2.6 集成电路
集成电路（IC）是相对分立元器件而言的。将一些分立元器件、连接导线通过一定的工艺集中制作在陶瓷、玻璃或半导体基片上，再将整个电路封装起来，成为一个能够完成某一特定电路功能的整体，这就是集成电路。集成电路在体积、质量、耗电、寿命、可靠性及电性能指标方面，远远优于半导体分立元器件组成的电路，因而在电子电气设备中得到了广泛应用。
2.6.1 集成电路的基本类别
集成电路根据不同的功能用途可分为模拟和数字两大类，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可分为大规模、中规模、小规模3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。
集成电路根据通用或专用的程度可分类为通用型、半专用、专用等。集成电路根据应用环境条件可分为军用级、工业级和商业（民用）级。对于相同功能的集成电路，工业级芯片的单价是商业级芯片的2倍以上，而军用级芯片的单价可能达到4～10倍。
2.6.2 集成电路的外形及引脚识别
1.集成电路的外形
（1）单列直插集成电路（SIP封装）的外形及引脚如图2-51所示。所谓单列是指集成电路的引脚只有一列。
（2）双列集成电路（DIP封装）的外形如图2-52（a）所示。它的引脚分成两列对称排列，双列集成电路产品最为常见。
（3）双列和四列扁平封装（QFP封装）的外形如图2-52（b）所示。四列扁平封装引脚分成4列对称排列，每一引脚数目相等。集成度高的集成电路，贴片式集成电路和数字集成电路常采用这种引脚排列方式。
图2-51 单列集成电路的外形及引脚
（4）金属外壳封装（TO封装）的外形如图2-52（c）所示，它的引脚分布呈圆形，目前这种集成电路已很少使用。
（5）栅格阵列引脚（球形脚BGA、针形引脚PGA封装）的集成电路如图2-52（d）所示，它是一个多层的芯片载体，它的引脚在集成电路的底部，引线是以阵列的形式排列的，所以引脚的数目远远超过引脚分布在集成电路外围的封装。
图2-52 常见集成电路外形
2.集成电路的引脚
集成电路是多引脚器件，引脚分布规律和引脚计数起始标志有多种形式。下面根据不同的封装形式，介绍几种常用的集成电路引脚的分布规律，如表2-15所示。
表2-15 常用集成电路的封装形式及引脚分布
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2.6.3 集成电路的型号命名方法
国产半导体集成电路型号一般由五部分组成，各组成部分符号及含义如表2-16所示。
表2-16 国产半导体集成电路型号命名方法
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例如，CC4013CP—CMOS双触发器：
又如，CF3140CP—低功耗运算放大器：
进口集成电路的型号命名一般是用前几位字母表示制造厂商，用数字表示器件的系列和品种代号。常见外国公司生产的集成电路的字头符号如表2-17所示。
表2-17 常见外国公司生产的集成电路的字头符号
2.6.4 使用集成电路的注意事项
1.正确使用集成电路
（1）在使用集成电路时，其负荷不允许超过极限值；当电源电压变化不超过额定值±10％的范围时，集成电路的电气参数应符合规定标准；在接通或断开电源的瞬间，不得有高电压产生，否则将会击穿集成电路。
（2）输入信号的电平不得超出集成电路电源电压的范围（即输入信号的上限不得高于电源电压的上限，输入信号的下限不得低于电源电压的下限；对于单个正电源供电的集成电路，输入电平不得为负值）。必要时，应在集成电路的输入端增加输入信号电平转换电路。
（3）一般情况下，数字集成电路的多余输入端不允许悬空，否则容易造成逻辑错误。与门、与非门的多余输入端应该接电源正端，或门、或非门的多余输入端应该接地（或电源负端）。为避免多余端，也可以把几个输入端并联起来，不过这样会增大前级电路的驱动电流，影响前级的负载能力。
（4）数字集成电路的负载能力一般用扇出系数No表示，但它所指的情况是用同类门电路作为负载。当负载是继电器或发光二极管等需要大电流的元器件时，应该在集成电路的输出端增加驱动电路。
（5）使用模拟集成电路前，要仔细查阅它的技术说明书和典型应用电路，特别注意外围元器件的配置，保证工作电路符合规范。对线性放大集成电路，要注意调整零点漂移、防止信号堵塞、消除自激振荡。
（6）商业级集成电路的使用温度一般在0～70℃之间。在系统布局时，应使集成电路尽量远离热源。
（7）在手工焊接电子产品时，一般应该最后装配焊接集成电路；不要使用大于45W的电烙铁，每次每个引脚的焊接时间不得超过1s。
（8）对于MOS集成电路，要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪器（特别是信号发生器和交流测量仪器）、电烙铁以及线路本身，均须良好接地。当MOS电路的d、s极间加载电压时，若g输入端悬空，很容易因静电感应造成击穿，损坏集成电路。对于使用机械开关转换输入状态的电路，为避免输入端在拨动开关的瞬间悬空，应该在输入端接一个几十千欧的电阻器到电源正极（或负极）。此外，在存储MOS集成电路时，必须将其收藏在防静电盒内或用金属箔包装起来，防止外界电场将栅极击穿。
在储存集成电路时，必须注意不要使集成电路的引脚受力变形。
2.安装集成电路时应注意的问题
（1）安装集成电路时要注意方向。在安装集成电路时，要注意方向不要搞错，否则，通电时更换的集成电路很可能被烧毁。
（2）有些空引脚不应擅自接地。遇到空引脚时，不应擅自接地，因为内部等效电路和应用电路中有的引脚没有标明，这些引脚为更替或备用引脚，有时也作为内部连接使用。数字电路所有不用引脚的输入端，不得悬空，否则电路的工作状态将不确定，并且会增加电路的功耗。
（3）安装功率集成电路时的注意事项：
①在未装散热片前，不能随意通电。
②散热片安装好后，需要接地的散热片应用引线焊到印制电路板的接地端上。
（4）要注意供电电源的稳定性。
（5）不应带电插拔集成电路，应尽量避免插拔集成电路或接插件。如果必须插拔，在插拔前一定要切断电源，并注意在电源滤波电容器放电后进行。
（6）防止感应电动势击穿代换的集成电路。电路中若带有继电器等感性负载，代换集成电路相关引脚时要接入保护二极管以防止过电压击穿。焊接时电烙铁外壳需接地，或使用防静电电烙铁，防止因漏电而损坏集成电路。也可先拔下电烙铁电源插头，利用其余热进行焊接。严禁在电路通电时进行焊接。