IC元件

IC是集成电(dian)(dian)路（integrated circuit）英(ying)文的缩写，是通(tong)过一定(ding)的工艺，将晶体管、电(dian)(dian)阻(zu)、电(dian)(dian)容和(he)电(dian)(dian)感(gan)等元(yuan)件，制作在(zai)一块(kuai)半导体晶片上，形成一个(ge)完整的电(dian)(dian)路，然后通(tong)过封(feng)装(zhuang)技术，封(feng)装(zhuang)在(zai)管壳内，成为(wei)一个(ge)拥有强大功(gong)能的元(yuan)器件。在(zai)电(dian)(dian)路中用(yong)字母(mu)IC表示。

IC的种类介绍

IC的(de)种类很多，可以分为几大类

一、模拟器(qi)件，包括运放、比较器(qi)、电源器(qi)件等；

二、数字逻辑器(qi)(qi)件，包(bao)括74系列、40系列的门电(dian)路(lu)、触(chu)发器(qi)(qi)、锁存器(qi)(qi)、译码(ma)器(qi)(qi)、计数器(qi)(qi)，存储器(qi)(qi)等等；

三、监(jian)控(kong)器件(jian)，包括电(dian)(dian)(dian)源监(jian)控(kong)（上电(dian)(dian)(dian)掉电(dian)(dian)(dian)复位电(dian)(dian)(dian)路）、程序监(jian)控(kong)（看门狗(gou)）电(dian)(dian)(dian)路等；

四、综合性器件，兼有数(shu)字(zi)和模拟功能，如模数(shu)转换器、数(shu)模转换器、带有A/D、D/A的(de)单片机，等(deng)等(deng)，另外还(hai)有一些专用的(de)控制电路。

IC元件封装

一、根据封装形式

在(zai)SMD集成电路中，IC的(de)主要封装(zhuang)形式可分为

QFP：四方(fang)形封装

TQFP：薄四(si)方形(xing)封装

SOP：小(xiao)型(xing)封装

PLCC：宽脚(jiao)距塑料封装

SOT：小(xiao)型晶体管

BGA：球(qiu)状(zhuang)栅阵列

DIP：双(shuang)列(lie)直插封装

SIP：单(dan)列直插封装(zhuang)

SOJ：J形脚(jiao)封装(zhuang)

CLCC：宽脚距陶瓷封装(zhuang)

PGA：针(zhen)状(zhuang)栅(zha)阵列

二、按功能结构

IC按其(qi)功能、结(jie)构的(de)不同，可以(yi)分为模拟集成(cheng)电路(lu)、数(shu)字集成(cheng)电路(lu)和数(shu)/模混(hun)合集成(cheng)电路(lu)三大类。

模拟(ni)集(ji)成(cheng)(cheng)电路(lu)(lu)又(you)称线(xian)性电路(lu)(lu),用来(lai)产生(sheng)、放(fang)(fang)(fang)大和(he)处(chu)理各种(zhong)模拟(ni)信号(hao)（指(zhi)幅度(du)随(sui)时(shi)间(jian)变化的信号(hao)。例(li)(li)如(ru)(ru)半导体收音(yin)机的音(yin)频信号(hao)、录(lu)放(fang)(fang)(fang)机的磁(ci)带信号(hao)等），其输(shu)入信号(hao)和(he)输(shu)出(chu)信号(hao)成(cheng)(cheng)比例(li)(li)关系(xi)。而数字(zi)集(ji)成(cheng)(cheng)电路(lu)(lu)用来(lai)产生(sheng)、放(fang)(fang)(fang)大和(he)处(chu)理各种(zhong)数字(zi)信号(hao)（指(zhi)在时(shi)间(jian)上(shang)和(he)幅度(du)上(shang)离散取值的信号(hao)。例(li)(li)如(ru)(ru)3G手机、数码(ma)相机、电脑CPU、数字(zi)电视的逻辑(ji)控制和(he)重(zhong)放(fang)(fang)(fang)的音(yin)频信号(hao)和(he)视频信号(hao)）。

三、按制作工艺

集成电路按制作工(gong)艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。

膜(mo)集成电路又分类厚膜(mo)集成电路和薄膜(mo)集成电路。

四、按集成度高低

集成电路按集成度高低的不同可(ke)分为(wei)：

SSIC 小规(gui)模(mo)集成电路(lu)(Small Scale Integrated circuits)

MSIC 中(zhong)规模(mo)集成(cheng)电路(Medium Scale Integrated circuits)

LSIC 大规模集成电路(lu)(Large Scale Integrated circuits)

VLSIC 超大规模集成(cheng)电路(Very Large Scale Integrated circuits)

ULSIC特大(da)规模(mo)集成电路(Ultra Large Scale Integrated circuits)

