IC元件

IC是集成电(dian)(dian)路(lu)(lu)（integrated circuit）英文的缩写(xie)，是通(tong)过(guo)一定的工艺，将晶体(ti)管、电(dian)(dian)阻、电(dian)(dian)容和电(dian)(dian)感等元(yuan)件，制作在(zai)一块(kuai)半导体(ti)晶片上，形成一个(ge)完(wan)整(zheng)的电(dian)(dian)路(lu)(lu)，然后通(tong)过(guo)封装技(ji)术，封装在(zai)管壳内，成为(wei)一个(ge)拥有强大功能的元(yuan)器件。在(zai)电(dian)(dian)路(lu)(lu)中用字母IC表示。

IC的种类介绍

IC的种类(lei)很多，可以分为几(ji)大类(lei)

一、模拟器(qi)件，包括运放、比较(jiao)器(qi)、电(dian)源器(qi)件等；

二(er)、数(shu)字逻辑器件，包括74系列(lie)(lie)、40系列(lie)(lie)的(de)门电(dian)路、触(chu)发器、锁存(cun)器、译码器、计数(shu)器，存(cun)储器等(deng)等(deng)；

三、监控(kong)器件，包括电源监控(kong)（上电掉电复位电路(lu)）、程序监控(kong)（看门狗）电路(lu)等(deng)；

四、综合性器(qi)件，兼有数字(zi)和(he)模拟(ni)功能，如模数转换器(qi)、数模转换器(qi)、带有A/D、D/A的单片机，等(deng)等(deng)，另(ling)外(wai)还有一些专用的控制电(dian)路(lu)。

IC元件封装

一、根据封装形式

在SMD集成电(dian)路(lu)中，IC的主要封装形式可分(fen)为(wei)

QFP：四方形封装

TQFP：薄四(si)方形封装

SOP：小型封(feng)装

PLCC：宽脚距塑料封装

SOT：小(xiao)型(xing)晶体管

BGA：球状栅(zha)阵列

DIP：双列直插封装

SIP：单列直插封装(zhuang)

SOJ：J形脚(jiao)封装(zhuang)

CLCC：宽脚距陶瓷封(feng)装

PGA：针状栅(zha)阵列(lie)

二、按功能结构

IC按(an)其(qi)功能(neng)、结构的不同，可以分为(wei)模拟集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路、数字集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路和数/模混合集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)(dian)路三大类(lei)。

模拟(ni)集成(cheng)电(dian)路(lu)又称线性电(dian)路(lu),用(yong)来(lai)产生、放大(da)和(he)处理(li)(li)各(ge)种(zhong)模拟(ni)信(xin)号(hao)(hao)（指幅度(du)随(sui)时(shi)间变化的(de)信(xin)号(hao)(hao)。例(li)如半导体收音机的(de)音频(pin)信(xin)号(hao)(hao)、录放机的(de)磁带信(xin)号(hao)(hao)等），其输(shu)(shu)入信(xin)号(hao)(hao)和(he)输(shu)(shu)出信(xin)号(hao)(hao)成(cheng)比例(li)关系(xi)。而(er)数(shu)字(zi)集成(cheng)电(dian)路(lu)用(yong)来(lai)产生、放大(da)和(he)处理(li)(li)各(ge)种(zhong)数(shu)字(zi)信(xin)号(hao)(hao)（指在(zai)时(shi)间上和(he)幅度(du)上离散取值(zhi)的(de)信(xin)号(hao)(hao)。例(li)如3G手(shou)机、数(shu)码(ma)相机、电(dian)脑(nao)CPU、数(shu)字(zi)电(dian)视的(de)逻(luo)辑控制和(he)重放的(de)音频(pin)信(xin)号(hao)(hao)和(he)视频(pin)信(xin)号(hao)(hao)）。

三、按制作工艺

集(ji)成(cheng)电路(lu)(lu)按制作工艺可分为(wei)半导体集(ji)成(cheng)电路(lu)(lu)和膜集(ji)成(cheng)电路(lu)(lu)。

膜集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)又分类厚膜集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)和薄膜集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)。

四、按集成度高低

集成(cheng)电路(lu)按集成(cheng)度(du)高低的不同可分为：

SSIC 小规模(mo)集成(cheng)电(dian)路(lu)(Small Scale Integrated circuits)

MSIC 中规模集成电路(Medium Scale Integrated circuits)

LSIC 大规模集(ji)成电(dian)路(lu)(Large Scale Integrated circuits)

VLSIC 超(chao)大规模集成电(dian)路(Very Large Scale Integrated circuits)

ULSIC特大规模集成电(dian)路(Ultra Large Scale Integrated circuits)

