集成電路是20世紀(jì)50年代后期一60年代發(fā)展起來(lái)的一種新型半導(dǎo)體器件，其應(yīng)用遍及人類(lèi)生活的方方面面。現(xiàn)代計(jì)算、交流、制造和交通系統(tǒng)，包括互聯(lián)網(wǎng)，全都依賴(lài)于集成電路的存在。甚至很多學(xué)者認(rèn)為有集成電路帶來(lái)的數(shù)字革命是人類(lèi)歷史中最重要的事件。那么什么是集成電路?下面一起來(lái)看看：
1.概念
集成電路(integrated circuit)或稱(chēng)微電路(microcircuit)、 微芯片(microchip)、芯片(chip)是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個(gè)電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線(xiàn)互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu);其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”(也有用文字符號(hào)“N”等)表示。其封裝外殼有圓殼式、扁平式或雙列直插式等多種形式。
從1949年到1957年，維爾納·雅各比(Werner Jacobi)、杰弗里·杜默(Jeffrey Dummer)、西德尼·達(dá)林頓(Sidney Darlington)、樽井康夫(Yasuo Tarui)都開(kāi)發(fā)了原型，但現(xiàn)代集成電路是由杰克·基爾比在1958年發(fā)明的。其因此榮獲2000年諾貝爾物理獎(jiǎng)，但同時(shí)間也發(fā)展出近代實(shí)用的集成電路的羅伯特·諾伊斯，卻早于1990年就過(guò)世。
圖1 集成電路
2.特點(diǎn)
(1)專(zhuān)用性強(qiáng)。
(2)頻率特性好、速度快。
(3)體積小、質(zhì)量輕、功能全。
(4)可靠性高、壽命長(zhǎng)、安裝方便。
(5)集成電路需要外接一些輔助元件才能正常工作。
圖2 集成電路外形
3.優(yōu)缺點(diǎn)
3.1優(yōu)點(diǎn)
(1)電路簡(jiǎn)單。由于采用了集成電路，簡(jiǎn)化了整機(jī)電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試和安裝，特別是采用一些專(zhuān)用集成電路后，整機(jī)電路顯得更為簡(jiǎn)單。
(2)性?xún)r(jià)比高。相對(duì)于分立元器件電路而言，采用集成電路構(gòu)成的整機(jī)電路性能指標(biāo)更高，與分立電子元器件電路相比，集成電路的成本、價(jià)格更低。例如，集成運(yùn)放電路的增益之高、零點(diǎn)漂移之小是分立電子元器件電路無(wú)法比擬的。
(3)可靠性強(qiáng)。集成電路具有可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，從而提高了整機(jī)電路工作的可靠性，提高了電路的工作性能和一致性。另外，采用集成電路后，電路中的焊點(diǎn)大幅度減少，出現(xiàn)虛焊的可能性下降，使整機(jī)電路工作更為可靠。
3.2缺點(diǎn)
(1)電路拆卸困難。集成電路的引腳很多，給修理、拆卸集成電路帶來(lái)了很大的困難，特別是引腳很多的四列集成電路，拆卸比轅困難。
(2)修理成本增加。當(dāng)集成電路內(nèi)電路中的部分電路出現(xiàn)故障時(shí)，通常必須整塊。
圖3 微電路
4.選擇事項(xiàng)
(1)對(duì)功能相同但封裝不同的集成電路應(yīng)根據(jù)使用條件而定。
(2)對(duì)要求較高的電路，可選用參數(shù)指標(biāo)高的集成電路，而對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)要求不太高的電路，就不一定要選擇高指標(biāo)的產(chǎn)品。
(3)根據(jù)電路要求選擇。各種電子產(chǎn)品都由不同的電路組成，各部分電路功能不同，要求不同。例如，電源電路，是選用串聯(lián)型還是開(kāi)關(guān)型、輸出電壓是多少、輸入電壓是多少等都是選擇時(shí)要考慮的。
(4)選擇集成電路時(shí)要了解所選集成電路的性能，因?yàn)椴煌?lèi)型的集成電路的參數(shù)各不相同。若不清楚，則要查閱有關(guān)資料。總之在將集成電路裝入電路前，要全面了解該集成電路的功能、電氣參數(shù)、引腳功能和排列規(guī)律等。
圖4 微芯片
本文介紹了集成電路的概念、特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)以及選擇事項(xiàng)。如今集成電路已進(jìn)入超深亞微米時(shí)代，體硅CMOS的批量生產(chǎn)已采用90nm工藝、300mm晶圓;65nm工藝也即將量產(chǎn)化;集成電路的發(fā)展仍以繼續(xù)追求高頻、高速、高集成度、多功能、低功耗為目標(biāo)。
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