GSIC 巨大(da)(da)规模集成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)也被称作极大(da)(da)规模集成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)或超特(te)大(da)(da)规模集成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(Giga Scale Integration)。

五、导电类型不同

集成(cheng)电(dian)路按导电(dian)类型可分为(wei)双极(ji)型集成(cheng)电(dian)路和单极(ji)型集成(cheng)电(dian)路，他(ta)们都是数字集成(cheng)电(dian)路。

双极(ji)型(xing)集(ji)成(cheng)电(dian)路的制(zhi)作工(gong)艺复(fu)杂(za)，功(gong)耗较大(da)，代(dai)表(biao)集(ji)成(cheng)电(dian)路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型(xing)。单(dan)极(ji)型(xing)集(ji)成(cheng)电(dian)路的制(zhi)作工(gong)艺简单(dan)，功(gong)耗也较低，易于制(zhi)成(cheng)大(da)规(gui)模集(ji)成(cheng)电(dian)路，代(dai)表(biao)集(ji)成(cheng)电(dian)路有CMOS、NMOS、PMOS等类型(xing)。

六、按用途

集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)按用(yong)(yong)(yong)途可(ke)分为(wei)电(dian)(dian)(dian)(dian)视(shi)机(ji)用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、音响(xiang)用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、影碟机(ji)用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、录(lu)像(xiang)机(ji)用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、电(dian)(dian)(dian)(dian)脑（微机(ji)）用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、电(dian)(dian)(dian)(dian)子琴用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、通信用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、照相机(ji)用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、遥控集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、语言集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、报警器用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)及各种专用(yong)(yong)(yong)集成(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。

七、按应用领域分

集(ji)成电(dian)路按应用领域可分为(wei)标准通用集(ji)成电(dian)路和专用集(ji)成电(dian)路。

八、按外形分

集成电路(lu)按外形(xing)可分为圆形(xing)（金属外壳晶体管封装(zhuang)型，一般适合用(yong)于大功率(lv)）、扁(bian)平型（稳定性好(hao)，体积小(xiao)）和双列直插型。

随(sui)着技术的发展，IC正朝着小型化的方向发展，功能(neng)越(yue)来越(yue)强大，在各个领(ling)域得(de)到了广泛(fan)的应用(yong)

PCB电路设计中的IC代换技巧

在(zai)PCB电路设计中会(hui)遇到需(xu)要(yao)代换IC的(de)时候，下面就来分(fen)享一下在(zai)代换IC时的(de)技巧，帮(bang)助设计师在(zai)PCB电路设计时能更(geng)完(wan)美。

一、直接代(dai)换

直接代换(huan)(huan)是指(zhi)用其他IC不(bu)经任何改动而(er)直接取代原来的IC，代换(huan)(huan)后不(bu)影(ying)响机(ji)器的主要性能与指(zhi)标。

其(qi)代换原(yuan)则是：代换IC的功(gong)能、性能指标(biao)(biao)、封(feng)装形式(shi)、引(yin)(yin)脚(jiao)用(yong)途、引(yin)(yin)脚(jiao)序号和间隔等(deng)(deng)几(ji)方面均相(xiang)同(tong)(tong)。其(qi)中IC的功(gong)能相(xiang)同(tong)(tong)不仅指功(gong)能相(xiang)同(tong)(tong)，还应注(zhu)意逻(luo)辑极性相(xiang)同(tong)(tong)，即(ji)输(shu)出(chu)(chu)输(shu)入电(dian)平极性、电(dian)压、电(dian)流幅度(du)必须相(xiang)同(tong)(tong)。性能指标(biao)(biao)是指IC的主要电(dian)参数(或主要特性曲(qu)线)、最(zui)大耗散(san)功(gong)率(lv)、最(zui)高工(gong)作电(dian)压、频率(lv)范围及各信(xin)号输(shu)入、输(shu)出(chu)(chu)阻(zu)抗等(deng)(deng)参数要与原(yuan)IC相(xiang)近。功(gong)率(lv)小的代用(yong)件要加大散(san)热片。

1、同一型号IC的代换

同一型(xing)号IC的(de)代换一般是(shi)可靠(kao)的(de)，安装集(ji)成PCB电路时，要(yao)注意(yi)方向不要(yao)搞错，否则(ze)，通电时集(ji)成PCB电路很可能(neng)被烧(shao)毁。有(you)(you)的(de)单列直插式功放IC，虽型(xing)号、功能(neng)、特(te)性相同，但引(yin)脚排列顺(shun)序的(de)方向是(shi)有(you)(you)所不同的(de)。例如，双声道功放ICLA4507，引(yin)脚有(you)(you)“正”、“反(fan)”之分，其起始脚标注(色点或凹坑)方向不同：没有(you)(you)后缀与(yu)后缀为“R”，的(de)IC等，例如M5115P与(yu)M5115RP。