GSIC 巨大(da)规模(mo)集(ji)成电路(lu)也被称作极大(da)规模(mo)集(ji)成电路(lu)或超特大(da)规模(mo)集(ji)成电路(lu)(Giga Scale Integration)。

五、导电类型不同

集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)按导电(dian)类型可分为双极型集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)和单极型集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)，他(ta)们都是数(shu)字集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)。

双极型集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)制作工(gong)艺(yi)复杂，功耗(hao)较(jiao)大，代表集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(lu)有(you)TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等(deng)类型。单极型集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(lu)的(de)制作工(gong)艺(yi)简单，功耗(hao)也较(jiao)低(di)，易于制成(cheng)(cheng)大规模集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(lu)，代表集(ji)(ji)成(cheng)(cheng)电(dian)路(lu)(lu)(lu)有(you)CMOS、NMOS、PMOS等(deng)类型。

六、按用途

集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)按(an)用(yong)(yong)(yong)途可(ke)分(fen)为电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)视机用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、音响用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、影碟机用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、录像机用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)脑（微(wei)机）用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子琴用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、通信用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、照相机用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、遥(yao)控(kong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、语(yu)言集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)、报警器用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)及各种专用(yong)(yong)(yong)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)路(lu)。

七、按应用领域分

集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)按(an)应(ying)用领域可分为(wei)标准(zhun)通用集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)和专用集(ji)成(cheng)电(dian)路(lu)。

八、按外形分

集成电(dian)路按外形可分(fen)为圆(yuan)形（金属外壳晶体(ti)(ti)管封装型，一般适合用于(yu)大功率(lv)）、扁(bian)平(ping)型（稳定(ding)性好(hao)，体(ti)(ti)积小）和(he)双列直插(cha)型。

随(sui)着技术的发(fa)展(zhan)，IC正朝着小(xiao)型(xing)化的方(fang)向发(fa)展(zhan)，功能越来越强大(da)，在各个领域得到了(le)广泛的应用

PCB电路设计中的IC代换技巧

在(zai)PCB电路设(she)(she)计(ji)中会遇到需(xu)要代(dai)换(huan)IC的时候，下面就来分享(xiang)一(yi)下在(zai)代(dai)换(huan)IC时的技巧，帮助设(she)(she)计(ji)师在(zai)PCB电路设(she)(she)计(ji)时能更完(wan)美。

一(yi)、直接代换

直接代(dai)(dai)换(huan)是指用其他IC不经任何改动而直接取代(dai)(dai)原来(lai)的(de)IC，代(dai)(dai)换(huan)后不影响(xiang)机器(qi)的(de)主要性能与(yu)指标(biao)。

其(qi)代换原(yuan)则是：代换IC的功能(neng)、性(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)标(biao)、封装形式、引(yin)脚(jiao)用途(tu)、引(yin)脚(jiao)序号和间(jian)隔(ge)等几方(fang)面均相(xiang)同(tong)。其(qi)中IC的功能(neng)相(xiang)同(tong)不仅指(zhi)(zhi)功能(neng)相(xiang)同(tong)，还应(ying)注意逻辑极性(xing)相(xiang)同(tong)，即输(shu)出输(shu)入电(dian)平极性(xing)、电(dian)压(ya)、电(dian)流(liu)幅度必须相(xiang)同(tong)。性(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)标(biao)是指(zhi)(zhi)IC的主要(yao)(yao)电(dian)参(can)数(或主要(yao)(yao)特(te)性(xing)曲线)、最(zui)大耗散功率(lv)、最(zui)高(gao)工(gong)作电(dian)压(ya)、频(pin)率(lv)范围及(ji)各信号输(shu)入、输(shu)出阻抗等参(can)数要(yao)(yao)与原(yuan)IC相(xiang)近。功率(lv)小的代用件要(yao)(yao)加大散热片。

1、同一型号IC的代换

同(tong)(tong)一型(xing)号IC的代换一般是可靠的，安装集(ji)成PCB电路(lu)时，要注意方(fang)(fang)向不(bu)要搞错，否则，通电时集(ji)成PCB电路(lu)很可能(neng)被烧毁。有(you)的单(dan)列直(zhi)插式(shi)功放(fang)IC，虽型(xing)号、功能(neng)、特性相(xiang)同(tong)(tong)，但引脚排列顺序(xu)的方(fang)(fang)向是有(you)所不(bu)同(tong)(tong)的。例如，双声道(dao)功放(fang)ICLA4507，引脚有(you)“正”、“反”之分，其(qi)起始脚标注(色点或凹坑(keng))方(fang)(fang)向不(bu)同(tong)(tong)：没有(you)后(hou)缀与后(hou)缀为“R”，的IC等，例如M5115P与M5115RP。

