第1章 集成电路的基础知识
教学提示:本章主要介绍集成电路的初步知识,包括集成电路的溯源、集成电路*主要的制作材料、集成电路工艺;集成电路的集成度高低分类;常用的74系列集成电路的型号、功能、封装形式等;还要进行基本的焊接与集成电路的安装练习。
教学要求:了解集成电路的发展历史、集成电路*主要的制作材料、集成电路工艺;理解集成电路的集成度高低分类;掌握常用的74系列集成电路的型号、功能、封装形式等;熟练掌握基本的焊接与集成电路的安装。
1.1 集成电路的概述
当今,世界上的电子电路几乎已完全集成化了。因此,掌握和正确使用数字集成电路,用以构成数字逻辑系统,就成为数字电路技术的核心内容之一。学习数字电路技术需要有集成电路的一般知识,起步学习当然应该从集成电路的基础知识开始。集成电路的英文名称为Integrated Circuit,缩写为IC。
世界上的任何一种电路都是由各种不同类型的电子元器件组合而成的。但是体积细小的电子元器件的组合也带来一个问题,就是需要花费大量的时间和资金,以人手焊接把各种元件连接起来,但人工焊接不能做到**可靠,特别是大规模电路中成千上万的焊接点都有可能出现问题。因此,面对这个问题,电子业必须找出一种非常可靠且又合乎成本效益的方法,以焊接电子元器件和生产出产品。于是有人提出了一种理念,将所有不同类型的电子元器件制成一定的大小和形状,并在生产时加上电线。这样,在组装元器件时,便可将大小一定的电阻、电容、二极管、三极管等元器件像塔积木般组装成设计的电路。由此,开创了研究集成电路的新纪元。
1.1.1 集成电路的溯源
1952年,英国雷达研究所的G·WA·达默(G.WA.Dummer)**次提出了集成电路的设想。他认为,随着晶体管和半导体工业的发展,可以将电子电路中的电阻、电容、晶���管和其他必要的电子元器件统统都集成在单个半导体晶体片上,而不需要外部的连接线,从而构成一个具有预定功能的电子电路。一小块晶片就是一个完整的电路,这样一来,电子线路的体积就可大大缩小,而可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想。但是由于当时受到一些工艺技术手段的局限,达默的这种设想未能实现。
1958年,杰克·基尔比(JackKilby)加入美国的得克萨斯仪器公司,开始构思一套研制集成电路的方案,他认为使用半导体去制作电路板会是一个可行的办法,即将元器件直接制作(集成)在一个小平面的半导体单晶片上。图1.1是杰克·基尔比先生。
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