第七节 集成电路

一、集成电路的类型与图形符号

1.集成电路分类

集成电路分为模拟集成电路和数字集成电路。常见的运算放大器（运放）和各种音响电路集成器件等属于模拟集成电路；而TTL与非门及各种型号的MOS型电路属于数字集成电路。

2.国家标准产品与国际标准产品的对应系列

1000系列是国家标准系列，与国际标准54/74系列相对应。

2000系列是国家标准高速系列，与国际标准54H/74H系列相对应。

3000系列是国家标准肖特基系列，与国际标准54S/74S系列相对应。

4000系列是国家标准低功耗肖特基系列，与国际标准54LS/74LS系列相对应。

双列直插式集成电路如图2-14所示，常用集成逻辑门电路符号如图2-15所示。

图2-14 双列直插式集成电路

a）管座 b）集成电路 c）引脚图

图2-15 常用集成逻辑门电路符号

a）与门（L=AB） b）或门（L=A+B） c）非门 d）与非门 e）或非门 f）异或门（L=A㊉B）

二、常用集成电路选用举例

1.三端稳压集成电路

常用型号有LM317、78系列、79系列等。三端稳压集成电路有固定式（78系列、79系列）和可调式（LM317），输出分为正输出电压和负输出电压两类。78系列（正输出电压）稳压电路的输出电压分为5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V七个档次；最大输出电流1.5A、0.5A、0.1A。79系列（负输出电压）输出电流和输出电压与78系列相同。三端稳压集成电路主要用于直流稳压电源电路中，起稳压作用。图2-16所示为三端稳压集成电路，其参数见表2-6。

图2-16 三端稳压集成电路

表2-6 常用三端稳压集成电路参数

LM117、LM217、LM317是输出1.2～37V电压的可调集成稳压器，外电路仅用两个电阻便可调整输出电压。其电压调整率与电流调整率都优于常见的固定稳压器。此外，LM系列还在IC内部设置了过载保护、限流保护和安全区保护，故使用中不易损坏。三端可调LM系列集成稳压器的参数见表2-7。

表2-7 三端可调LM系列集成稳压器的参数表

2.集成运算放大器

1）国产CF741型集成运算放大器与国外LM741、μA741、MC741型集成电路相对应，是目前通用的集成运放之一，具有高增益、共模与差模输入电压范围宽、无阻塞、功耗低、有输出短路保护、不需外部频率补偿等特点，但频率特性差，仅用于对放大器带宽要求不高的场合。其引脚如图2-17所示。

图2-17 集成运放的引脚排列方法

2）国产CF747型双运放电路与国外LM747、μA747、MC747型集成电路相同，它由两个单运放组成，与CF741的优点和特性一样。

3）CF324国产型单电源运算放大器与国外的LM324、μA324型集成电路相同。它由四个独立且性能相同的低功耗、高增益、频率内补偿的运算放大器组成。在3～30V单电源或±1.5～±15V双电源下工作。

4）国产CF353型高速双运算放大器与国外LF353型集成电路相同，具有输入偏置电流小、输入失调电流小、增益带宽、输入电阻高、转换速度快、噪声低等特点。

集成运算放大器打破了分立元器件和分立电路的设计方法，实现了材料、元器件和电路的统一。主要用于信号运算（比例、加法、减法、积分、微分运算）、信号处理（有源滤波器、采样保持电路、电压比较器）、波形产生（矩形波发生器、三角波发生器、锯齿波发生器）、信号测量（自动控制和非电量测量）等方面的应用。

在使用过程中注意，使用前必须清零；保证两个输入端的外接电路的直流电阻相等，避免输出偏离零值；输入引线和输出引线避免交叉，地线的走线要使各级的电流自成回路；为避免自激振荡，在输出端和反相输入端之间跨接并联的阻容元件；为避免因信号幅度过大损坏运放的输入级，在输入端并联两个反向二极管限幅保护电路。

3.集成功率放大器

1）按输入功率的大小可分为小、中、大功率放大器，输出功率有几百毫瓦至几十瓦。按内部电路分为功率输出级和集成功率驱动级，前者功率在几瓦以下，后者为十几瓦。

2）常用型号有CD4100、CD4101、CD4102、SL349等，CD4100、CD4101、CD4102功率体积比大、单电源、使用方便，主要用于收音机、录音机等小功率放大电路中，它们的电源电压分别为6V、7.5V、9V。SL349功率驱动器，电源电压分为18V、24V，主要用于音响电路中。

3）集成与非门有74LS08、CD4011；非门有74LS04；或门有74LS32。这些单片集成电路，有机地组合在一起，广泛用于中、小规模集成电路中。组成各种逻辑电路，表示输入与输出之间的是或非的关系。

4）时基集成电路有555集成定时器（NE555等型号）。555集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，它有八个引脚。是目前广泛应用的一种电路，如由集成555定时器组成单稳态触发器，可以实现定时控制和脉冲整形；用于多谐振荡器中，可以实现无稳态控制，无需外加触发脉冲，就能输出一定频率的矩形波等。

5）JK触发器有74LS114；D触发器有74LS74。这两种触发器可以进行“0”和“1”转换的两种状态，常用于寄存器和计数器的逻辑部件中。

6）计数器有74LS290，它是计算机和数字逻辑系统基本部件之一，能累计脉冲的数目，最后给出累计的总数。广泛用于二—十进制计数器中，进行加、减法计数运算等。

7）译码器有74LS42、74LS247，可作为二进制译码器、二—十进制译码器及显示译码器等。其功能是将输入代码（如8421代码）的状态翻译成相应的输出信号，以表示其原意，并用显示器显示出来。

8）编码器有74LS147，用于二进制编码器和二—十进制编码器电路中。常用8421编码方式，得出该二进制代码所表示的1位十进制数。

9）加法器有74LS183，用于二进制的求和运算电路，如半加器、全加器等。

10）数/模（D/A）转换器有DAC0808，把输入端的4位二进制数码，经运放构成的反相放大器，输出的是模拟量。

11）模/数（A/D）转换器有ADC0809，把输入模拟信号的连续量转换为输出离散的数字量。转换过程是通过采样、保持、量化、编码四个步骤完成的。

12）三态门有74LS125，它的输出端除高电平和低电平外，还出现第三种状态——高阻状态。可以实现用一根导线轮流传送几个不同的数据或控制信号，在计算机中被广泛应用。

13）数据选择器有74LS153，它能按需要从几路数据中选择其中一路输出。

三、集成电路使用注意事项

1）模拟集成电路使用的双电源为±12V或±15V，数字集成电路的电源为+5.0V，其误差为±5%。

2）使用温度范围一般为-30～+85℃。

3）焊接采用20W内热式电烙铁，一次焊接时间不得超过3s。

4）焊接MOS电路时，电烙铁必须有良好的接地线，否则，要断开电烙铁的电源电利用余热焊接。

5）集成电路的空脚为更替或备用脚，不得擅自接地，使用时悬空即可。

6）带有集成电路插座的集成电路，必须断电插拔集成电路。

7）测量各引脚的直流电压时，选用表头内阻大于20kΩ/V的万用表。