在過(guò)去的電路中，我們常常將雙極結(jié)型晶體管、二極管和場(chǎng)效應(yīng)晶體管，這些電路中常用的電子組件與所需的電阻器和電容器互連，這種類(lèi)型的電路稱(chēng)為分立電路，因?yàn)槊總€(gè)組件都可以根據(jù)需要與電路分離?，F(xiàn)在，存在一種生產(chǎn)電子電路的新趨勢(shì)，在半導(dǎo)體晶片上集成許多二極管、晶體管和電容器，我們稱(chēng)為集成電路（IC）。

由于集成在半導(dǎo)體晶片上的這種類(lèi)型的電子電路中的組件不可分離，因此該電路通常稱(chēng)為集成電路。IC也被普遍稱(chēng)為芯片或微芯片。

自從制造以來(lái)，我們已經(jīng)能夠安裝到IC中的晶體管數(shù)量迅速增加，大約每?jī)赡暝黾右槐?。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為摩爾定律，通常被用來(lái)解釋過(guò)去50年技術(shù)的指數(shù)增長(zhǎng)。

一、集成電路史

該技術(shù)是由美國(guó)德州儀器（TI）的杰克·基爾比（Jack Kilby）和美國(guó)飛兆半導(dǎo)體公司（Fairchild Semiconductor USA）的羅伯特·諾伊斯（Robert Noyce）于1950年發(fā)明的。美國(guó)空軍是這項(xiàng)新發(fā)明的第一位顧客。2000年，杰克·基爾比（Jack Kilby）憑借微型電子電路獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

在Kilby展示其IC設(shè)計(jì)一年半之后，F(xiàn)airchild Semiconductor Limited的Robert Noyce提出了自己的集成電路。他的模型解決了Kilby裝置存在的許多實(shí)際問(wèn)題。該模型由硅制成，而Kilby的材料則由鍺制成。Jack Kilby和Robert Noyce都因在集成電路方面的工作而獲得了專(zhuān)利。經(jīng)過(guò)數(shù)年的法律糾紛，兩家公司明智地決定交叉許可其技術(shù)，并創(chuàng)造了巨大的全球市場(chǎng)。

二、集成電路類(lèi)型（IC）

集成電路主要有兩種類(lèi)型：數(shù)字IC或模擬IC。下面將詳細(xì)討論這些類(lèi)型的IC。

1.模擬IC

在這種類(lèi)型的IC中，輸入和輸出兩個(gè)信號(hào)都是連續(xù)的。輸出信號(hào)電平取決于輸入信號(hào)電平，并且輸出信號(hào)電平是輸入信號(hào)電平的線性函數(shù)。線性IC或模擬IC最常用作音頻放大器和射頻放大器。運(yùn)算放大器，穩(wěn)壓器，比較器和計(jì)時(shí)器也是線性IC或模擬IC 的知名示例。

2.數(shù)字IC

數(shù)字IC通常用于許多電子項(xiàng)目，典型的數(shù)字IC是邏輯門(mén)，例如與門(mén)、或門(mén)、非門(mén)、異或門(mén)、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器。微處理器也是數(shù)字IC的另一個(gè)應(yīng)用案例，這些IC使用二進(jìn)制數(shù)據(jù)（例如0或1）進(jìn)行操作。

由于IC的主要組件是晶體管，這些晶體管可能是雙極型或場(chǎng)效應(yīng)，具體取決于IC的應(yīng)用。隨著技術(shù)的日新月異，集成在單個(gè)IC芯片中的晶體管數(shù)量也在增加。根據(jù)單個(gè)芯片中包含的晶體管數(shù)量，我們將IC分為五類(lèi)。即：

（1）小規(guī)模集成（SSI），單個(gè)IC芯片中包含的晶體管數(shù)量最多為100。
（2）中等規(guī)模集成（MSI），其中單個(gè)IC芯片中包含的晶體管數(shù)量為100至1000。
（3）大規(guī)模集成（LSI），其中單個(gè)IC芯片中包含的晶體管數(shù)量為1000至20000。
（4）超大規(guī)模集成（VLSI），其中單個(gè)IC芯片中包含的晶體管數(shù)量為20000至10000000。
（5）超大規(guī)模集成（ULSI），其中集成在單個(gè)IC芯片中的晶體管數(shù)量為10000000到10000000。

根據(jù)IC中使用的有源器件，它可以進(jìn)一步分為雙極IC和單極IC。在雙極IC中，主要組件是雙極結(jié)型晶體管，而在單極IC中，主要組件是場(chǎng)效應(yīng)晶體管或MOSFET。

三、集成電路制造工藝

IC制造技術(shù)有兩種類(lèi)型，一種是單片技術(shù)，另一種是混合技術(shù)。在單片技術(shù)中，所有電子組件及其互連都一起制成一個(gè)硅芯片。當(dāng)大規(guī)模生產(chǎn)相同的IC時(shí)，將應(yīng)用此技術(shù)。

在混合集成電路中，將單獨(dú)的組件連接到陶瓷物質(zhì)上，并通過(guò)導(dǎo)線或金屬化圖案相互連接。

四、集成電路或IC的優(yōu)勢(shì)

集成電路（IC）的優(yōu)點(diǎn)包括：

1.它的尺寸很小，實(shí)際上在一個(gè)平方英寸的IC芯片中可以集成大約20000個(gè)電子組件。
2.在單個(gè)芯片中制造許多復(fù)雜的電路，因此簡(jiǎn)化了復(fù)雜的電子電路的設(shè)計(jì)。也可以提高性能。
3.IC的可靠性高。
4.由于批量生產(chǎn)，價(jià)格低廉。
5.IC消耗的功率很小。
6.由于沒(méi)有寄生電容效應(yīng)，因此具有更高的工作速度。
7.很容易更換。

集成電路或集成電路的缺點(diǎn)

集成電路（IC）的缺點(diǎn)包括：

1.由于其體積小，當(dāng)IC中的電流增加時(shí)，IC無(wú)法以所需的速率散熱。這就是為什么IC通常會(huì)因流過(guò)它們的過(guò)電流而損壞的原因。
2.電感器和變壓器不能集成在IC中。

由于其體積小，當(dāng)IC中的電流增加時(shí)，IC無(wú)法以所需的速率散熱。這就是為什么IC通常會(huì)因流過(guò)它們的過(guò)電流而損壞的原因。電感器和變壓器不能集成在IC中。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的集成電路（IC）的基礎(chǔ)知識(shí)。英銳恩專(zhuān)注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)、運(yùn)放芯片和模擬開(kāi)關(guān)。