集成电路的分类,以及其应用范围

核心提示集成电路分为数字电路,模拟电路和接口电路三大类数字电路用于逻辑运算,数字控制,在自动控制、电子计算机和数字通讯领域获得了广泛的应用;模拟电路处理的是模拟信号,音响,测量等领域应用广泛;接口电路介于二者之间,A/D变换 、D/A变换,都属于接

集成电路分为数字电路,模拟电路和接口电路三大类数字电路用于逻辑运算,数字控制,在自动控制、电子计算机和数字通讯领域获得了广泛的应用;模拟电路处理的是模拟信号,音响,测量等领域应用广泛;接口电路介于二者之间,A/D变换 、D/A变换,都属于接口电路

什么是集成电路

由于集成电路的体积极小,使电子运动的距离大幅缩小,因此速度极快且可靠性高,集成电路的种类一般是以内含晶体管等电子组件的数量来分类。SSI (小型集成电路),晶体管数 10~100MSI (中型集成电路),晶体管数 100~1,000LSI (大规模集成电路),晶体管数 1,000~10,0000模拟集成电路的分类模拟集成电路按功能大致可分为:线性放大器、功率放大器、 比较器、乘法器、稳压器、(D/A 、A/D)转换器、锁相环器件等。其中线性放大器按性能可分为通用型和专用型。 线性放大器中,发展最早、应用最广的是集成运算放大电路。

芯片分成四大类

集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构。

其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。

功能结构:

集成电路,又称为IC,按其功能、结构的不同,可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。

模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号(指幅度随时间变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等),其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号(指在时间上和幅度上离散取值的信号。例如5G手机、数码相机、电脑CPU、数字电视的逻辑控制和重放的音频信号和视频信号)。

制作工艺:

集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路。

膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。

半导体集成电路的分类

按照功能分类,芯片可以分为4种,分别是:以电脑的核心CPU(中央处理器)、GPU(图像处理的芯片)为代表的计算芯片

集成电路英语:integratedcircuit,缩写作IC;或称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、晶片/芯片(chip)在电子学中是一种将电路(主要包括半导体设备,也包括被动组件等)小型化的方式,并时常制造在半导体晶圆表面上。

集成电路如果以构成它的电路基础的晶体管来区分,有双极型集成电路和MOS集成电路两类。前者以双极结型平面晶体管为主要器件(如图2),后者以MOS场效应晶体管为基础。图3表示了典型的硅栅N沟道MOS集成电路的制造工艺过程。一般说来,双极型集成电路优点是速度比较快,缺点是集成度较低,功耗较大;而MOS集成电路则由于MOS器件的自身隔离,工艺较简单,集成度较高,功耗较低,缺点是速度较慢。近来在发挥各自优势,克服自身缺点的发展中,已出现了各种新的器件和电路结构。

集成电路按电路功能分,可以有以门电路为基础的数学逻辑电路和以放大器为基础的线性电路。后者由于半导体衬底和工作元件之间存在着有害的相互作用,发展较前者慢。同时应用于微波的微波集成电路和从Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体激光器和光纤维导管为基础的光集成电路也正在发展之中。

半导体集成电路除以硅为基础的材料外,砷化镓也是重要的材料,以它为基础材料制成的集成电路,其工作速度可比目前硅集成电路高一个数量级,有着广阔的发展前景。

从整个集成电路范畴讲,除半导体集成电路外,还有厚膜电路与薄膜电路。

①厚膜电路。以陶瓷为基片,用丝网印刷和烧结等工艺手段制备无源元件和互连导线,然后与晶体管、二极管和集成电路芯片以及分立电容等元件混合组装而成。

②薄膜电路。有全膜和混合之分。所谓全膜电路,就是指构成一个完整电路所需的全部有源元件、无源元件和互连导体,皆用薄膜工艺在绝缘基片上制成。但由于膜式晶体管的性能差、寿命短,因此难以实际应用。所以目前所说的薄膜电路主要是指薄膜混合电路。它通过真空蒸发和溅射等薄膜工艺和光刻技术,用金属、合金和氧化物等材料在微晶玻璃或陶瓷基片上制造电阻、电容和互连(薄膜厚度一般不超过1微米),然后与一片或多片晶体管器件和集成电路的芯片高密度混合组装而成。

厚膜和薄膜电路与单片集成电路相比,各有特点,互为补充。厚膜电路主要应用于大功率领域;而薄膜电路则主要在高频率、高精度方面发展其应用领域。目前,单片集成电路技术和混合集成电路技术的相互渗透和结合,发展特大规模和全功能集成电路系统,已成为集成电路发展的一个重要方向。

 
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