集成電路的應(yīng)用有哪些?
集成電路是指采用一定的工藝,把一個(gè)電路中所需的三極管、二極管、電阻、電容、電感等元器件及導(dǎo)線互連在一起,制作在一小塊或幾小塊陶瓷、玻璃或半導(dǎo)體晶片上,然后封裝在一起,成為一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)一定電路功能的微型電子器件或部件。因此,集成電路具有體積小、重量輕、引腳少、壽命長、可靠性高、成本低、性能好等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還便于大規(guī)模生產(chǎn)。它不但廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、家用電器等領(lǐng)域,而且廣泛應(yīng)用在軍事、科學(xué)、教育、通信、交通、金融等領(lǐng)域。用集成電路裝配的電子設(shè)備,不僅裝配密度比三極管裝配的電子設(shè)備提高了幾十倍至幾千倍,而且延長了設(shè)備的使用壽命。
按功能結(jié)構(gòu)區(qū)分模擬集成電路數(shù)字集成電路數(shù)/模混合集成電路按制作工藝區(qū)分半導(dǎo)體集成電路膜集成電路按導(dǎo)電類型區(qū)分雙極型集成電路單極型集成電路按應(yīng)用領(lǐng)域區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)通用集成電路專用集成電路。
集成電路的作用1、減少元器件的使用。集成電路的誕生,小規(guī)模的集成電路使內(nèi)容元器件的數(shù)量減少,在零散元器件上有了很大的技術(shù)提高。2、產(chǎn)品性能得到有效提高。將元器件都集合到了一起,不僅減少了外電信號(hào)的干擾,也在電路設(shè)計(jì)方面有了很大的提升,提高了運(yùn)行速度。3、更加方便應(yīng)用。一種功能對應(yīng)一種電路,將一種功能集中成一個(gè)集成電路 ,如此-來,在以后應(yīng)用中,要什么功能就可以應(yīng)用相應(yīng)的集成電路,從而大大方便了應(yīng)用。
模擬集成電路的基本電路包括電流源、單級放大器、濾波器、反饋電路、電流鏡電路等,由它們組成的高一層次的基本電路為運(yùn)算放大器、比較器,更高一層的電路有開關(guān)電容電路、鎖相環(huán)、ADC/DAC等。根據(jù)輸出與輸入信號(hào)之間的響應(yīng)關(guān)系,又可以將模擬集成電路分為線性集成電路和非線性集成電路兩大類。前者的輸出與輸入信號(hào)之間的響應(yīng)通常呈線性關(guān)系,其輸出的信號(hào)形狀與輸入信號(hào)是相似的,只是被放大了,并且按固定的系數(shù)進(jìn)行放大的。而非線性集成電路的輸出信號(hào)對輸入信號(hào)的響應(yīng)呈現(xiàn)非線性關(guān)系,比如平方關(guān)系、對數(shù)關(guān)系等,故稱為非線性電路。常見的非線性電路有振蕩器、定時(shí)器、鎖相環(huán)電路等。模擬集成電路的典型應(yīng)用如下圖所示,輸入溫度、濕度、光學(xué)、壓電、聲電等各種傳感器或天線采集的外界自然信號(hào),經(jīng)過模擬電路預(yù)處理后,轉(zhuǎn)為合適的數(shù)字信號(hào)輸入到數(shù)字系統(tǒng)中;經(jīng)過數(shù)字系統(tǒng)處理后的信號(hào)再通過模擬電路進(jìn)行后處理,轉(zhuǎn)換為聲音、圖像、無線電波等模擬信號(hào)進(jìn)行輸出。
相對于數(shù)字集成電路基于標(biāo)準(zhǔn)單元庫使用EDA工具軟件進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方法,模擬電路卻保留了人工設(shè)計(jì)的方法,當(dāng)然也有大量的電路畫圖和仿真軟件工具,和一些成熟的電路單元可以使用,但是要設(shè)計(jì)出好的模擬集成電路,更多的是依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)槟M電路要考慮的因素更多,除了數(shù)字集成電路關(guān)注的速度、功耗和面積之外,還需要考慮增益、精度等性能指標(biāo),考慮噪聲、串?dāng)_、溫度、器件非線性度等對性能的影響。
信息是人類社會(huì)最重要的戰(zhàn)略資源這一。人類在認(rèn)識(shí)世界、改造世界的一切有意義的活動(dòng)中都離不開對信息資源的開發(fā)、加工和利用。信息技術(shù)(InformaTIonTechnology,簡稱IT),是主要用于管理和處理信息所采用的各種技術(shù)的總稱。它主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)科學(xué)和通信技術(shù)來設(shè)計(jì)、開發(fā)、安裝和實(shí)施信息系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。在當(dāng)今這個(gè)飛速發(fā)展的信息化時(shí)代,信息技術(shù)作為管理和處理信息的各種技術(shù)是人類文明不斷向前發(fā)展地重要技術(shù)手段之一。當(dāng)然,作為信息技術(shù)硬件支持的計(jì)算機(jī)是必不可少的,但是,計(jì)算機(jī)中最重要的技術(shù)莫過于集成電路技術(shù),于是,集成電路技術(shù)成為了信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)。由于它是整個(gè)信息技術(shù)領(lǐng)域中的最根本的技術(shù)支持,所以,它直接決定著信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。如果集成電路技術(shù)能夠?yàn)橛?jì)算機(jī)提供一個(gè)很好的中央處理器的集成電路,那么,計(jì)算機(jī)的處理速度就會(huì)很可觀,因此對信息的管理和處理速度就會(huì)大大提升。當(dāng)計(jì)算機(jī)對信息的管理和處理效率得到提高,就使得信息技術(shù)的發(fā)展將會(huì)較少受到硬件問題的限制,它將會(huì)也會(huì)發(fā)展的更好,在將來更好地為全人類服務(wù)。由此可見,集成電路技術(shù)在信息技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用是信息技術(shù)領(lǐng)域的最關(guān)鍵技術(shù),所以,對集成電路技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)與研究不僅使該項(xiàng)技術(shù)得到革新,而且也使信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展得到很好地促進(jìn)。