 (mm2)
被加工硅片直 径(mm)
2-1.2 <10
50-75
1.2-0.5 10-25
100-125
0.5-.02 25-50
150
0.2-.01 50-100
>150
通信终端新技术 Intel 公司第一代 CPU—4004
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交流/直流
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通信终端新技术
通信终端新技术
PVD
2,500 additional square feet of "State of the Art" Class One Cleanroom is currently processing wafers! With increased 300mm & 200mm processing capabilities including more PVD Metalization, 300mm Wet processing / Cleaning capabilities and full wafer 300mm 0.35um Photolithography, all in a Class One enviroment.
常用电子元器件大全
常用电子元器件大全一、电阻器电阻器是一种限制电流通过的电子元器件，它的主要作用是限制电路中的电流大小。
电阻器的种类有很多，包括固定电阻器、可变电阻器、热敏电阻器等。
电阻器的单位是欧姆（Ω）。
二、电容器电容器是一种存储电荷的电子元器件，它的主要作用是存储电能。
电容器的种类有很多，包括固定电容器、可变电容器、电解电容器等。
电容器的单位是法拉（F）。
三、电感器电感器是一种产生电磁场的电子元器件，它的主要作用是产生电磁场。
电感器的种类有很多，包括固定电感器、可变电感器、铁芯电感器等。
电感器的单位是亨利（H）。
四、晶体管晶体管是一种放大电流的电子元器件，它的主要作用是放大电流。
晶体管的种类有很多，包括NPN型晶体管、PNP型晶体管、场效应晶体管等。
五、二极管二极管是一种控制电流方向的电子元器件，它的主要作用是控制电流方向。
二极管的种类有很多，包括普通二极管、稳压二极管、发光二极管等。
六、集成电路集成电路是一种集成了多个电子元器件的电子元器件，它的主要作用是完成特定的电子功能。
集成电路的种类有很多，包括数字集成电路、模拟集成电路、混合集成电路等。
常用电子元器件大全七、运算放大器运算放大器是一种高增益的电子元器件，它的主要作用是放大微弱的电信号。
运算放大器的种类有很多，包括单通道运算放大器、双通道运算放大器、四通道运算放大器等。
八、稳压器稳压器是一种保持输出电压稳定的电子元器件，它的主要作用是保持电路中的电压稳定。
稳压器的种类有很多，包括线性稳压器、开关稳压器、低压差稳压器等。
九、变压器变压器是一种改变电压的电子元器件，它的主要作用是改变电路中的电压。
变压器的种类有很多，包括电源变压器、音频变压器、隔离变压器等。
十、继电器继电器是一种控制电路开关的电子元器件，它的主要作用是控制电路的开关。
继电器的种类有很多，包括电磁继电器、固态继电器、时间继电器等。
十一、传感器传感器是一种将非电信号转换为电信号的电子元器件，它的主要作用是检测和转换各种物理量。
微电子
电压放大倍数用KV表示，定义为KV=VSC/VSR 电流放大倍数用KI表示，定义为KI=ISC/ISR 功率放大倍数用KP，定义为KP=PSC/PSR 式中VSC、VSR、ISC、ISR都是正弦信号的有效值。PSC、 PSR是 指正弦信号的平均功率。
MPU/ASIC半节距
MPU版图栅长 MPU物理栅长
95
45 32
85
40 28
75
35 25
67
32 22
60
28 20
54
25 18
42
20 14
38
18 13
30
14 10
27
13 9
21
10 7
微电子发展趋势之一（续）
• 2006年7月18日，英特尔®安腾®2双核处理器发布，采用英 特尔90纳米制程技术生产含有17.2亿个晶体管 • 2006年7月27日，英特尔®酷睿™2双核处理器诞生，含有 2.9亿多个晶体管，采用英特尔65纳米制程 • 2007年1月，英特尔内部就研制出了世界第一款45纳米 CPU——“Penryn”处理器，有8.2亿个晶体管
• 实际应用中常用对数表示放大倍数，单位是分贝（dB）
GV（电压放大倍数）=20lg(VSC/VSR)dB GI（电流放大倍数）=20lg(ISC/ISR)dB GV（功率放大倍数）=20lg(PSC/PSR)dB
放大电路的主要性能指标（续）
• 输人电阻：当输入信号电压Vsr加到放大电路的输人端时， 总要产生一定的输入电流。根据欧姆定律，输人信号电压 Vsr, 与相应的输人电流Isr之比相当于一个电阻，称为放大 电路的输人电阻Rsr ，即RSR=VSR/ISR • 输出电阻：放大电路的输出端总是要带负载的，对负载来 说，放大电路相当于一个信号源，负载电流变化时，输出 电压也随之变动，表明放大电路相当于一个有内阻的信号 源，这个内阻叫放大电路的输出电阻RSC
集成电路的现状及其发展趋势
集成电路的现状及其发展趋势一、概述集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能的微型电子部件。
自20世纪50年代诞生以来，集成电路已经经历了从小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）到甚大规模集成电路（ULSI）的发展历程。
如今，集成电路已经成为现代电子设备中不可或缺的核心部件，广泛应用于计算机、通信、消费电子、汽车电子、工业控制等领域。
随着科技的快速发展，集成电路的设计、制造和应用技术也在不断进步。
在设计方面，随着计算机辅助设计（CAD）技术的发展，集成电路设计的复杂性和精度不断提高，使得高性能、低功耗、高可靠性的集成电路得以实现。
在制造方面，集成电路的生产线越来越自动化、智能化，纳米级加工技术、三维堆叠技术等新兴技术也在不断应用于集成电路的制造过程中。
在应用方面，集成电路正向着更高集成度、更小尺寸、更低功耗、更高性能的方向发展，以满足不断增长的市场需求。