2、型号前缀字母相同、数字不同IC的代换

这种(zhong)代换只要(yao)相互间的引(yin)脚(jiao)功能完(wan)全相同(tong)，其内(nei)(nei)部(bu)(bu)PCB电路和(he)电参数稍有差异，也可相互直接代换。如：伴音中放ICLA1363和(he)LA1365，后者比前(qian)者在IC第5脚(jiao)内(nei)(nei)部(bu)(bu)增加了一个(ge)稳压二极管，其它完(wan)全一样。

一(yi)般情况下，前缀字(zi)(zi)母(mu)是(shi)表示生产厂家及(ji)PCB电(dian)路的类别，前缀字(zi)(zi)母(mu)后面的数(shu)(shu)字(zi)(zi)相同(tong)，大多数(shu)(shu)可以直(zhi)接代(dai)换。但也少数(shu)(shu)特例，虽数(shu)(shu)字(zi)(zi)相同(tong)，但功能却完全不同(tong)。例如，HA1364是(shi)伴(ban)音IC，而uPC1364是(shi)色解码IC;数(shu)(shu)字(zi)(zi)是(shi)4558的，8脚的是(shi)运算放大器NJM4558，14脚的是(shi)CD4558数(shu)(shu)字(zi)(zi)PCB电(dian)路;故(gu)二者完全不能代(dai)换。所以一(yi)定(ding)还要看引脚功能。

有的(de)厂家引进(jin)(jin)未(wei)封装(zhuang)的(de)IC芯片(pian)，然后加工成按(an)本厂命(ming)名的(de)产品，还有为了提(ti)高某(mou)些参(can)数指标而改进(jin)(jin)的(de)产品。这些产品常(chang)用(yong)不同型号(hao)进(jin)(jin)行(xing)命(ming)名或用(yong)型号(hao)后缀加以(yi)(yi)(yi)区(qu)别。例(li)如，AN380与uPC1380可(ke)以(yi)(yi)(yi)直接(jie)代换，AN5620、TEA5620、DG5620等可(ke)以(yi)(yi)(yi)直接(jie)代换。

二、非直接代换

非直(zhi)接代换(huan)是指(zhi)不能进行直(zhi)接代换(huan)的(de)IC稍加修改外围PCB电路，改变原引脚的(de)排列或增减(jian)个别元件等，使之成为可代换(huan)的(de)IC的(de)方(fang)法。

代换(huan)原(yuan)则：代换(huan)所用(yong)的IC可与原(yuan)来(lai)的IC引脚功能(neng)不同、外(wai)形不同，但(dan)功能(neng)要相(xiang)同，特性(xing)要相(xiang)近;代换(huan)后不应影(ying)响原(yuan)机性(xing)能(neng)。

1、不同封装IC的代换

相(xiang)(xiang)同类(lei)型的(de)IC芯片，但封(feng)装外形(xing)(xing)不同，代换时只要(yao)将(jiang)新器(qi)件(jian)的(de)引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)按原器(qi)件(jian)引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)的(de)形(xing)(xing)状和排列(lie)(lie)进(jin)行(xing)整形(xing)(xing)。例如，AFTPCB电路(lu)CA3064和CA3064E，前者(zhe)为圆形(xing)(xing)封(feng)装，辐射(she)状引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)：后(hou)者(zhe)为双列(lie)(lie)直插(cha)塑(su)料(liao)封(feng)装，两者(zhe)内(nei)部特性完全(quan)一样(yang)，按引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)功能(neng)进(jin)行(xing)连接(jie)即可。双列(lie)(lie)ICAN7114、AN7115与(yu)LA4100、LA4102封(feng)装形(xing)(xing)式基本相(xiang)(xiang)同，引(yin)(yin)脚(jiao)(jiao)和散(san)热(re)片正(zheng)好都相(xiang)(xiang)差180度。前面提到的(de)AN5620带散(san)热(re)片双列(lie)(lie)直插(cha)16脚(jiao)(jiao)封(feng)装、TEA5620双列(lie)(lie)直插(cha)18脚(jiao)(jiao)封(feng)装，9、10脚(jiao)(jiao)位于集成(cheng)PCB电路(lu)的(de)右边，相(xiang)(xiang)当(dang)于AN5620的(de)散(san)热(re)片，二(er)者(zhe)其它脚(jiao)(jiao)排列(lie)(lie)一样(yang)，将(jiang)9、10脚(jiao)(jiao)连起来接(jie)地即可使用。

2、PCB电路功能相同但个别引脚功能不同lC的代换

代换时(shi)可根据各个型号(hao)IC的具(ju)体参数及说明进行(xing)。如电视(shi)(shi)机中的AGC、视(shi)(shi)频(pin)信号(hao)输出(chu)有正、负极性的区别，只要在输出(chu)端加接倒相器后(hou)即可代换。