2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换

这种代换只要相互(hu)间的引脚功能完(wan)(wan)全相同，其(qi)内(nei)部PCB电路(lu)和(he)电参数稍有(you)差异(yi)，也可相互(hu)直接代换。如(ru)：伴音中放(fang)ICLA1363和(he)LA1365，后者比前者在(zai)IC第5脚内(nei)部增加了一(yi)(yi)个稳压(ya)二(er)极管，其(qi)它(ta)完(wan)(wan)全一(yi)(yi)样。

一般情况下，前(qian)缀字(zi)母是(shi)表示生产厂家(jia)及PCB电路的(de)类别，前(qian)缀字(zi)母后面的(de)数(shu)字(zi)相(xiang)同，大多(duo)数(shu)可以(yi)(yi)直接代换。但也少数(shu)特例(li)，虽数(shu)字(zi)相(xiang)同，但功(gong)能却完全不同。例(li)如，HA1364是(shi)伴音IC，而uPC1364是(shi)色解码IC;数(shu)字(zi)是(shi)4558的(de)，8脚(jiao)的(de)是(shi)运算放(fang)大器NJM4558，14脚(jiao)的(de)是(shi)CD4558数(shu)字(zi)PCB电路;故二者完全不能代换。所以(yi)(yi)一定还要看引脚(jiao)功(gong)能。

有(you)的(de)(de)厂家引进(jin)未封装的(de)(de)IC芯(xin)片，然后(hou)加工成按本厂命名的(de)(de)产品(pin)，还(hai)有(you)为了提高某些(xie)参数(shu)指标而改(gai)进(jin)的(de)(de)产品(pin)。这(zhei)些(xie)产品(pin)常用不(bu)同(tong)型号进(jin)行(xing)命名或用型号后(hou)缀(zhui)加以(yi)区别。例(li)如，AN380与uPC1380可以(yi)直接(jie)代(dai)换，AN5620、TEA5620、DG5620等可以(yi)直接(jie)代(dai)换。

二、非直接代换

非直(zhi)接代(dai)换是指不能进行直(zhi)接代(dai)换的(de)IC稍加修改外围PCB电路，改变原引脚(jiao)的(de)排列或增减个别元(yuan)件等，使之(zhi)成为可代(dai)换的(de)IC的(de)方法。

代(dai)换(huan)原(yuan)则(ze)：代(dai)换(huan)所(suo)用的IC可与原(yuan)来的IC引脚(jiao)功能(neng)不(bu)(bu)同(tong)、外形不(bu)(bu)同(tong)，但功能(neng)要相(xiang)同(tong)，特性要相(xiang)近;代(dai)换(huan)后不(bu)(bu)应影响原(yuan)机性能(neng)。

1、不同封装IC的代换

相(xiang)(xiang)同类型的IC芯片，但(dan)封装外形(xing)不同，代换(huan)时只要将新器(qi)件(jian)的引脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)按(an)原器(qi)件(jian)引脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)的形(xing)状和(he)(he)排列(lie)(lie)进(jin)(jin)行整形(xing)。例如(ru)，AFTPCB电路(lu)CA3064和(he)(he)CA3064E，前(qian)(qian)者(zhe)为圆(yuan)形(xing)封装，辐射状引脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)：后者(zhe)为双(shuang)(shuang)(shuang)列(lie)(lie)直(zhi)插塑料(liao)封装，两(liang)者(zhe)内(nei)部特性完全一样，按(an)引脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)功能(neng)进(jin)(jin)行连(lian)(lian)接即(ji)可。双(shuang)(shuang)(shuang)列(lie)(lie)ICAN7114、AN7115与LA4100、LA4102封装形(xing)式(shi)基本相(xiang)(xiang)同，引脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)和(he)(he)散(san)热片正好都相(xiang)(xiang)差180度。前(qian)(qian)面(mian)提到的AN5620带散(san)热片双(shuang)(shuang)(shuang)列(lie)(lie)直(zhi)插16脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)封装、TEA5620双(shuang)(shuang)(shuang)列(lie)(lie)直(zhi)插18脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)封装，9、10脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)位于集成PCB电路(lu)的右边(bian)，相(xiang)(xiang)当于AN5620的散(san)热片，二(er)者(zhe)其它脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)排列(lie)(lie)一样，将9、10脚(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)连(lian)(lian)起来接地即(ji)可使用。

2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换

代(dai)换时可根(gen)据各个型号(hao)IC的具体参数及说明进(jin)行(xing)。如电视机中(zhong)的AGC、视频信号(hao)输出(chu)有正、负(fu)极(ji)性的区别，只(zhi)要(yao)在输出(chu)端加接(jie)倒相器(qi)后即(ji)可代(dai)换。