集成电路的发展也面临着一些挑战。
随着集成电路尺寸的不断缩小，传统的制造方法已经接近物理极限，这使得集成电路的进一步发展变得更为困难。
同时，随着全球经济的不断发展和市场竞争的加剧，集成电路产业也面临着巨大的竞争压力。
探索新的制造技术、开发新的应用领域、提高产业竞争力成为集成电路产业未来的重要发展方向。
总体来说，集成电路作为现代电子技术的核心，其发展现状和趋势直接影响着整个电子产业的发展。
未来，随着技术的不断进步和市场的不断变化，集成电路产业将继续保持快速发展的势头，为全球经济和社会的发展做出更大的贡献。
1. 集成电路的定义与重要性集成电路（Integrated Circuit，简称IC）是一种微型电子器件或部件，采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
集成电路版图设计思维导图
集成电路版图设计集成电路基本知识集成电路按种类分类模拟IC数字IC混合IC集成电路按规模分类S SIM SIL SIV LSIU LSIG SI集成电路设计流程电路设计指标芯片定义电路图输入线路拟真版图验证寄生参数提取芯片集成芯片级验证寄生参数提取后拟真最终芯片导出G DSII流片P DKC MOS集成电路工艺流程剖面图俯视效果，掩膜工艺流程氧化层生长曝光氧化层刻蚀N阱注入氮化硅刻蚀场氧的生长去除氮化硅重新生长SIO2生长多晶硅刻蚀单晶硅P离子注入N离子注入生长磷硅玻璃光刻接触孔刻铝淀积钝化保护层PDK设计规则w idths pacee nclosureo verlape xtensionD RC、LVS、ERC环境设置数字标准单元库：APRI P库:成型的工艺库:器件模型、拟真数据模型、pcell到工艺库的根目录下解释各个子文件夹的作用s mic18mmrf：基础库c alibe：验证文件d rc，lvs1p4m，一层poly，4层金属m odel，spice_model，电路用的n18指工作电压1.8v的管子用一个管子来看层次操作系统与Cadence软件l inuxv irtuoso spectrev irtuoso schematicv irtuoso layout无源器件电阻种类阱电阻P oly电阻原理电容种类M IM电容M OM电容M OS电容原理电感种类电感原理有源器件M OS结构原理B JT结构原理数字版图基本数字单元标准化面积最小化布线最简化实例逻辑门触发器布局布线分频器布局布线匹配方法电阻方案画法差分对方案画法晶体三极管方案画法电流镜方案画法模拟版图运算放大器布局差分对电流镜有源负载电阻、电容偏置电路布线带隙基准源布局差分对电流镜有源负载电阻箱晶体三极管电路电容启动电路偏置电路布线版图可靠性寄生效应现象成因防护闩锁效应现象成因防护天线效应现象成因防护失配失配的原因随机失配来自尺寸、掺杂、氧化层厚度及其他影响器件值参数的微观波动。
第3章模拟集成电路基础
模电拟 电子子 技技术 术
集成运放的电路结构特点
（1）因为硅片上不能制作大电容，所以集成运放均采用直 接耦合方式。 （2）因为相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和 干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种 差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有 源负载）。
（3）因为制作不同形式的集成电路，只是所用掩模不同， 增加元器件并不增加制造工序，所以集成运放允许采用 复杂的电路形式，以达到提高各方面性能的目的。
由场效应管同样可以组成镜像电流源、比例电流源等。T0～T3均为N沟道增强型 MOS管，它们的开启电压UGS(th)等参数相等。在栅-源电压相等时，MOS管的漏极 电流正比于沟道的宽长比。设宽长比W/L=S，且T0～T3的宽长比分别为S0、S1、 S2、S3。这样就可以通过改变场效应管的几何尺寸来获得各种数值的电流。
模电拟 电子子 技技术 术
比例电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术 比例电流源分析
微电流
输出电流可以大于或小于基准电流，与基准电流成比例关系。
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源
基准电流 输出电流
分析
模电拟 电子子 技技术 术
微电流源分析
在已知Re的情况下，上式对输 出电流IC1而言是超越方程，可 以通过图解法或累试法解出IC1。
模电拟 电子子 技技术 术
长尾式差分放大电路
电路参数理想对称，Rb1=Rb2=Rb，Rc1=Rc2=Rc；T1管与 T2管的特性相同，β1= β 2= β ，rbe1=rbe2=rbe；Re为 公共的发射极电阻。
静态分 析 共模信 号作用
差模信 号作用
模电拟 电子子 技技术 术
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集成电路种类及作用
集成电路是一种包含数百万个电子元件的微型电路，其种类和作用非常多样化。
以下是常见的集成电路类型及其功能：
1. 数字集成电路：用于数字电子系统，如计算机和数字通信设备，执行逻辑和数据处理功能。
2. 模拟集成电路：用于处理模拟信号，如声音和视频信号，转
换成数字信号或放大和过滤模拟信号。
3. 混合集成电路：结合数字和模拟功能，常见于通信、信号处
理和控制系统。
4. 微处理器和微控制器：专门设计用于控制和处理信息，如家电、汽车和工业控制系统。
5. 传感器集成电路：测量和检测物理或化学量，如温度、压力、光线、湿度和气体浓度。
6. 时钟和定时器集成电路：用于提供计时、计数和定时功能，
如闹钟、日历和计时器。
7. 存储器集成电路：存储数字数据，包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
8. 触发器和逻辑门集成电路：用于控制电子系统的开关行为和
逻辑运算。
总之，集成电路在现代电子设备和系统中扮演着至关重要的角色，为各种应用提供了高效、可靠和先进的功能。
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