3、类塑相同但引脚功能不同IC的代换

这种(zhong)代换需(xu)要改变(bian)外围(wei)PCB电路及引脚排列，因而需(xu)要一定的(de)理论知(zhi)识、完整的(de)资料和丰富的(de)实践经验与(yu)技巧。

4、有些空脚不应擅自接地

内部等效PCB电(dian)路和应(ying)用PCB电(dian)路中有(you)的引出(chu)脚没有(you)标明，遇到空的引出(chu)脚时，不(bu)应(ying)擅(shan)自接地，这些引出(chu)脚为更替或(huo)备用脚，有(you)时也作为内部连接。

5、组合代换

组(zu)合(he)代换就(jiu)是把(ba)同一型号(hao)的(de)(de)多块IC内部(bu)未(wei)受损的(de)(de)PCB电路部(bu)分(fen)，重新(xin)组(zu)合(he)成一块完整的(de)(de)IC，用(yong)以代替功(gong)能不(bu)良的(de)(de)IC的(de)(de)方法。对买不(bu)到原配IC的(de)(de)情况下是十分(fen)适用(yong)的(de)(de)。但要求所利用(yong)IC内部(bu)完好的(de)(de)PCB电路一定要有接口引出脚(jiao)。

非直接代(dai)换关键(jian)是要查清楚互相代(dai)换的两种IC的基本电(dian)参数、内部等效PCB电(dian)路、各引(yin)脚(jiao)的功(gong)能、IC部元件之间连接关系的资料(liao)。实际(ji)操作(zuo)时予(yu)以注意。

(1)集成PCB电(dian)路引脚的(de)编号顺序，切勿接错;

(2)为适应代换(huan)后的(de)(de)IC的(de)(de)特点，与其相连的(de)(de)外围PCB电路的(de)(de)元(yuan)件要作相应的(de)(de)改变;

(3)电(dian)源电(dian)压要(yao)与代换(huan)后的工C相符，如果原PCB电(dian)路中电(dian)源电(dian)压高，应(ying)设(she)法(fa)降压;电(dian)压低，要(yao)看代换(huan)IC能否(fou)工作;

(4)代换以(yi)后(hou)要测量IC的静态工作电(dian)流，如电(dian)流远大于(yu)正常值，则说明PCB电(dian)路(lu)可能产生自激，这(zhei)时须进行去(qu)耦、调整。若增益(yi)与(yu)原来有(you)所(suo)差别，可调整反(fan)馈电(dian)阻(zu)阻(zu)值;

(5)代换后(hou)IC的(de)输入、输出阻抗要与原PCB电路相匹配;检查其(qi)驱动(dong)能力;

(6)在改(gai)动时要(yao)充分利用原PCB电(dian)路板上的脚孔(kong)和引线(xian)，外接引线(xian)要(yao)求整齐，避免前后交叉(cha)，以便检查和防止PCB电(dian)路自(zi)激，特别是防止高频自(zi)激;

(7)在(zai)通(tong)电(dian)(dian)前电(dian)(dian)源(yuan)Vcc回路里最好再串接一直流电(dian)(dian)流表，降压电(dian)(dian)阻阻值由大到小观(guan)察集成(cheng)PCB电(dian)(dian)路总电(dian)(dian)流的变(bian)化是否正(zheng)常(chang)。

6、用分立元件代换IC

有(you)时可用分立元件代换IC中被损坏的(de)部分，使(shi)其恢复功能。代换前应(ying)了解该IC的(de)内部功能原(yuan)理、每个引出脚的(de)正(zheng)常电压、波形图及与(yu)外(wai)围(wei)元件组(zu)成PCB电路(lu)的(de)工(gong)作原(yuan)理。同(tong)时还(hai)应(ying)考虑：

(1)信(xin)号(hao)能否从(cong)工C中取出接至外围PCB电路的输入端：

(2)经外围PCB电(dian)(dian)路(lu)(lu)处(chu)(chu)理(li)后的(de)信(xin)号(hao)，能否连(lian)接(jie)到集成PCB电(dian)(dian)路(lu)(lu)内部的(de)下一级去进行再处(chu)(chu)理(li)(连(lian)接(jie)时(shi)的(de)信(xin)号(hao)匹(pi)配(pei)应(ying)不影响其主要参(can)数和(he)性能)。如(ru)中放IC损坏，从典型(xing)应(ying)用(yong)PCB电(dian)(dian)路(lu)(lu)和(he)内部PCB电(dian)(dian)路(lu)(lu)看，由伴音(yin)中放、鉴频(pin)以及晋(jin)频(pin)放大(da)级成，可用(yong)信(xin)号(hao)输(shu)入法找出损坏部分(fen)，若是音(yin)频(pin)放大(da)部分(fen)损坏，则(ze)可用(yong)分(fen)立(li)元件(jian)代替。

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