第6章半导体集成电路课件.ppt

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1、第6章半导体集成电路6.1概述6.1.1半导体集成电路的概念1．集成电路的定义集成电路是将电阻、电容、二极管、三极管经过半导体工艺或薄、厚膜工艺制作在同一硅片上，并按某种电路形式互连起来，制成具有一定功能的电路。2．集成电路的特点同分立元器件相比，集成电路具有体积小，重量轻，功耗低，性能好，可靠性高，成本低等特点，是目前电子产品和设备小型、便携式所必需的。6.1.2集成电路的分类集成电路种类繁多，品种各异，可按不同方式进行分类。1．按照制造工艺分类集成电路按其制造工艺可分为半导体集成电路，薄膜集成电路，厚膜集成电路和混合集成电路。用平面工艺（氧化、光刻、扩散、外延）在半导体晶片上制成的集成电

2、路称为半导体集成电路，也称为单片集成电路。用薄膜工艺（真空蒸发、溅射）将电阻、电容等无源元件及相互连线制作在同一块绝缘衬底上，再焊接上晶体管管芯，使其具有一定功能的电路，称为薄膜集成电路。用厚膜工艺（丝网印刷、烧结）将电阻、电容等无源元件及相互连线制作在同一块绝缘衬底上，再焊接上晶体管管芯，使其具有一定功能的电路，称为厚膜集成电路。2．按照有源器件分类集成电路按有源器件可分为双极型集成电路、MOS型集成电路和双极-MOS（BIMOS）型集成电路等。双极型集成电路是在半导体基片（硅或锗材料）上，利用双极型晶体管构成的集成电路，其内部工作时由空穴和自由电子两种载流子进行导电。MOS型集成电路只有空

3、穴或自由电子一种载流子导电。它又可分为NMOS型集成电路、PMOS型集成电路和CMOS型集成电路三种。NMOS型集成电路是由N沟道的MOS器件构成。PMOS型集成电路是由P沟道的MOS器件构成。CMOS型集成电路则是指由N沟道和P沟道MOS器件构成的互补形式的电路。双极型-MOS型集成电路（BIMOS）是双极型晶体管和MOS电路混合构成的集成电路。一般前者作为输出级，后者作为输入级。双极型电路驱动能力强，但功耗较大，MOS电路则相反，双极型-MOS型集成电路兼有二者的优点。3．按照集成度分类集成电路按其集成度可分为小规模集成电路，中规模集成电路，大规模集成电路，超大规模集成电路和极大规模集成电

4、路2004年Inter公司CPU集成度1亿2500万/112mm2=111.6万/mm24．按照应用领域分类集成电路按照应用领域可分为军用品、民用品（又称商用）和工业用品三大类。由于军用品主要用在军事、航空、航天等领域，使用环境恶劣，装置密度高，对集成电路的可靠性要求极高，对价格的要求不太苛求。由于民用品主要用在人们的日常生活中，使用条件较好，只要能够满足一定的性能指标要求即可。但对价格要求较高，最大限度地追求高的性能价格比。这是产品能否占领市场的重要条件之一。工业用品介于二者之间。5．按照功能分类集成电路按功能的分类。半导体集成电路数字电路模拟电路接口电路特殊电路TTL电路HTL电路ECL电

5、路CMOS电路存储器微型机电路运算放大器稳压器音响电路电视电路非线性电路电平转换器电压比较器线驱动接收器外围驱动器通信电路机电仪电路消费类电路传感器6.1.3集成电路的封装及引脚识别1．集成电路的封装常用集成电路的封装材料有金属、陶瓷、塑料三种。（1）金属封装金属封装散热性能好，可靠性高，但安装和使用不方便，成本高。一般高精度集成电路或大功率集成电路均以此形式封装。根据国标规定，金属封装有金属园形和菱形两种。1．集成电路的封装（2）陶瓷封装陶瓷封装散热性差，但体积小，成本低。一般分扁平型和双列直插两种。（3）塑料封装塑料封装工艺简单，成本低，但散热性能较差。应用最广，适用于小功率器件，分扁

6、平和双列直插两种。中功率器件有时也采用塑料封装，但为了限制温升，有利散热，通常都在塑料封装的同时加装金属板，以利于固定散热片。2．封装外形及引脚识别封装形式最多的是圆顶形、扁平形及双列直插形。圆顶形金属壳封装多为8脚，10脚，12脚。菱形金属壳封装多为3脚，4脚。扁平形陶瓷封装多为14脚，16脚。单列直插式塑料封装多为9脚，10脚，12脚，14脚，16脚。双列直插式陶瓷封装多为8脚，12脚，14脚，16脚，24脚。双列直插式塑料封装多为8脚，12脚，14脚，16脚，24脚，42脚，48脚。集成电路的引出脚数目虽然很多，但引出脚的排列顺序具有一定的规律。在使用集成电路时，可按排列规律正确识别集成

7、电路的引出脚。（1）圆顶封装的集成电路对于圆顶封装的集成电路（一般为圆形和菱形金属外壳封装），在识别引脚时，应先将集成电路的引出脚朝上，找出其标记。常见的定位标记有锁口突耳、定位孔及引脚不均匀排列等。引出脚的顺序由定位标记对应的引脚开始，按顺时针方向依次数为引脚①，②，③，④……。（2）单列直插式集成电路单列直插式集成电路，识别其引脚时应使引脚向下，面对型号或定位标记，自定位标记对应一侧的第一只引