3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换

这种代换(huan)需要改变外围PCB电路及引脚排(pai)列，因而需要一(yi)定的理论知识、完(wan)整的资料和丰富的实践经验与技巧。

4、有些空脚不应擅自接地

内部等效PCB电(dian)路和应用PCB电(dian)路中有(you)的(de)引(yin)出(chu)(chu)脚(jiao)没(mei)有(you)标明，遇(yu)到(dao)空的(de)引(yin)出(chu)(chu)脚(jiao)时(shi)，不应擅自接(jie)地(di)，这些引(yin)出(chu)(chu)脚(jiao)为更替或备用脚(jiao)，有(you)时(shi)也作为内部连接(jie)。

5、组合代换

组合代换就是(shi)把同一型号的(de)(de)多块(kuai)IC内部未受(shou)损的(de)(de)PCB电路部分，重新(xin)组合成一块(kuai)完整(zheng)的(de)(de)IC，用(yong)以代替功(gong)能不良的(de)(de)IC的(de)(de)方法。对(dui)买不到原配IC的(de)(de)情况下是(shi)十(shi)分适用(yong)的(de)(de)。但要求所利用(yong)IC内部完好(hao)的(de)(de)PCB电路一定要有(you)接口(kou)引出脚。

非直接代(dai)换关键是要查清楚(chu)互相代(dai)换的两种IC的基本电参数、内部等效PCB电路、各(ge)引脚的功能、IC部元件之间(jian)连(lian)接关系的资料。实际(ji)操作时予(yu)以注意。

(1)集(ji)成(cheng)PCB电路引脚(jiao)的编号顺序，切勿接(jie)错;

(2)为(wei)适应(ying)代换后的(de)IC的(de)特点(dian)，与其相(xiang)(xiang)连的(de)外围(wei)PCB电路的(de)元件要作相(xiang)(xiang)应(ying)的(de)改变;

(3)电(dian)源电(dian)压要与代换后(hou)的工(gong)C相符(fu)，如果(guo)原(yuan)PCB电(dian)路中电(dian)源电(dian)压高(gao)，应设(she)法降压;电(dian)压低(di)，要看代换IC能否工(gong)作(zuo);

(4)代换以后要测量IC的静态工作电流(liu)，如电流(liu)远大(da)于正常值(zhi)，则说(shuo)明PCB电路可(ke)能产生自激，这时须(xu)进行去(qu)耦、调(diao)整。若增益与原来(lai)有(you)所差别，可(ke)调(diao)整反(fan)馈(kui)电阻阻值(zhi);

(5)代换后IC的输(shu)(shu)入、输(shu)(shu)出阻抗要与原PCB电路(lu)相匹配;检查其驱(qu)动能力;

(6)在(zai)改(gai)动(dong)时要充(chong)分利用原PCB电路板上的脚(jiao)孔和引(yin)(yin)线，外接(jie)引(yin)(yin)线要求整齐(qi)，避免前后(hou)交叉，以(yi)便检(jian)查和防止(zhi)PCB电路自(zi)激，特别是防止(zhi)高(gao)频(pin)自(zi)激;

(7)在通(tong)电(dian)(dian)前电(dian)(dian)源(yuan)Vcc回路(lu)里最好再串接一直流(liu)电(dian)(dian)流(liu)表，降压电(dian)(dian)阻阻值由大到小观察集成PCB电(dian)(dian)路(lu)总电(dian)(dian)流(liu)的(de)变化是否正常。

6、用分立元件代换IC

有时(shi)可(ke)用分立元件代(dai)换IC中被损(sun)坏的(de)部分，使其恢(hui)复功能(neng)。代(dai)换前应了解该(gai)IC的(de)内部功能(neng)原(yuan)理(li)、每(mei)个引出脚的(de)正常(chang)电压、波形图及与外围元件组成PCB电路的(de)工作原(yuan)理(li)。同(tong)时(shi)还应考虑：

(1)信号能否(fou)从(cong)工C中取(qu)出接至(zhi)外(wai)围(wei)PCB电路(lu)的输(shu)入端：

(2)经外围PCB电(dian)(dian)(dian)路处理后的(de)信(xin)号，能否(fou)连(lian)接到集成PCB电(dian)(dian)(dian)路内(nei)部(bu)的(de)下一级去(qu)进行再(zai)处理(连(lian)接时的(de)信(xin)号匹(pi)配应不影响其主(zhu)要参数(shu)和(he)性(xing)能)。如中放(fang)(fang)IC损坏，从(cong)典型(xing)应用(yong)PCB电(dian)(dian)(dian)路和(he)内(nei)部(bu)PCB电(dian)(dian)(dian)路看，由(you)伴(ban)音中放(fang)(fang)、鉴频以及晋频放(fang)(fang)大(da)级成，可用(yong)信(xin)号输入法找出损坏部(bu)分(fen)，若是音频放(fang)(fang)大(da)部(bu)分(fen)损坏，则可用(yong)分(fen)立元件代替。

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